[發明專利]建筑物損毀評估制圖方法及系統

在審

• 申請號: 201910169696.3
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109799503A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張風麗;劉杉;韋詩瑩;劉娜;邵蕓
• 申請（專利權）人: 中科衛星應用德清研究院;中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 黨小林

本發明是有關于一種建筑物損毀評估制圖方法及系統。該方法包括：對災前及災后全極化合成孔徑雷達SAR數據進行Touzi分解；利用災前災后全極化SAR數據提取得到的Touzi分解分量，分析訓練樣本區內所述Touzi分解α_s1分量災后與災前的變化，進而確定表征建筑物損毀程度的評價指標；在所述評價指標與建筑物真實損毀程度之間建立定量關系模型；以及根據所述定量關系模型計算得到整個圖像內不同建筑物區域的損毀程度評估圖。本發明建筑物損毀評估制圖方法及系統可以在災害發生后快速獲得建筑物損毀程度的空間分布，為災后應急監測和救援提供更準確的信息。

技術領域

本發明涉及雷達遙感數據處理技術領域，特別是涉及一種建筑物損毀評估制圖方法及系統。

背景技術

近年來，全球極端天氣事件增多、自然災害頻發，嚴重影響了人民生命財產安全和國民經濟發展，災害發生后建筑物區域通常是應急監測和救援重點關注的區域。重特大自然災害通常伴隨著惡劣天氣，極大地限制了光學遙感的應用，因此，具有全天時、全天候對地觀測能力的雷達遙感在災害監測與評估中發揮著不可替代的作用。雷達回波對地物目標的幾何結構和介電特性敏感，完好和損毀建筑物的幾何結構不同，其散射機制及雷達遙感圖像特征具有明顯區別，因此利用雷達遙感技術可以檢測建筑物受損毀區域及受損毀程度，是建筑物損毀快速監測和災情評估的一種重要手段。

根據災害前后建筑物雷達散射特征的差異，可以利用變化檢測技術進行建筑物損毀評估，快速識別出發生變化的區域，并確定其損毀程度。隨著一系列新型雷達遙感衛星的發射，雷達遙感數據的空間分辨率得到顯著提高，極化信息更為豐富。極化SAR數據所包含了更豐富的地物目標信息，可以用來準確地刻畫目標的散射機理。建筑物損毀后其散射機制會發生變化，因此，可以利用全極化數據借助目標極化分解技術定量描述建筑物散射機制的變化，進而確定發生損毀的建筑物區域及其程度，實現建筑物損毀的快速評估和制圖。

Chen等通過分析災害前后的全極化ALOS PALSAR圖像，發現建筑物損毀后，其對應的二面角散射分量、極化方位角等都會發生變化，因此提出了基于這些分量的損毀評估方法。該方法分別對災害前后的極化SAR數據進行Yamaguchi分解提取二次散射分量和極化方位角，分析這些分量的變化與建筑物損毀程度的關系，進而建立建筑物損毀評估模型，該方法的流程為：

第一步：對災前災后極化SAR數據進行Yamaguchi分解，提取各極化參量并分析不同損毀程度區域極化參量的變化情況；

第二步：利用災后災前二次散射分量的占比和極化方位角的標準差來表征建筑物的損毀程度，利用二次散射分量提取的建筑物損毀指標為：

其中，i表示區域編號，D_n/D_m是一對多時相。

利用極化方位角提取的建筑物損毀指標為：

其中，是表示對極化方位角的降序序列，std(.)表示標準差，|.|表示求絕對值。

第三步：在利用二次散射分量占比得到的損毀指標和建筑物損毀程度之間建立定量關系模型：

其中，DL表示建筑物損毀程度，代表建筑物損毀指標，即第二步中的

第四步：利用上述定量關系模型對整景圖像進行建筑物損毀程度評估制圖。

上述方法的不足在于，基于Yamaguchi分解的建筑物損毀指標和關系模型的建立，需要分別對災后災前SAR數據進行Yamaguchi分解提取二次散射、面散射和體散射分量，然后再計算災后災前的二次散射分量的占比，因此計算復雜繁瑣，時效性低，無法滿足災后建筑物損毀快速評估與制圖的應用需求。

發明內容