SAR图像输电走廊区域冰雪信息提取方法研究

发布时间：2017-05-10 06:02

  本文关键词：SAR图像输电走廊区域冰雪信息提取方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：冰雪信息是地表气候与水文研究中的一个重要内容,而局部积雪变化影响着当地和区域的气候系统和气象。伴随着全球变暖引起的气候环境问题,冰雪灾害对我国也产生了严重影响,尤其是2008年发生在我国南方的特大雪灾,突发性强、破坏性大,导致大量高压电塔倒塌,输电线路瘫痪,对灾区经济造成了巨大的损失。合成孔径雷达(SAR)在各种气候和天气条件下都具有较好的分辨能力,在冰雪灾害等大范围自然灾害条件下有着特殊的优势,可以有效弥补光学卫星的不足。本文的主要研究内容为SAR图像的输电走廊区域冰雪信息提取,并对提取结果进行验证分析。由于能对输电走廊造成大规模破坏的冰雪灾害通常发生在南方,降雪发生后容易融化、冻结,时空变化较快,为了增强冰雪提取的时效性,本文研究了一种基于多极化单时相ASAR数据提取冰雪面积的方法。本文利用14景ASAR图像进行分析,采用散射特性与极化特性相结合的方法提取湿雪面积,然后利用DEM信息等对干雪进行提取,最后实现了对山区冰雪面积的提取。为了与MODIS光学数据进行匹配验证,本文将ASAR结果数据进行了尺度转换。经过验证,最终提取的冰雪面积总体精度达到了82.04%。为了实现对输电走廊覆冰灾害严重区域的重点监测,论文最后一章采用Terrasar-X的凝视聚束模式进行相干性冰雪信息提取,其方位向分辨率可达0.25m。本文利用相同时间间隔的多组干涉对分析了输电走廊月谱二线邛海地区不同地物的相干性,发现在较短时间间隔的情况下,除了积雪、湖水、灌木丛等区域外,其他地物如电塔、村镇和裸土都保持了较高的相干性。根据积雪与其它地物的相干性差异,采取相干性阈值分类的方法,对输电走廊月谱二线邛海地区进行了冰雪信息提取。本文还利用水体后向散射系数比积雪区域低的特点,通过阈值法将湖水区域排除,得到最终的积雪分类图。最后本文将SAR图像积雪提取结果与同时期的谷歌earth光学图像进行了对比,结果表明,利用相干性可以比较准确的提取冰雪信息,但是由于灌木丛等树林区域其后向散射系数和相干性均与积雪区域类似,在此方法中并没有将灌木丛和积雪区域有效的区分开。
【关键词】：干涉SAR 极化SAR 输电走廊 冰雪 相干性
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM752;TN957.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 SAR图像输电走廊区域冰雪信息提取研究现状12-14
• 1.3 主要研究内容14-15
• 1.4 论文结构15-16
• 第二章 SAR成像原理及图像特点16-27
• 2.1 SAR成像原理16-20
• 2.1.1 脉冲压缩原理16-18
• 2.1.2 距离向分辨率18-19
• 2.1.3 方位向分辨率19-20
• 2.2 SAR图像特点20-26
• 2.2.1 相干斑噪声20-22
• 2.2.2 极化特性22-23
• 2.2.3 几何特性23-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 冰雪覆盖区域散射特性分析27-42
• 3.1 冰雪微波散射模型研究27-29
• 3.2 冰雪的微波散射特性分析29-31
• 3.2.1 干雪的后向散射特性29-30
• 3.2.2 湿雪的后向散射特性30-31
• 3.2.3 冰的后向散射特性31
• 3.3 SAR图像冰雪信息提取方法讨论31-41
• 3.3.1 基于冰雪的后向散射强度提取冰雪覆盖信息的方法32-35
• 3.3.2 基于湿雪的极化特性提取冰雪覆盖信息的方法35-39
• 3.3.3 基于冰雪的相干性提取冰雪覆盖信息的方法39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 基于冰雪的多极化特性提取冰雪面积的方法42-53
• 4.1 研究区域和数据42-43
• 4.2 冰雪面积提取的算法依据及软件实现43-48
• 4.2.1 冰雪面积提取算法及流程图43-44
• 4.2.2 湿雪面积提取44-45
• 4.2.3 干雪面积提取45-46
• 4.2.4 冰雪面积提取的软件模块实现46-48
• 4.3 SAR积雪面积结果验证48-52
• 4.3.1 尺度效应与尺度转换48-49
• 4.3.2 冰雪提取结果及验证49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 基于冰雪的相干性提取冰雪面积的方法53-71
• 5.1 干涉SAR基本原理53-56
• 5.1.1 干涉SAR测量模式53
• 5.1.2 影响干涉SAR相干性的因素53-56
• 5.2 Terra SAR凝视聚束模式的冰雪信息提取56-69
• 5.2.1 月谱二线邛海地区短时间间隔相干性分析58-65
• 5.2.2 月谱二线邛海地区冰雪提取算法及流程图65-67
• 5.2.3 月谱二线邛海地区冰雪信息提取结果67-69
• 5.3 本章小结69-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 总结71-72
• 6.2 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 攻硕期间取得的成果78-79

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王晓;合成孔径雷达图像相干斑滤波算法研究[D];合肥工业大学;2005年

  本文关键词：SAR图像输电走廊区域冰雪信息提取方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：354121