遙感圖像三維可視化技術在礦山開采中的應用研究.pdf

1、近年來，隨著計算機技術、遙感技術、攝影測量技術、圖形圖像技術等相關學科的飛速發(fā)展，使得通過快速獲取地表信息，并進行三維地形建模成為可能。本文在分析了遙感圖像特點的基礎上，提出了應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用前景。 遙感圖像三維可

2、視化能夠真實反映描述礦山地區(qū)的地形條件，再現(xiàn)描述礦山地區(qū)地貌和地物特征，給設計者更逼真的體驗，便于提取區(qū)域地形地質信息，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)，地形復雜，自然條件惡劣，交通不便，有些地區(qū)甚至人車無法到達，而遙感圖像三維地形可視化技術的應用，彌補了傳統(tǒng)方法的不足，在為礦山合理規(guī)劃提供科學依據(jù)的同時，保證了成果的可重復利用性。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狀況，采用透視的方法將數(shù)字高程模型與遙感影像實時疊加，以福建省上杭縣紫金山礦區(qū)為例，實現(xiàn)了地形三維可視化及地形分析。 本文的主要內容包括： (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)為本論文試驗數(shù)據(jù)。對遙感圖像原始數(shù)據(jù)來源進行數(shù)據(jù)分析、波段選擇、幾何校

4、正、增強處理、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上，增強圖像的細節(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行IHS變換分別得到I、H、S分量，再與濾波增強處理后的全色圖像進行融合，最終的融合圖像作為三維地形的紋理。 對于改進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)為試驗對象進行了測試，實際數(shù)據(jù)測試結果表明，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驗和分析，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進行疊加，生成實時的三維地形影像，并實現(xiàn)光照、紋理映射等不同模式的三維地形可視化，具有實時動態(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用：遙感圖