基于多源多时相遥感数据的山体滑坡过程可视化模拟

论文摘要

滑坡是自然界中分布最广泛、发生最频繁的地质灾害种类之一,常见于各种山区环境,它的发生具有突发、不确定和随机性,常给人类生命及财产安全造成极大威胁和严峻挑战。第一时间开展滑坡过程可视化模拟与分析获取滑坡灾害的掩埋范围、堆积特征、风险程度等信息,可为灾害应急处置和下一步滑坡评估预判提供科学依据和重要支撑。虽然对滑坡灾害可视化模拟与分析方面已开展了不少的研究,但是还存在滑坡信息提取单一、模拟效率低、可视化效果差等问题,对滑坡过程可视化模拟与分析难以有效地支撑,不能及时响应滑坡灾害应急指挥和救援工作。针对上述问题,本文基于多源多时相遥感数据,侧重研究滑坡过程可视化模拟与分析的技术方法与流程,深入探索滑坡特征信息提取、滑坡时空过程插值、滑坡灾害三维场景动态构建等关键技术与方法流程,以实现滑坡过程可视化模拟与分析。本文主要研究工作和成果如下:(1)在传统基于单一遥感影像的滑坡二维信息提取基础上,进行多源多时相遥感数据的滑坡多维特征信息拓展提取,得到滑坡多维形态结构信息。对多源多时像遥感数据进行规范化处理,利用面向对象提取得到滑坡范围、承灾体等二维信息,利用填挖方和数学计算提取得到滑坡体、堆积体、滑道等三维形态结构信息,并定量计算滑坡面积、体积、路程等信息,同时提供交互式修改结果数据和信息多维展示功能。(2)提出一种滑坡过程空间约束规则下的滑坡时空过程插值方法,对滑坡过程空间形态进行模拟,得到不同时刻滑体空间数据。通过对时空过程插值的探讨和建立滑坡过程的空间约束规则,提出了一种基于多源多时相高程数据的利用四面体插值形函数的滑坡过程时空插值方法,即在滑坡空间约束规则下从空间形态角度对滑坡过程进行模拟,得到不同时刻的滑坡模拟空间数据,从而有效地支持滑坡过程可视化。(3)设计实现了滑坡灾害三维场景的动态构建,并支持滑坡灾害信息的动态分析交互。在虚拟地理环境技术方法和高分辨率遥感数据等的支撑下,实现快速构建滑坡灾害三维场景和动态展示滑坡过程插值模拟结果数据信息,并支持滑坡范围、掩埋面积、滑坡体积、堆积特征、风险程度等灾害分析信息的交互获取与展示。(4)研发了滑坡过程可视化模拟与交互分析原型系统,并进行案例试验分析。在上述研究成果基础上,研发滑坡过程可视化模拟与交互分析原型系统,对滑坡特征信息提取、滑坡灾害时空过程插值与滑坡灾害三维场景动态构建进行了系统的集成,并选择“10.11”金沙江白格滑坡进行试验分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 滑坡过程可视化模拟研究现状
•     1.2.2 基于遥感数据的滑坡信息提取研究现状
•   1.3 研究目标与研究内容
•     1.3.1 研究目标
•     1.3.2 研究内容
•   1.4 论文章节安排
• 第2章 滑坡特征信息提取
•   2.1 滑坡特征分析
•   2.2 遥感数据处理
•     2.2.1 数据来源
•     2.2.2 数据处理
•   2.3 滑坡特征信息提取
•     2.3.1 滑坡特征提取方法
•     2.3.2 基于遥感和GIS的提取流程
•   2.4 本章小结
• 第3章 滑坡灾害时空过程插值
•   3.1 时空过程插值方法概述
•   3.2 滑坡过程空间约束规则建立
•   3.3 空间约束规则下的滑坡灾害时空过程插值
•     3.3.1 插值流程
•     3.3.2 高程变化插值
•     3.3.3 三维空间分割
•   3.4 本章小结
• 第4章 滑坡灾害三维场景动态构建
•   4.1 滑坡灾害三维可视化场景总体体系架构
•   4.2 滑坡灾害三维可视化场景构建
•   4.3 灾害过程模拟信息动态展示
•     4.3.1 滑坡过程动态可视化
•     4.3.2 灾害分析信息叠加展示
•   4.4 本章小结
• 第5章 原型系统研发与案例试验
•   5.1 原型系统研发
•     5.1.1 开发环境
•     5.1.2 系统主界面
•   5.2 案例区域介绍
•   5.3 案例试验分析
•     5.3.1 滑坡特征信息提取
•     5.3.2 滑坡灾害时空过程插值
•     5.3.3 山体滑坡过程可视化模拟
•     5.3.4 灾情分析信息查询与可视化
•   5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
•   6.1 工作总结
•   6.2 创新点
•   6.3 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何秋玲

导师: 朱军

关键词: 多源多时相遥感数据,山体滑坡,滑坡特征提取,时空过程插值,动态可视化模拟

来源: 西南交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 西南交通大学

基金: 国家自然科学基金面上项目“任务驱动的灾害场景自适应可视化方法”(项目号:41871289,2019.01-2022.12),国家重点研发计划项目“大规模复杂场景融合与增强可视化”(项目号:2016YFC0803105,2016.7-2020.12)

分类号: P642.22

DOI: 10.27414/d.cnki.gxnju.2019.002089

总页数: 86

文件大小: 3432K

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