融合多源SAR影像的矿区变化检测应用研究

发布时间：2020-05-21 23:11

【摘要】：我国是能源大国,矿产资源储量丰富,资源的开采会造成地表的破坏。在应急灾害处理中,如何快速准确的确定变化区域具有重要意义。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天时、全天候成像特点,在全球资源与环境变化、灾害损失评估、土地利用、农业生产、城市扩展、森林监测等领域得到广泛应用。近些年SAR技术得到了迅猛发展,搭载SAR传感器的卫星多种多样,影像数据类型和分辨率丰富,融合不同分辨率影像的变化检测得到学者的广泛关注。本文在研究不同分辨率SAR影像特点的基础上,展开了融合多源SAR影像的矿区变化检测应用研究,主要工作及成果如下:(1)对多源SAR影像采用7种滤波方法进行处理,发现均值滤波适用于低分辨率SAR影像,而Lee滤波更适宜于高分辨率SAR影像。(2)针对滤波后的SAR影像,使用差值和对数比值方法分别构造差异影像,结合Kilter-Illingworth(KI)准则与数学形态学方法得到变化检测结果,发现低分辨率影像利用差值法构造差异影像和3×3方形结构元素结合能够得到更高精度的变化图,而高分辨率影像利用对数比值法构造差异影像和3×3方形结构元素效果更好。(3)为了更好地保留SAR影像的纹理特征,在原始影像中基于灰度共生矩阵(Gray-level Co-occurrence Matrix,GLCM)提取纹理特征构造差异影像,利用最大类间方差算法(Otsu)提取变化阈值,发现低分辨率和高分辨率影像利用均值纹理特征的变化结果精度最高。(4)针对两种方法提取的最优变化结果图,首先对同源数据结果进行二值并运算融合,然后对基于地理坐标信息配准的多源数据变化结果,采用保留低分辨率影像变化检测结果的大块区域和高分辨率影像变化检测结果边缘区域的优势融合策略进行融合,得到最终变化检测结果。发现大块变化区域内部的孔隙减少,同时影像变化边缘和细微结构得到保持,得到了精度更高的变化检测图像。
【图文】：

矿业,采矿废弃物,放宽条件,国民经济基础

题背景及意义（Research Background and Significance）产资源不仅是工业的粮食和血液，同时也是社会发展与国民经济基础。国家建设 70%的农业生产资料，80%的工业原料，以及 90%的产资源有关[1]。新中国成立以来，社会主义现代化建设事业的大力展矿业获得了飞速的发展，由此迈入了世界矿业大国的行列。20 世纪 8期，受大矿大开，小矿放开，有水快流错误思想的影响，，我国放宽条件，矿山数量大幅增加，全国兴起了开矿大潮，私挖滥挖加剧了矿坏[2]。矿产资源开发利用是有代价的，自然环境会随着开发过程受到破坏，加剧了水土流失和地质灾害的发生，直接威胁到矿区周围居民和人民生命财产安全[3]。国民经济的发展离不开矿业的支持，但也带生态环境问题：地面塌陷、土地沙化、盐碱化、沉陷区积水、地面建筑道路和桥梁损害等[4-5]，在地势起伏大的区域可能诱发泥石流、滑坡此同时，采矿废弃物会造成粉尘危机，废水废液也会污染地下水[6]。环境进行监测成为防控、治理这些灾害的关键。

星载SAR,成像原理

为灾害应急服务提供了保障。本章介绍图像特性，同时介绍了不同的滤波方法以及提供了理论基础。理(SAR Imaging Principle)AR 系统，能够在任意气象条件、任意时刻实统，由雷达天线、接收器、记录器、发射器四由脉冲发生器产生，通过发射器，以脉冲长脉冲（具有特定波长）；发射的波束照射在上，然后借助于接收/发射转换开关，接收理成一种视频信号，通过存储介质产生雷束方式的不同，形成了聚束、条带和扫描的9]。雷达的成像目标位于观测地带（即测绘的方向，距离向是与方位向正交的方向[40]。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P237;TD17

【参考文献】