地球信息科学学报 ›› 2017, Vol. 19 ›› Issue (5): 692-701.doi: 10.3724/SP.J.1047.2017.00692
收稿日期:
2016-01-21
修回日期:
2016-06-23
出版日期:
2017-05-20
发布日期:
2017-05-20
通讯作者:
胡卓玮
E-mail:chen.tianbo@163.com;huzhuowei@gmail.com
作者简介:
作者简介:陈天博(1990-),男,硕士生,主要从事无人机遥感影像处理与信息提取研究。E-mail:
基金资助:
CHEN Tianbo(), HU Zhuowei(
), WEI Lai, HU Shunqiang
Received:
2016-01-21
Revised:
2016-06-23
Online:
2017-05-20
Published:
2017-05-20
摘要:
高分辨率的DEM和DOM数据是对地形地貌信息的准确描述,也是滑坡信息提取的重要数据源。首先,针对滑坡信息提取的要求,本文采用无人搭载微型单反相机的影像获取平台,结合野外测量的GPS数据,弥补了无人机POS信息精度低的劣势;针对无人机影像的特点,运用摄影测量基本原理与计算机视觉算法,获取高精度、高分辨率的DEM与DOM影像,保留了丰富的光谱与纹理信息。其次,借助ESP辅助工具获取了DOM影像的最佳分割尺度,并结合研究区地物特征构建了基于模糊分类与SVM算法相结合的决策树,运用面向对象的分类方法实现了对研究区内植被、道路、疑似滑坡区域的信息提取。最后,依照研究区地物分布的空间特征确定了高风险等级区域,并对该区域进行滑坡的形态与纹理分析以及精度评价,其中提取的疑似滑坡区域用户精度为91.44%、生产者精度为84.65%,结果表明无人机遥感在滑坡信息提取领域具有较高的应用价值。
陈天博, 胡卓玮, 魏铼, 胡顺强. 无人机遥感数据处理与滑坡信息提取[J]. 地球信息科学学报, 2017, 19(5): 692-701.DOI:10.3724/SP.J.1047.2017.00692
CHEN Tianbo,HU Zhuowei,WEI Lai,HU Shunqiang. Data Processing and Landslide Information Extraction Based on UAV Remote Sensing[J]. Journal of Geo-information Science, 2017, 19(5): 692-701.DOI:10.3724/SP.J.1047.2017.00692
[1] |
郭芳芳,杨农,孟晖,等.地形起伏度和坡度分析在区域滑坡灾害评价中的应用[J].中国地质,2008,35(1):131-143.
doi: 10.3969/j.issn.1000-3657.2008.01.014 |
[Guo F F, Yang N, Meng H, et al.Application of the relief amplitude and slope analysis to regional landslide hazard assessments[J]. Geology in China, 2008,35(1):131-143. ]
doi: 10.3969/j.issn.1000-3657.2008.01.014 |
|
[2] |
Casson B, Delacourt C, Baratoux D, et al.Seventeen years of the “La Clapière” landslide evolution analysed from ortho-rectified aerial photographs[J]. Engineering Geology, 2003,68(1):123-139.
doi: 10.1016/S0013-7952(02)00201-6 |
[3] | 丁辉,张茂省,李林.基于多特征面向对象区域滑坡现象识别[J].遥感技术与应用,2013,28(6):1107-1113. |
[Ding H, Zhang M S, Li L.Regional landslide identification based on multi-feature object-oriented image classification[J]. Remote Sensing Technology and Application,2013,28(6):1107-1113. ] | |
[4] |
童立强,郭兆成.典型滑坡遥感影像特征研究[J].国土资源遥感,2013,25(1):86-92.
doi: 10.6046/gtzyyg.2013.01.16 |
[Tong L Q, Guo Z C.A study of remote sensing image features of typical landslides[J].Remote sensing of land and resources, 2013,25(1):86-92. ]
doi: 10.6046/gtzyyg.2013.01.16 |
|
[5] |
陈玲,潘伯鸣,曹黎云.低空无人机航摄系统在四川地形测绘中的应用[J].城市勘测,2011(5):75-77.
doi: 10.3969/j.issn.1672-8262.2011.05.023 |
[Chen L, Pan B M, Cao L Y.The application of low altitude unmanned aerial mapping system to survey and map of geography in Sichuan[J]. Urban Geotechnical Investigation & Surveying, 2011,5:75-77. ]
doi: 10.3969/j.issn.1672-8262.2011.05.023 |
|
[6] | 雷添杰,李长春,何孝莹.无人机航空遥感系统在灾害应急救援中的应用[J].自然灾害学报,2011,20(1):178-183. |
[Lei T J, Li C C, He X Y.Application of aerial remote sensing of pilotless aircraft to disaster emergency rescue[J]. Journal of natural Disasters, 2011,20(1):178-183. ] | |
[7] | 臧克,孙永华,李京,等. 微型无人机遥感系统在汶川地震中的应用[J].自然灾害学报,2010(3):162-166. |
[Zang K, Sun Y H, Li J, et al.Application of miniature unmanned aerial vehicle remote sensing system to Wenchuan earthquake[J]. Journal of natural Disasters, 2010,3:162-166. ] | |
[8] |
Gonçalves J A, Henriques R.UAV photogrammetry for topographic monitoring of coastal areas[J]. Isprs Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 2015,104:101-111.
doi: 10.1016/j.isprsjprs.2015.02.009 |
[9] | 金伟,葛宏立,杜华强,等. 无人机遥感发展与应用概况[J].遥感信息,2009(1):88-92. |
[Jin W, Ge H L, Du H Q, et al.A review on unmanned aerial vehicle remote sensing and its application[J]. Remote Sensing Information, 2009,1:88-92. ] | |
[10] |
郭复胜,高伟.基于辅助信息的无人机图像批处理三维重建方法[J].自动化学报,2013,39(6):834-845.
doi: 10.3724/SP.J.1004.2013.00834 |
[Guo F S, Gao W.Batch reconstruction from UAV images with prior information[J]. Acta Automatica Sinica, 2013,39(6):834-845. ]
doi: 10.3724/SP.J.1004.2013.00834 |
|
[11] | 杨爱玲,孙汝岳,徐开明.基于固定翼无人机航摄影像获取及应用探讨[J].测绘与空间地理信息,2010,33(5):160-162. |
[Yang A L, Sun R Y, Xu K M.The acquisiton of aerial photography image based on the fixed-wing UAV discussion[J]. Mapping and Spatial Geographic Information, 2010,33(5):160-162. ] | |
[12] |
Jobson D J, Rahman Z, Woodell G A.A multiscale retinex for bridging the gap between color images and the human observation of scenes[J]. IEEE Transactions on Image Processing, 1997,6(7):965-976.
doi: 10.1109/83.597272 pmid: 18282987 |
[13] | Bay H, Tuytelaars T, Gool L V.SURF: speeded up robust features[J]. Computer Vision & Image Understanding, 2006,110(3):404-417. |
[14] |
Fischler M A, Bolles R C.Random sample consensus: A paradigm for model fitting with applications to image analysis and automated cartography[J]. Communications of the the Acm, 1981,24(6):381-395.
doi: 10.1145/358669.358692 |
[15] |
Nister D.An efficient solution to the five-point relative pose problem[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2004,26(6):756-777.
doi: 10.1109/TPAMI.2004.17 pmid: 18579936 |
[16] | 王聪华. 无人飞行器低空遥感影像数据处理方法[D].青岛:山东科技大学,2006. |
[Wang C H.Image Data Processing Method of UAV Low-altitude Remote Sensing[D]. Qingdao: Shandong University of Science and Technology,2006. ] | |
[17] |
Scharstein D, Szeliski R.A taxonomy and evaluation of dense two-frame stereo correspondence algorithms[J]. International journal of computer vision, 2002,47(1-3):7-42.
doi: 10.1023/A:1014573219977 |
[18] | 卢华兴. DEM误差模型研究[D].南京:南京师范大学, 2008. |
[Lu H X.Research on DEM error model[D].Nanjing: Nanjing Normal University, 2008. ] | |
[19] | 仇江啸,王效科.基于高分辨率遥感影像的面向对象城市土地覆被分类比较研究[J].遥感技术与应用,2010,25(5):653-661. |
[Qiu J X, Wang X K.A comparative study on object-based land cover classification in high spatial resolution remote sensing of urban areas[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2010,25(5):653-661. ] | |
[20] | 陈杰,孙志英,檀满枝.模糊逻辑在土地利用遥感分类中的应用[J].土壤学报,2007,44(5):769-775. |
[Chen J, Sun Z Y, Tan M Z.Application of fuzzy logic in landuse of classification based on remote sensing dafa[J]. Acta pelogica sinica, 2007,44(5):769-775. | |
[21] | 汪小钦,王苗苗,王绍强,等.基于可见光波段无人机遥感的植被信息提取[J].农业工程学报,2015,31(5):152-159. |
[Wang X Q, Wang M M, Wang S Q, et al.Extraction of vegetation information from visible unmanned aerial vehicle images[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015,31(5):152-159. ] | |
[22] | 李智峰,朱谷昌,董泰锋.基于灰度共生矩阵的图像纹理特征地物分类应用[J].地质与勘探,2011,47(3):456-461. |
[Li Z F, Zhu G C, Dong T F.Application of GLCM-Based texture features to remote sensing image classification[J]. Geology and Prospecting, 2011,47(3):456-461. ] |
[1] | 罗竹, 刘凯, 张春亢, 邓心远, 马荣华, 宋春桥. DEM在湖泊水文变化研究中的应用进展[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(7): 1510-1521. |
[2] | 李思进, 代文, 熊礼阳, 汤国安. DEM分辨率对黄土侵蚀沟形态特征表达的不确定性分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 338-350. |
[3] | 王春, 徐燕, 江岭, 赵明伟. 规则格网DEM局地坡面凸凹性精度分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 361-369. |
[4] | 赵尚民, 程维明, 蒋经天, 沙文娟. 资源三号卫星DEM数据与全球开放DEM数据的误差对比[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 370-378. |
[5] | 张鑫港, 闫浩文, 张黎明. 一种用于DEM数据认证与篡改定位的感知哈希算法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 379-388. |
[6] | 赵明伟, 金永林, 江岭, 王春, 杨灿灿, 徐燕. 多模型协同下的城郊地区DEM构建方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 389-398. |
[7] | 黄楠, 杨昕, 刘海龙. 基于等高线空间关系的鞍部点提取方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 410-421. |
[8] | 胡金龙, 唐梦鸽, 罗明良, 魏兰, 晏自红, 秦子晗. 基于DEM的一体化山地特征要素提取[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 422-430. |
[9] | 雷雪, 周毅, 李阳, 王泽涛. 基于DEM的黄土地貌逼近度因子构建及特征分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 431-441. |
[10] | 曹泽涛, 方子东, 姚瑾, 熊礼阳. 基于随机森林的黄土地貌分类研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 452-463. |
[11] | 顾文亚, 孟祥瑞, 朱晓晨, 邱新法. 基于BEMD分解的地貌分类研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 464-473. |
[12] | 吴钱娇, 陈玉敏. 基于CUDA的地表水动态模拟并行方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 505-515. |
[13] | 李文梁, 汪驰升, 朱武. 中国大陆地区TanDEM-X 90 m DEM误差空间分布特征[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2277-2288. |
[14] | 张志慧, 刘雯, 李笑含, 朱靖轩, 张洪涛, 杨东, 徐超昊, 徐宪立. 基于无人机航摄影像的喀斯特地区裸岩信息提取及景观格局分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2436-2444. |
[15] | 耿仁方,付波霖,蔡江涛,陈晓雨,蓝斐芜,余杭洺,李青逊. 基于无人机影像和面向对象随机森林算法的岩溶湿地植被识别方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(8): 1295-1306. |
|