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《中国地震局地震预测研究所》 2016年
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基于倾斜摄影三维影像的建筑物震害提取研究

李玮玮  
【摘要】:低空无人机遥感系统具有机动性、灵活性、便捷性,可以较低的成本快速获取区域高分辨率影像,尤其在地震发生后,灾区受灾严重、人员无法进入,通过操控无人机采集灾区影像,为灾情分析提供第一手资料,在航空摄影和震害分析中发挥着越来越重要的作用。精确的建筑物震害评估对地震应急、救灾、经济损失评估有着重要的作用,而传统的正射遥感影像仅能在垂直视角进行分析,无法获取建筑物的高度、墙体结构、外墙裂缝等信息,因此基于正射遥感影像提取建筑物震害的发展受到制约。结合传统航空摄影技术和数字地面采集技术,机载多角度倾斜摄影技术应运而生,通过在同一飞行平台上搭载多台或多种传感器,同时从多个角度采集建筑物侧面和顶部影像,建模形成的高精度三维影像解决了正射影像只能从垂直视角进行分析的局限性。本文采用无人机倾斜摄影系统采集的2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震震后影像,结合建模技术生成高分辨率的三维影像、数字表面模型(Digital Surface Model,DSM),研究倾斜摄影技术以及二维遥感影像提取建筑物震害的方法。本文采取降维手段将三维模型对应的纹理影像导出,结合面向对象法提取混凝土结构外墙及裂缝,并根据《建(构)筑地震破坏等级划分(GB/T24335-2009)》,对提取的结果进行分析,判定建筑物震害程度。本文结合研究倾斜摄影处理技术生成的DSM影像数据特点和传统手段基于DSM影像提取建筑物的研究方法,采取将DSM影像转化成DSM深度影像和归一化DSM影像(n DSM)两种方式,对同一区域建筑物进行实验提取,并对提取结果进行精度评价。基于DSM影像提取建筑物的研究表明,在地形起伏较大的区域,采取归一化DSM影像提取建筑物精度更高。因此,本文基于归一化DSM影像通过设置不同的高度阈值提取未倒塌建筑物,再根据倒塌率公式分析该区域的倒塌情况。我国是一个地震灾害严重的国家,地震发生后,建筑物震害对烈度判定和建筑物易损性矩阵、人员伤亡易损性矩阵的修正等影响巨大。无人机倾斜摄影系统可以从多角度采集建筑物影像,通过倾斜摄影建模技术生成高空间分辨率的三维影像,基于三维影像提取震后建筑物震害、倒塌率在一定程度上探索了倾斜摄影三维影像的应用方向,同时提取建筑物震害对地震烈度评定、现场应急以及灾害、伤亡、经济损失评估等具有重要意义。
【学位授予单位】:中国地震局地震预测研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P231;P315.9

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