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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:柯秀宜
研究生(外文):Hsiu-Yi Ko
論文名稱:影像處理技術於土石流流速判釋之可行性研究-以神木觀測示範站為例
論文名稱(外文):Evaluation for the Velocity of Debris Flow through Image Processing Techniques:A Case Study on Shen- Mu Monitoring Station
指導教授:黃博惠黃博惠引用關係
指導教授(外文):Po-Whei Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:資訊科學系所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:土石流流速分析空間濾波遮罩處理
外文關鍵詞:debris flowthe velocity of flowspatial filteringmask
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台灣地區地質構造特殊,地形山高水急。每逢颱風或雨季,伴隨大量雨水沖刷,山區常傳出土石流所造成之災害。近年來,行政院農業委員會水土保持局致力於土石流潛勢溪流之監測,於全省架設多處的土石流觀測站,所有觀測站皆配置有CCD攝影機,透過衛星傳輸等機制即時將影像傳回資料中心,提供相關人員於颱風或雨季期間即時掌握各觀測站的現地狀況。以93年7月2日於南投縣神木村的神木土石流觀測站拍攝到的土石流事件影像為例,經由CCD攝影機影像可以清楚以人眼觀測出土石流運動情形,但是對於第一波土石流流速之判釋仍需仰賴事後由人工評估水體流動距離後方能計算出流速。為強化CCD攝影機影像之利用價值及影像處理技術之應用,本研究透過影像特徵之萃取、影像增揚、空間濾波及網格分析等技術,建立流速自動判釋機制,分析土石流前鋒流速以做為後續研究之評估與參考。
The landforms and geologic structure in Taiwan are peculiar, and terrains are easily broken and unstable. Washout and rainstorms occur very frequently during the typhoon season and result in debris flows and landslides in mountain areas. In recent years, the Soil and Water Conservation Bureau has devoted much effort on monitoring and investigation for the debris flows. Several monitoring stations and equipments were set up to observe, receive and transfer data to disaster management center. The real-time image data grasped by CCD camera is then transferred back to the SWCB via satellite communication network. It allows relevant personnel to grasp the real-time spot situation of every monitoring station during the typhoon season.
Event happened in Shen-Mu Station, Nantou county, on July, second, 2004 is analyzed in this thesis. It demonstrated that human eyes can clearly observe the motion of debris flow, but the velocity must be calculated based on the flowing distance of water manaally.
In order to strengthen the value of CCD camera images and applications of digital image processing, this research built a set of the rules to evaluate the velocity of debris flow. Technologies include feature extraction, image enhancement, spatial filtering and cell analysis are employed to build up the mechanism responsible for velocity interpretation. The result of velocity analysis can be taken as the reference and the evaluation of follow-up researches.
第一章 緒論..................1
1.1 研究動機及目的......1
1.2 論文架構............2
第二章 文獻回顧..............3
2.1 土石流文獻..........3
2.1.1 土石流之定義........3
2.1.2 土石流之發生原因....4
2.1.3 土石流之徵兆........4
2.2 土石流監測及研究....5
2.2.1 土石流監測..........5
2.2.2 相關研究............9
第三章 理論基礎.............10
3.1 直方圖等化.........11
3.2 影像相減...........11
3.3 二值化影像.........12
3.4 網格式的資料結構...13
3.5 空間濾波...........14
第四章 系統建構.............17
4.1 系統流程...........17
4.2 影像樣本選擇及建立.18
4.3 影像有效分析區域...28
4.4 河床距離網格定義...31
4.4.1 網格的構想及應用...31
4.4.2 河床距離的測定.....33
4.4.3 網格cell值的計算...34
4.5 影像增揚...........35
4.6 影像相減...........36
4.7 二值化影像.........37
4.8 遮罩處理...........38
4.8.1 3*3遮罩處理........39
4.8.2 9*9遮罩處理........40
4.8.3 5*5遮罩處理........41
4.9 影像相減取像差.....41
4.10 流速計算...........42
第五章 驗證及分析...........44
5.1 結果驗證...........44
5.2 分析...............45
第六章 結論.................46
參考文獻....................48
[1]M. Arattano and P. Grattoni, “Using a fixed video camera to measure debris-flow surface velocity”, Proceeding of the second international conference on debris-flow hazards mitigation, pp.273-281, 2000.
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[5]山越隆雄,“Study on the establishment of the debris-flow monitoring system using a ground vibration sensor”,土石流警戒避難システム検討会,2004。
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[10]李璟芳,“機械視覺應用於土石流監測之研究”,國立台北科技術大學環境規劃與管理研究所碩士論文,2002。
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[14]張守陽、黃榮堂、李璟芳,“機械視覺應用於土石流監測之研究”,中華水土保持學報,Vol.36,No.1,pp.1-18,2005。
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[18]逢甲大學地理資訊系統研究中心,“行動式土石流觀測站雛型建置科技計畫”,行政院農業委員會水土保持局,2005。
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[20]詹錢登,“土石流概論”,科技圖書公司,2000。
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[23]繆紹綱編譯,“數位影像處理”,培生教育出版集團,2003。
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