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基于RS和GIS的堰塞湖判别方法研究

张浩  
【摘要】:2018年10月10日至11月12日,在短短一个月内,西藏自治区境内的雅鲁藏布江和金沙江,先后发生了四次大型堰塞湖,蓄水量大,水位升高迅速,严重威胁下游重要设施和城镇的防洪安全,涉及国际河流外交事务,引发极高关注。堰塞湖的识别和预警工作,能够大大提前堰塞湖应急抢险救灾的“时间关口”,是降低生命财产等损失的有效途径,有助于解决目前堰塞湖应急抢险救灾中遇到的基础资料不足、准备不充分、监测不及时等问题,有助于在早期及时发现堰塞湖并采取措施,降低堰塞湖应急抢险救灾的难度,减少堰塞湖带来的危害。本文以雅鲁藏布江米林堰塞湖和金沙江白格堰塞湖为研究对象,以Landsat-8影像为数据源,研究堰塞湖前期的遥感特征和判别方法,并用北京2号高分辨影像和高分系列影像来验证,取得的主要研究成果如下:(1)堰塞湖突发性强,但前期往往有明显的遥感特征可以作为识别、预警的判断依据。雅鲁藏布江堰塞湖所在区域,历史上由雪冻融引发的崩塌滑坡-碎屑流堵江事件已多次发生,大型滑坡和不完全堵江多次发育;金沙江白格堰塞湖的滑坡区岩土体经历了多年的长期蠕滑变形过程;(2)对于雅鲁藏布江米林堰塞湖,用直接比较法和分类后比较法可以做到快速识别、定位堰塞湖事发点。通过直接比较法,可以清晰识别出水体和堰塞体的变化;通过对分类后比较法中的8种监督分类方法的分类效果的定性分析和分类精度的定量分析,结果发现,最大似然法和支持向量机法都能获得较好的分类效果,总体分类精度在95%以上,其中支持向量机法的效果一般比最大似然法稍好,而最大似然法计算速度远远高于支持向量机,故推荐将最大似然法用于堰塞湖的快速识别定位问题;(3)用直接比较法和分类后比较法,把堰塞湖的识别定位问题转换为了各类别地物的光谱指数问题和图像分类问题,并针对直接比较法流程化工具中光谱指数过少的问题和监督分类的精度受训练样本和验证样本的影响过大的问题,本文基于多种光谱指数做了拓展和改进,能够作为有益补充。


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