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泥石流区域卫星遥感提取

2024-08-16

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泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流,广泛分布于世界各国一些具有特殊地形、地貌的地区,其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。泥石流以其冲毁、淤埋的成灾方式对人类的生命安全和财产构成威胁。

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 以往实地地质灾害研究或调查工作难以在地广人稀、山高路险的区域开展。而遥感调查方法具有视域广、数据采集快、连续观察和不受地形限制等特点,近年来在泥石流灾害调查领域得到广泛应用。

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△泥石流遥感监测

泥石流提取可在SLIC方法获取的超像素上利用相关光谱指数进行泥石流区域提取。

首先利用SLIC方法对影像进行分割处理,即确定分割区域数量,根据分割区域数量,在影像内均匀分配种子点;在已分配的种子点邻域内重新选择种子点,计算邻域内所有像素点的梯度值;将梯度最小的像素重新分配为种子点,这样可以避免种子点被设置为轮廓边界点;根据聚类指标为每个像素分配聚类标签,每个像素点都会被多个种子点搜索到,所以每个像素点都会有一个与周围种子点的距离,取最小值对应的种子点作为该像素点的聚类中心;重新统计区域中心,根据度量指标不断进行聚类迭代优化,不断迭代直到误差收敛。

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(a)K=100

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(b)K=300

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(c)K=500

△基于SLIC方法区域分割

在分割区域生成以后,分别统计每个分割区域的植被指数NDVI、改进的水体指数PNDWI以及每个波段的波谱平均值。根据泥石流区域在影像上的目视解译区域,判断泥石流区域的植被指数、水体指数以及每个波段的波谱值的取值范围,设置阈值监测出研究区域的泥石流区域。

基于该方法反演得到的甘肃省甘南藏族自治州舟曲县的三眼峪泥石流信息区域如下图所示。

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