SAR圖像輸電走廊區(qū)域冰雪信息提取方法研究.pdf

1、冰雪信息是地表氣候與水文研究中的一個(gè)重要內(nèi)容，而局部積雪變化影響著當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域的氣候系統(tǒng)和氣象。伴隨著全球變暖引起的氣候環(huán)境問(wèn)題，冰雪災(zāi)害對(duì)我國(guó)也產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，尤其是2008年發(fā)生在我國(guó)南方的特大雪災(zāi)，突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大，導(dǎo)致大量高壓電塔倒塌，輸電線路癱瘓，對(duì)災(zāi)區(qū)經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失。合成孔徑雷達(dá)（SAR）在各種氣候和天氣條件下都具有較好的分辨能力，在冰雪災(zāi)害等大范圍自然災(zāi)害條件下有著特殊的優(yōu)勢(shì)，可以有效彌補(bǔ)光學(xué)衛(wèi)星的不足。本文的主要研

2、究?jī)?nèi)容為SAR圖像的輸電走廊區(qū)域冰雪信息提取，并對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析。
　　由于能對(duì)輸電走廊造成大規(guī)模破壞的冰雪災(zāi)害通常發(fā)生在南方，降雪發(fā)生后容易融化、凍結(jié)，時(shí)空變化較快，為了增強(qiáng)冰雪提取的時(shí)效性，本文研究了一種基于多極化單時(shí)相ASAR數(shù)據(jù)提取冰雪面積的方法。本文利用14景ASAR圖像進(jìn)行分析，采用散射特性與極化特性相結(jié)合的方法提取濕雪面積，然后利用DEM信息等對(duì)干雪進(jìn)行提取，最后實(shí)現(xiàn)了對(duì)山區(qū)冰雪面積的提取。為了與MODIS光學(xué)

3、數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配驗(yàn)證，本文將 ASAR結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了尺度轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，最終提取的冰雪面積總體精度達(dá)到了82.04％。
　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電走廊覆冰災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)域的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，論文最后一章采用Terrasar-X的凝視聚束模式進(jìn)行相干性冰雪信息提取，其方位向分辨率可達(dá)0.25m。本文利用相同時(shí)間間隔的多組干涉對(duì)分析了輸電走廊月譜二線邛海地區(qū)不同地物的相干性，發(fā)現(xiàn)在較短時(shí)間間隔的情況下，除了積雪、湖水、灌木叢等區(qū)域外，其他地物如電塔、村鎮(zhèn)和裸

4、土都保持了較高的相干性。根據(jù)積雪與其它地物的相干性差異，采取相干性閾值分類的方法，對(duì)輸電走廊月譜二線邛海地區(qū)進(jìn)行了冰雪信息提取。本文還利用水體后向散射系數(shù)比積雪區(qū)域低的特點(diǎn)，通過(guò)閾值法將湖水區(qū)域排除，得到最終的積雪分類圖。最后本文將SAR圖像積雪提取結(jié)果與同時(shí)期的谷歌earth光學(xué)圖像進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，利用相干性可以比較準(zhǔn)確的提取冰雪信息，但是由于灌木叢等樹(shù)林區(qū)域其后向散射系數(shù)和相干性均與積雪區(qū)域類似，在此方法中并沒(méi)有將灌木叢和積雪