針對植被覆蓋的滑坡自動化監測關鍵算法研究

《針對植被覆蓋的滑坡自動化監測關鍵算法研究》是依託武漢大學，由詹總謙擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：針對植被覆蓋的滑坡自動化監測關鍵算法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：詹總謙
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

遙感技術已經廣泛套用於滑坡災害監測，其中基於普通單眼數位相機和多基線攝影測量理論的近景滑坡監測技術更顯示出了靈活方便、成本低、效率和精度較高等特點。然而，目前的這些技術仍然無法解決植被部分或零星覆蓋下的滑坡自動化監測問題。由植被引起的問題主要包括植被對自動化匹配的干擾、植被點雲噪聲濾波、滑坡形變區域誤檢測等。本項目將在多基線近景攝影測量理論的支持下，研究基於視覺認知特徵和多視立體輔助的植被自動檢測算法、基於多條件約束的植被點雲濾波算法以及基於局部形變趨勢一致性的誤檢測評估算法等，從而解決植被覆蓋下的滑坡自動化監測問題。

結題摘要

基於普通單眼數位相機和多基線攝影測量理論的近景滑坡監測技術具有靈活方便、成本低、效率和精度較高等優勢。然而，該技術無法解決植被部分或零星覆蓋下的滑坡自動化監測問題。由植被引起的問題主要包括植被對影像自動化匹配的干擾、植被點雲濾波、滑坡形變區域誤檢測等。針對這些問題，本項目在多基線近景攝影測量理論的基礎上，首先，研究了基於視覺認知特徵和多視立體輔助的植被自動檢測算法，提出了一種基於紋理特徵和樸素貝葉斯分類器的滑坡植被區域檢測算法。經過實驗論證，該算法能很好地檢測出近景影像中的植被區域，解決了近景影像用於滑坡變形監測套用中，植被對監測精度、可靠性和自動化的影響，極大地促進了近景影像測量在滑坡自動化監測中的套用。其次，針對近景影像滑坡DSM濾波問題（植被和噪聲），本項目充分考慮多基線攝影測量具有的多視特點、滑坡表面部分植被覆蓋以及局部地形連續性的特徵，提出了一種基於多條件約束的點雲濾波算法：先進行植被檢測並剔除植被區域，然後利用多視約束和局部地形連續性條件剔除點雲中的噪聲點，最後將其套用於滑坡變形監測中。實驗表明，該方法可有效去除植被和噪聲點。同時，針對經過高精度影像配準和點雲濾波等處理後仍然存在的形變區域檢測誤差，本項目通過疊加滑坡體形變前後的DSM和植被檢測結果，實現對誤檢測形變區域的定位和分析，得出結論：形變區域檢測誤差主要來自植被剔除殘餘、點雲濾波或點雲模型不精確和DEM採樣誤差等。因此，為了提高滑坡監測精度，一方面需要對殘餘的植被進行進一步剔除處理，另一方面有必要提高多視點雲匹配的可靠性。最後，結合多基線近景攝影測量理論和上述幾個自動化處理算法，項目組開發了一套新的滑坡體近景攝影測量監測系統，套用於地質滑坡自動化動態監測，通過案例分析，該系統具備自動化、高精度、高效率等特點。