震害遥感影像的分级及其影像特征

如题所述

震害分级是震害预测和震后调查评估的重要内容和基本指标之一,其目的是快速准确地为震害预测、损失评估和减灾决策提供科学的基础资料。建立与遥感解析能力相适应的震害分级标准是一项重要的基础工作。本研究的震害分级是指一定区域内对地震破坏的程度进行的分级,通常对一定区域内的某类震害进行统计。震害遥感影像的分级难以达到震害常规分级的详细程度和精度,原因在于震害遥感影像的分级与遥感影像的分辨率、地物的解析能力有关,高分辨率遥感影像能够获取建筑物屋顶表面的波谱信息,但是难以监测在其屋顶保持完好的情况下,房屋内部的结构性毁坏信息。震害遥感分级要考虑到遥感影像所能提供的震害信息能力及判读水平,划分的级别在遥感影像上应具有相应的可以识别的标志,例如色调、纹理、形状、大小和上下文关系等。

( 一) 各级震害划分标准

一个地区的受灾程度取决于该地区的地震破坏程度,即该地区的建筑物、构筑物以及场地破坏和次生灾害的情况。本研究主要讨论如何利用遥感影像特征来识别建筑物、构筑物和场地的破坏程度。

由于目前遥感影像获取水平及计算机图像处理技术只能给出对灾情的概略估计,灾区的震害只能粗略分成重度损毁、中度损毁、轻度损毁、无损毁等几个级别。震害的分级十分复杂,本研究仅通过对震害级别起决定作用的、有代表性的建筑物损毁程度进行分级,以建筑物倒塌率来描述地震破坏程度。倒塌率可划分为四个等级: 基本倒塌,倒塌率 >51%; 部分倒塌,倒塌率为10% ~50%; 个别倒塌,倒塌率 <10%; 没有倒塌。四个等级分别对应重度损毁、中度损毁、轻度损毁、无损毁,还需要根据具体情况分别对待 ( 张景发等,2001) 。

( 二) 建筑物的震害遥感影像特征

在遥感影像上识别不同的目标体要依赖若干要素和特征。在震后遥感影像上,根据地面目标的形状、大小、色调 ( 色彩) 、阴影、图案、位置、布局等信息,显现各级的影像特征。震害十分复杂,尽管不同类型的震害在遥感影像上具有相应的特征,但是这些特征一方面因地震破坏强度的不同而呈现差异,另一方面也可能随发震地区空间位置的不同及发震季节不同而有所差异。通济镇拥有 “林盘”这一独特的人文自然景观,农户住家周围大多会有或大或小的 “林盘”,在影像上表现为青山绿水间一个个分布错落有致的、黑色屋顶的民居由树木围成的 “盘”。

1. 倒塌建筑物的遥感影像特征

张景发等 ( 2001) 的研究表明,能够从遥感影像上发现建筑物的几何形态遭到破坏或发生不连续现象。房屋建筑基本倒塌的遥感影像特征为建筑外形轮廓影像消失,无完整的几何形态和线条纹理,或不具备规则的外形几何影像形态,或外形轮廓影像凌乱不清,倒塌物为色调杂乱的斑点状,照射光线呈漫反射状态,房屋建筑本影和落影破坏,房屋布局影像消失,相邻街道或人行道被堵塞或无法辨认。房屋建筑部分倒塌的遥感影像特征为房屋的几何形态遭到破坏,纹理韵律被打破,倒塌部分在影像上表现为无规则的斑点状,使原来规则色调发生变化,房屋间隔仍可辨认; 有时建筑物的几何形态完整,但是可能已完全塌落,应根据其他异常特征加以判断 ( 图 5 -17) 。

图 5 -17 通济镇地震前 ( 左) 后 ( 右) 的民居对比图

2. 典型震害样本影像选择

参考前人的工作成果,通过目视解译,同时考虑划分的类别和级别,选择一系列不同震害类型或不同级别的典型震害影像作为试验特征参量的样本影像 ( 图 5 -18) 。

图 5 -18 通济镇典型震害样本图像

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