基于震后高分SAR影像建筑物成像幾何特征的震害分析

崔麗萍王曉青齊建國中國地震局地震預測研究所，北京 100036山東農(nóng)業(yè)大學，山東泰安 271018

基于震后高分SAR影像建筑物成像幾何特征的震害分析

崔麗萍1）王曉青1）齊建國2）
1）中國地震局地震預測研究所，北京 100036
2）山東農(nóng)業(yè)大學，山東泰安 271018

合成孔徑雷達SAR具有全天時、全天候的優(yōu)勢，在震后災情信息的快速獲取及評估中獲得越來越多的關注及應用。目前SAR影像的分辨率已經(jīng)達到米級甚至亞米級，建筑物在SAR影像上的空間幾何展布也越來越清晰，具有較明顯的疊掩、二次散射、陰影等成像幾何特征。傳統(tǒng)的應用于中低分辨率 SAR影像的震害檢測方法已經(jīng)不再簡單地適用于高分SAR影像，發(fā)展適用于高分SAR影像的建筑物震害檢測方法已經(jīng)成為利用遙感技術進行震害檢測亟待解決的問題。

利用震后高分SAR強度影像，結合震前高分光學影像，進行建筑物的疊掩、二次散射、陰影等成像幾何特征的提取并進行紋理分析，以達到提取震害的目的。

對規(guī)則建筑物在高分SAR影像上的成像特征進行分析，并采取線性灰度累加的方法確定其幾何形狀及其影像特征。在SAR影像上，建筑物的高度與其疊掩、二次散射、陰影的幾何展布有著密切的聯(lián)系，并且能夠通過建筑物高度及SAR成像時的入射角推導出其成像幾何結構。通過震前高分光學影像，反演出建筑物的高度，然后根據(jù)SAR影像成像時的入射角，得出建筑物在SAR影像上的疊掩、二次散射、陰影的結構及分布區(qū)域并進行提取，繼而進行各幾何結構同質性、熵等紋理測度的計算。

利用上述方法，以2010年玉樹7.1級地震高分辨率機載X波段SAR強度影像及震前QuickBird影像作為實驗數(shù)據(jù)，震后機載光學影像作為驗證數(shù)據(jù)進行實驗，實驗表明：同質性、異質性、熵等紋理測度是建筑物震害識別的良好指標；未倒塌建筑物存在高亮的二次散射亮線，而倒塌建筑物沒有高亮的二次散射亮線；倒塌建筑物的疊掩和陰影區(qū)域的同質性比未倒塌建筑物明顯偏小，熵值明顯偏大。這一結果為面向地震應急的高分SAR影像上建筑物的震害信息提取提供了一種新的思路。