一種基于sar圖像的滑坡信息提取方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于圖像處理技術領域，更為具體地講，涉及一種基于SAR圖像的滑坡信 息提取方法。
【背景技術】
[0002] 滑坡是全球性的一種地質災害，具有數量大、分布廣、發生頻繁等特點。它不僅對 人民生命財產的危害性非常大，還造成環境和資源等的嚴重破壞。隨著人為的影響導致大 量的滑坡發生，造成的人員傷亡、經濟損失和對環境等的破壞越來越嚴峻。我國約有70 %的 山地覆蓋，因此滑坡發生密度大，頻率高，是世界上發生滑坡較頻繁的國家之一，每年給國 家和群眾造成巨大的損失。尤其是汶川和玉樹地震發生后，災區發生了大量的滑坡，給災區 的人民生命財產帶來了極大的威脅和損失。因此，對滑坡災害進行深入的研宄是一項非常 有必要而且具有重要社會價值的工作。
[0003] 如何快速有效地對滑坡進行監測評估工作，對于及時進行搶險救援、減少損失是 非常重要的。普通的滑坡監測技術大多依賴于進入滑坡規模、面積等進行調查分析。但是 滑坡發生時往往當地的道路被損毀，短時間內很難進入災害現場對滑坡進行調查，而且很 多時候畫皮具有分布廣泛的特點，傳統的現場勘測的方法很難再短時間內對滑坡信息進行 提取。因此新的對滑坡進行快速準確提取的方法得到發展。隨著衛星遙感技術的發展，可以 獲取的衛星影像分辨率越來越高，且衛星遙感技術具有快速、準確覆蓋范圍大等特點，在這 種條件下，通過遙感手段對滑坡信息進行提取的技術越來越受到中外學者的關注。然而影 響滑坡的因素比較復雜，包括地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件和植被等，任何 因素都可能引起改變斜坡外形的變化，導致巖土性質惡化。另外，滑坡災害發生后往往伴隨 陰雨云霧等惡劣天氣，給光學遙感觀測帶來了極大的不便，因此合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，SAR)以它可以全天時、全天候的獲取數據且不受云雨霧等自然條件影響 的優勢在對滑坡信息進行提取中得到高度的重視。
[0004] 然而由于SAR影像中陰影、疊掩等特點，現階段國內外對于基于SAR圖像提取地形 復雜區域的滑坡信息還有很多不足，現有的信息提取研宄也主要集中于災害信息提取，不 能較明確的區分滑坡和非滑坡區域，如何利用SAR圖像提取地形復雜區域的滑坡信息是現 有技術需要解決的難題。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于SAR圖像的滑坡信息提取 方法，以實現地形復雜地區突發性大面積滑坡的提取。
[0006] 為實現上述發明目的，本發明一種基于SAR圖像的滑坡信息提取方法，其特征在 于，包括以下步驟：
[0007] (1)、獲取原始SAR圖像
[0008] 在同一監測點，分別獲取滑坡災害發生前、后兩幅原始SAR圖像；
[0009] (2)、對原始SAR圖像進行預處理
[0010] 對兩幅原始SAR圖像分別進行輻射校正、濾波、幾何校正和配準，得到兩幅基準 SAR圖像；
[0011] (3)、獲取差值圖像
[0012] 對兩幅基準SAR圖像進行變化檢測，獲取到差值圖像；
[0013] (4)、獲取紋理灰度圖像
[0014] 先利用差值圖像生成灰度共生矩陣，再利用共生矩陣計算出六種紋理灰度特征圖 像，最后通過巴氏距離算法計算六種紋理灰度特征圖，選取其中三個巴氏距離最大的紋理 灰度特征圖像，并按照灰度值比例組合成一幅紋理灰度圖；
[0015] (5)、提取滑坡信息
[0016] 利用期望極大化算法計算紋理灰度圖像，提取出紋理灰度圖像中的滑坡區域和非 滑坡區域。
[0017] 本發明的發明目的是這樣實現的：
[0018] 本發明基于SAR圖像的滑坡信息提取方法，通過機載或星載文星獲取災前、災后 兩幅原始SAR圖像，對原始SAR圖像進行預處理后，得到基準SAR圖像，再對基準SAR圖像 進行變化檢測，得到差值圖像，再對差值圖像進行紋理灰度信息計算，包括熵值、角二階矩、 對比度、均勾性、均值和方差六種紋理灰度特征。利用巴氏距離（Bhattacharyya)選擇出識 別滑坡效果最好的三個特征，融合成一幅圖像。最后，結合滑坡在SAR圖像中的特點，利用 EM算法確定比例系數和閾值，設定閾值范圍內的信息為滑坡信息，從而提取出滑坡信息。本 發明利用滑坡在SAR圖像中的特點，結合SAR圖像的紋理灰度特征及EM閾值分類算法改進 了對于SAR圖像滑坡信息提取的方法，能夠從較復雜地形的SAR圖像中快速的提取出滑坡 信息。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發明基于SAR圖像的滑坡信息提取方法流程圖；
[0020] 圖2是兩幅原始SAR圖像；
[0021] 圖3是對原始SAR圖像進行預處理之后的基準SAR圖像；
[0022] 圖4是差值圖像；
[0023] 圖5是六種紋理灰度特征圖像；
[0024] 圖6是滑坡信息提取效果圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便本領域的技術人員更好地 理解本發明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設計的詳細描述也許 會淡化本發明的主要內容時，這些描述在這里將被忽略。
[0026] 實施例
[0027] 圖1是本發明基于SAR圖像的滑坡信息提取方法流程圖。
[0028] 在本實施例中，如圖1所示，本發明一種基于SAR圖像的滑坡信息提取方法，包括 以下步驟：
[0029] S1、獲取原始SAR圖像
[0030] 在同一監測點，通過機載或星載衛星分別獲取滑坡災害發生前、后兩幅原始SAR 圖像。
[0031] 在本實施例中，可以通過Radarsat-2衛星獲取C波段的高分辨率SAR圖像。如圖 2所示，兩幅原始SAR圖像均為分辨率為3mX 5m的Radarsat-2C波段圖像，其中，圖2 (a)是 滑坡災害發生前的原始SAR圖像，圖2 (b)是滑坡災害發生后的原始SAR圖像；從圖像上可 以看出，此處地形非常復雜，包