遙感圖像三維可視化技術(shù)在礦山開采中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、攝影測量技術(shù)、圖形圖像技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展，使得通過快速獲取地表信息，并進(jìn)行三維地形建模成為可能。本文在分析了遙感圖像特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了應(yīng)用高精度遙感影像作為三維地形可視化中地形表面紋理圖像，來提高真實(shí)感的想法，以三維地形數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的地形三維可視化，可以產(chǎn)生高逼真、高精度的三維視景。由于遙感影像更新速度快，所以基于遙感影像的三維地形可視化有著更廣闊的應(yīng)用前景。 遙感圖像三維可

2、視化能夠真實(shí)反映描述礦山地區(qū)的地形條件，再現(xiàn)描述礦山地區(qū)地貌和地物特征，給設(shè)計者更逼真的體驗(yàn)，便于提取區(qū)域地形地質(zhì)信息，從而確定適合的礦山開采的最佳區(qū)域。尤其在紫金山地區(qū)，地形復(fù)雜，自然條件惡劣，交通不便，有些地區(qū)甚至人車無法到達(dá)，而遙感圖像三維地形可視化技術(shù)的應(yīng)用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足，在為礦山合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)的同時，保證了成果的可重復(fù)利用性。本課題就是基于以上背景，以福建省紫金礦業(yè)集團(tuán)的“數(shù)字礦山”項目為依托，對遙感圖像三維可視

3、化在礦山開采中的作用和意義進(jìn)行了研究。 本文的主要思想是：以數(shù)字高程模型來表示地形的起伏，影像數(shù)據(jù)作為地表的紋理來表示地表的真實(shí)狀況，采用透視的方法將數(shù)字高程模型與遙感影像實(shí)時疊加，以福建省上杭縣紫金山礦區(qū)為例，實(shí)現(xiàn)了地形三維可視化及地形分析。 本文的主要內(nèi)容包括： (1)遙感圖像處理：本文以福建省上杭紫金山IRS—P6(印度遙感衛(wèi)星)影像數(shù)據(jù)為本論文試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對遙感圖像原始數(shù)據(jù)來源進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、波段選擇、幾何校

4、正、增強(qiáng)處理、影像融合，其主要目的是為了提高影像的空間分辨率和解譯能力，在保留原始圖像的低頻信息和光譜信息的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)信息，從而在一定程度上提高了圖像的空間分辨率和光譜分辨率。 (2)在研究傳統(tǒng)IHS變換融合方法的基礎(chǔ)上，提出了基于PCA與IHS變換的遙感影像融合算法。通過PCA變換，在盡可能的保留主要信息的前提下，除去波段之間的冗余數(shù)據(jù)，減少處理的數(shù)據(jù)量，來提高融合的效率；通過PCA變換進(jìn)行波段重采樣合成新的彩色圖

5、像，然后對新的彩色合成圖像進(jìn)行IHS變換分別得到I、H、S分量，再與濾波增強(qiáng)處理后的全色圖像進(jìn)行融合，最終的融合圖像作為三維地形的紋理。 對于改進(jìn)后的算法的可行性分析，使用廣西南丹一帶的ETM+圖像數(shù)據(jù)和紫金山IRS—P6影像數(shù)據(jù)為試驗(yàn)對象進(jìn)行了測試，實(shí)際數(shù)據(jù)測試結(jié)果表明，新算法具有較好的融合效果，且優(yōu)于IHS變換與小波變換融合法，通過對兩種融合方法的實(shí)驗(yàn)和分析，可得出新方法所得到的融合圖像，無論在目測效果還是在客觀統(tǒng)計參數(shù)上均

6、優(yōu)于傳統(tǒng)方法，肯定了其方法的在圖像融合中的優(yōu)勢所在。 (3)地形三維可視化制作：在WindowsXP系統(tǒng)中，以VisualC++為平臺并結(jié)合OPENGL圖形函數(shù)庫，開發(fā)了紫金山礦山地形三維可視化系統(tǒng)。將高空間分辨率和高光譜分辨率的遙感影像與高精度的DEM進(jìn)行疊加，生成實(shí)時的三維地形影像，并實(shí)現(xiàn)光照、紋理映射等不同模式的三維地形可視化，具有實(shí)時動態(tài)瀏覽、網(wǎng)格數(shù)據(jù)及三維圖形輸出等功能。 (4)遙感圖像三維可視化的應(yīng)用：遙感圖