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研究生: 施秀諭
Shih, Hsiu-Yu
論文名稱: 以遙測影像分析台灣山區地貌變異之因子
Analyze Geomorphology Changes in Mountain Regions of Taiwan with Remote Sensing Image
指導教授: 余騰鐸
Yu, Teng-To
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 77
中文關鍵詞: 複小波結構相似性遙測影像影像相似法不安定指數法地貌改變
外文關鍵詞: CW-SSIM, Remote Sensing Image, Image Similarity Algorithm, Instability Index Method, Geomorphology Changes
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  • 本研究使用影像相似法探討台灣山區地貌改變之原因,利用影像相似法不須精確校正,辨識快速的優點,對全台山區遙測影像的辨識,在因子研究方面採用不安定指數法做計算,了解地貌改變的主要因子。
    比較複小波結構性相似(CW-SSIM)、快速傅立葉(FFT)、矩陣相似性(Corr2)三種影像相似法,以複小波結構性相似成果最佳,經後續影像處理增加精度後,以CW-SSIM篩選山區地貌有變異點位,套疊(1)高程(2)坡度(3)坡向(4)與河流距離(5)與道路距離(6)與斷層距離(7)岩石強度(8)土地利用(9)年平均雨量(10)最大日雨量十項因子,統計全區的不安定指數值,所得因子權重為最大日雨量>土地利用>岩石強度>高度>與道路距離>與河流距離>坡向>坡度,再由已知變異點位加以驗證,且地貌變化的因子權重排序與山崩研究相似,代表台灣山區短時間間距的地貌變化,仍是以山崩類似的機制為主控因素。

    The main purpose of this study is to detect the major reason of geomorphology
    changes of mountain regions in Taiwan. Image similarity algorithm is a good way to analyze remote sensing image for it’s quicken processing speed. After the image change detection, instability index method is utilized to analyze the factors and weighting of geomorphological changes.

    Compare three image similarity algorithm: CW-SSIM (Complex-Wavelet
    Structural Similarity Index), FFT (Fast Fourier Transform) and Corr2 (2-D correlation coefficient), the most efficient way to detect geomorphology changes is CW-SSIM.Use CW-SSIM to find out variability position, thus select ten landslide susceptibility factors: (1) Elevation (2) Slope (3) Aspect (4) Distance to river (5) Distance to road (6)Distance to fault (7) Lithology (8) Land using (9) Average annual rainfall (10)Maximum daily rainfall. Result from the instability index method shows that the most influenced factors for geomorphology change of mountain regions in Taiwan is the maximum daily rainfall, then land using and the lithology. The result of this change index is similar to the landslide susceptibility analyses; therefore, we can state that the main factors of controlling landslide are also affect to the geomorphology changes in Mountains region of Taiwan.

    摘要 I Abstract II 致謝 VII 目錄 VIII 圖目錄 X 表目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究流程 2 第二章 文獻回顧 4 2.1 地表變化監測 4 2.2 影像相似分析方法 7 2.2.1 複小波結構相似性.......... 7 2.2.2 快速傅立葉轉換 9 2.3 山崩潛勢分析 10 2.3.1 山崩因子選擇 10 2.3.2 統計方法應用於山崩潛勢分析 12 2.3.3 不安定指數法 13 第三章 研究方法 14 3.1 使用軟體與程式 14 3.1.1 MATLAB 14 3.1.2 ArcGIS 15 3.2 資料整理 16 3.2.1 資料來源 16 3.2.2 基本圖資 16 3.3 影像選取與裁切 17 3.4 影像相似法計算 18 3.4.1 複小波結構相似性(CW-SSIM)計算 18 3.4.2 快速傅立葉轉換(FFT)計算 19 3.4.3 矩陣相似性Corr2計算 19 3.5 不安定指數法 20 第四章 研究結果與討論 21 4.1 影像相似法比較 21 4.1.1 有變異影像和無變異影像的統計結果 21 4.1.2 誤判率比較 22 4.1.3 CW-SSIM門檻值設定 26 4.1.4 降低漏判率 28 4.1.5 陰影影像提取 39 4.1.6 影像相似法篩選點位 46 4.2 影響因子套疊 47 4.2.1 篩選出有變異點位和因子套疊結果 50 4.3 不安定指數法分析 56 4.4 不安定指數法驗證 70 第五章 結論與建議 72 5.1 結論 72 5.2 建議 73 參考文獻 74

    Cheng, K.S., Wei, C. and Chang, S.C., “Locating landslides using multi-temporal satellite images.”, Advances in Space Research, vol.33, no.3, pp.296-301, 2004.
    Cooley, James W., and John W. Tukey. "An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series." Mathematics of computation 19.90 (1965): 297-301.
    Dadson, S. J.(2004),「 Erosion of an active mountain belt」, University of Cambridge Department of Earth Sciences Ph.D. Thesis
    Iida, Tomoyuki. "A stochastic hydro-geomorphological model for shallow landsliding due to rainstorm." Catena 34.3 (1999): 293-313.
    Jibson, R. W., Harp, E. L., and Michael, J. A.(2000), “ A method for producing digital probabilistic seismic landslide hazard maps”, Engineering Geology, 58(3-4), pp. 271-289
    Leala. K. Mertes, “Remote sensing of riverine landscapes”, Freshwater Biology Volume 47, Issue 4, pages 799–816, April 2002
    Mehul P. Sampat, Zhou Wang, Shalini Gupta, Alan C. Bovik, and Mia K. Markey, "Complex wavelet structural similarity: A new image similarity index," IEEE Trans. Image Processing, vol. 18, no. 11, pp. 2385-2401, Nov. 2009.
    Okada, K., & Sugiyama, T. (1994). A risk estimation method of railway embankment collapse due to heavy rainfall. Structural safety, 14(1), 131-150.
    Popescu ME,Landslide causal factors and landslide remedial options,Keynote Lecture, Proceedings 3rd International Conference on Landslides, Slope Stability and Safety of Infra-Structures, Singapore,P.61-81,2002
    Rubec, C., and J. Thie., Land Use Monitoring with Landsat Digital Data in Southwestern Manitoba, Proceedings of the fifth Canadian Symposium on Remote Sensing, Victoria, BC, pp. 136-150, 1987
    Singh, A., Change Detection in the Tropical Forest Environmental of Northern India Using Landsat, Remote Sensing and Tropical Land Management, M.J. Eden and J.T. Parry, Eds. John Wiley & Sons, London, 1986
    Stephen J. Walsh, David R. Butler, George P. Malanson, An overview of scale, pattern, process relationships in geomorphology: a remote sensing and GIS perspective, Geomorphology, Volume 21, Issues 3–4, January 1998, Pages 183-205
    Stow, D. , L. Tinney, and J. Estes, Deriving Land Use/Land Cover Change Statistics form Landsat: A Study of Prime Agricultural Land, Proceeding of the 14th International Symposium on Remote Sensing of Environment, pp. 1227-1237, 1980
    Wang, Jiheng, Guangzhe Fan, and Zhou Wang. "A Simple CW-SSIM Kernel-based Nearest Neighbor Method for Handwritten Digit Classification." arXiv preprint arXiv:1008.3951 (2010).
    vanWesten, C. J., Rengers, N., Terlien, M. T. J., and Soeters, R., “ Prediction of the occurrence of slope instability phenomena through gis-based hazard zonation”, Geologische Rundschau, 86(2), pp. 404-414, 1997
    王志仁(2009),“以現場調查方式分析影響公路岩石邊坡穩定性之工程地質因子-以南橫公路梅山至啞口段為例”, 臺灣公路工程 第 35 卷第 3 期,pp6-32
    朱聖心(2001),「 應用地理資訊系統製作地震及降雨所引致之山崩危險圖」, 國立臺灣大學 土木工程學研究所 碩士論文
    吳俊鋐(2004),“崩塌潛勢預測方法於台灣適用性之初探”, 水土保持學報 36(4):295-306 (2004), pp. 295-304
    李三畏(1984), “ 台灣崩塌問題探討”, 地工技術, 7, p. 43-79
    李錫堤等(1998),林口台地及鄰接海岸地形變遷與地貌復原可行性探討,行政院公委會委託建教合作計畫
    李錫堤(2009), “ 山崩及土石流災害分析的方法學回顧與展望”, 台灣公共工程學刊, 5(1), pp. 1-29
    李馨慈(2010),「重大地震地表擾動衰減特性於震後高強度降雨之山崩潛勢分析」, 國立成功大學 資源工程學系 博士論文
    杜文強(2000)“SPOT衛星影像應用於環境敏感地區變遷分析之初步探討”, 國土資訊系統通訊 第 36 期
    許煜煌(2001),「 以不安定指數法進行地震引致坡地破壞模式分析」, 國立臺灣大學 土木工程學研究所
    張舜琦(2007) 「土石流潛感分析-以石門水庫集水區為例」, 國立中央大學應用地質研究所學位論文
    陳志豪(2009) 「集集地震後荖濃溪流域崩塌發生特性分析」,國立成功大學地球科學研究所碩士論文
    陳信洲(2004),「 邊坡破壞潛勢分析-以阿里山台18線公路為例」, 國立成功大學 土木工程學系碩博士班
    陳繼藩(2008),「應用衛星影像進行以區塊為基礎之變遷偵測」,2008 國土利用調查成果啟用暨學術研討會論文集
    彭文飛(2008),「 地震引起山崩之潛勢圖製作-考慮地形放大效應與土體滑動堆積行為」, 國立成功大學 資源工程學系 博士論文
    溫振宇(2005),「 結合地震與颱風因子之山崩模式分析」, 國立成功大學 地球科學系碩士班
    劉守恆(2001),「 衛星影像於崩塌地自動分類組合之研究」, 國立成功大學 地球科學系碩士班

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