基于同异源高分辨率遥感立体影像的震害房屋倒塌三维精细化评估

Rapid assessment of earthquake collapsed buildings based on high resolution sensor imagery (HRSI), as a great requirement of earthquake relief and rescue, is an important part of seismic damage loss assessment. In order to improve the accuracy of assessment of collapsed buildings, as well as to solve the problem of not easily receiving homologous stereo images, this paper puts forward a three-dimensional accuracy assessment method of collapsed buildings using HRSI (the different sources stereo imagery in this project is formed by side-looking SAR image, optical image, and unmanned aerial vehicle image of stereo images). This approach first builds a stereo geo-positioning framework of homologous sensors and heterologous sensors; by revealing the laws of geo-positioning errors between homologous and heterologous stereo images, it puts forward the bias-compensation of high accuracy of HRSI in the earthquake zone, and extracts three-dimensional information of collapsed buildings by generating an high precise digital surface model before and after the earthquake, thus providing theoretical basis and technical guidance for fast converting intensification assessment.

基于高分辨率遥感影像的震害房屋倒塌快速评估是减灾救援的重大需求，是震害损失实物量评估的重要组成部分。为了提高房屋倒塌评估的精度，同时针对地震发生期间不容易获得同源立体影像的问题，提出利用同异源高分辨率遥感立体影像（本项目的同异源遥感立体影像由侧视合成孔径雷达影像，光学影像，无人机影像组成的立体影像）进行震害房屋倒塌三维精细化评估方法。该方法首先构建同异源遥感立体定位框架，通过揭示同异源定位误差的规律、提出震区同异源遥感定位精度提高模型，通过构建震前、震后精细数字地表模型、提取高精度的震害房屋倒塌三维信息，为快速实物量精细化评估提供理论基础和技术指导。

以地震灾后建筑倒塌为对象，研究基于高分辨率卫星遥感立体影像和无人机遥感影像的建筑倒塌三维精细化评估方法，并探讨各种数据源在地震灾害损失评估应用中的可用性和精度问题，这对提高地震灾害损失评估的精度具有重要的现实意义。.本项目在震区同异源高分辨率遥感立体影像的定位框架、定位精度提高模型、高分辨率卫星遥感定位精度提高模型、无人机遥感灾害损失评估高性能处理、单个房屋受损三维精细化评估和房屋倒塌三维精细化评估理论和方法等方面有新的进展和突破。系统的研究了集成光学卫星影像和雷达卫星影像的联合定位框架，建立了光学(资源三号卫星)卫星和雷达卫星（Cosmo-SkyMed）严格物理模型和有理函数模型的严密转换模型。深入研究了高分辨率光学遥感严格物理模型和有理函数模型在像方、物方、轨道方的精度提高模型。开展了集成光学卫星影像和雷达卫星影像的建筑倒塌三维精细化评估方法，建立了基于震前光学 (IKONOS) 卫星立体影像和震后集成 (IKONOS) 卫星影像、雷达卫星（Cosmo-SkyMed （1米、3米）、TerraSAR-X（1米））立体影像的建筑倒塌三维精细化评估模型，能够准确的评估倒塌的层数；同时，提出了一种基于铁路曲线几何约束的震后铁路曲线形变模型，应用震后IKONOS立体影像和震前地形图数据可以度量分米级铁路形变。在区域房屋倒塌灾害损失评估方面进一步将卫星遥感立体影像的灾害损失评估技术推广到无人机遥感影像建筑倒塌评估应用中，同时，为提高灾害快速评估的效率，实现了无人机遥感影像建筑倒塌灾害损失评估GPU并行计算，大大提高灾害损失评估速度。