基于ENVI+IDL的断裂构造遥感影像自动提取研究 (1).pdf

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基于ENVI+IDL的断裂构造遥感影像自动提取研究李轶鲲，涛谢杨树文，刘1断裂构造及其图像增强处理方法飞，压强度导致在其薄弱地带发生的破裂或者错位．断裂构造不仅在区域构造演化中起着重要作用，而且从研究的角度来说，断裂构造与很多地质灾害(如地目前断裂构造的遥感识别、提取主要依靠影像理特征等结合自动识别算法自动提取目标信息的研究相对较少，且研究不够深入及难以普及．Ragha—van(1995)等基于霍夫变换提出的线性断裂构造的线性检测算法结合图像处理方法识别、提取了断层地质特征的方法[31；于波(2006)等基于RBF网络进行了断层的自动识别H]．现有的遥感影像线性特征提取方法大多数都是行线性地质特征提取，并取得了较好的成果，但是提波去噪、霍夫变换等算法处理，比较有效地提取了TM影像中的断裂构造信息，并较好地消除了其它造成它们在不同波段反射、吸收和透射能力的差而导致的差异侵蚀和差异风化，使得断裂构造带在此对遥感影像断裂构造特征的识别、解译和提取的关键就是将影像上的线状信息增强出来，使目标信息与影像背景之间存在较明显的差异．影像的增强征信息，目前针对断裂构造的影像增强处理方法主要有主成份变换、波段比值运算及色彩合成等增强1．1主成份变换由于多波段数据经常是高度相关的，主成份变断裂构造是一种常见的地质构造，是岩石受到地应力的作用并且这种作用力超过了岩石本身的抗震、滑坡等)也有很重要的关系，因此对断裂构造的研究具有很重要的理论意义和实用价值．的增强处理结合人工经验提取，而利用光谱特征、纹自动提取方法[13；孙方立(1997)等基于霍夫变换的信息[21；王今飞(2000)研发的线性特征提取和分析系统(I，INDA)提出一种利用多波段图像提取线性基于单波段影像的信息提取，通常提取的线性地质特征不是很完整，虽然王今飞(2000)提出使用多波段影像进行主成份变换提取出第一主成份，然后进取结果中包含很多对研究没有意义的特征信息．本文在此基础上通过对影像做主成份变换、Leefilt滤干扰线性特征．由于断裂构造是岩石受力后导致的其薄弱地带发生破裂或者错位而形成的地质构造，因此断裂带及断裂带两侧的地质性质(如含水量、岩石化学成份、岩石结构等等)、光谱特性和自然景观等的差异，异Is]，这些差异在遥感影像上主要表现为线性或者带状特征．同时由于应力状态的不同及因岩性改变遥感影像上形成独特的色调、纹理等光谱特征[6]．因处理运算能够最大限度地突出遥感影像中的线性特处理方法．第31卷第1期2012年2月兰州交通大学学报文章编号：1001-4373(2012)01-0106-05摘要：从遥感影像中自动提取断裂构造信息是工程地质遥感解译的重要内容之一．通过对比研究现有断裂构造自动提取的方法和技术，首先对比研究了基于主成份变换和波段运算的图像处理方法在目标信息提取中的优劣，其次通过对预处理影像进行不同的滤波去噪处理，最后利用Canny运算和霍夫变换算法基于ENVI+IDL编程实现了断裂构造信息的自动提取．通过实验验证，结果表明：基于主成份变换、Leefilt滤波处理和霍夫变换算法可比较有效地提取TM影像中的断裂构造信息．关键词：断裂构造；主成份变换；滤波；霍夫变换；mL中图分类号：TP79文献标志码：AJournalJiaotong(兰州交通大学数理与软件工程学院，甘肃兰州730070)收稿日期：2011-04-20基金项目：中铁集团公司“工程地质遥感解译信息系统的开发研究”项目(2009D06·1)作者简介：谢飞(1984一)。男，甘肃陇西人，硕士生．ofLanzhouUniversityV01．31No．1Feb．2012
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点，就能够检测出图像空间中的直线．通常将』D卅参盹23基于ENⅥ+IDL的断裂构造自动提取2断裂构造自动提取算法的实现关于IDI，和ENⅥ换通过坐标轴的旋转来使数据的方差达到最大，从集维数的目的．主成份变换可以将遥感图像进行数据集聚和压缩，把不同类别的地学信息归到不同的主分量中，便于研究者根据不同的需要选取不同的分比，影像的断裂构造信息比较突出，因此利于利用算法实现目标信息的自动提取．波段比值运算是指两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相除．波段比值运算不仅能够增强高度角对图像亮度值的影响．前人的研究结果发现择TM4波段比TM3波段进行比值运算，其比值图影像在其形成的过程中由于各种原因往往会受到噪声的影响和污染，另外在影像后期处理的某些有效地平滑图像和降低噪声的干扰，从而提高影像准确性．常用的滤波主要有高斯滤波、均值滤波、中行了大量的对比实验，发现针对断裂构造信息的自立点的干扰，从而达到平滑影像和信息提取的目的．边缘是指图像局部亮度变化最显著的部分，主要存在于目标与目标、目标与背景、区域与区域(包状特征提取等图像分