【摘 要】
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海岸线是海洋与陆地管理区域划分的基准线,直接影响到沿海生态环境和国土安全,且极易受自然和人为因素的影响,因此受到各国政府的高度关注。现有的海岸线提取的研究大部分是针对卫星过境时刻的水边线,针对真实海岸线提取的研究较少,且广泛采用验潮站数据校正瞬时水边线的方法,其弊端是验潮站数据难以获取,因此,建立更为简便的校正方法用于海岸线的提取成为新的研究热点。高分极化SAR(Synthetic Apertur
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海岸线是海洋与陆地管理区域划分的基准线,直接影响到沿海生态环境和国土安全,且极易受自然和人为因素的影响,因此受到各国政府的高度关注。现有的海岸线提取的研究大部分是针对卫星过境时刻的水边线,针对真实海岸线提取的研究较少,且广泛采用验潮站数据校正瞬时水边线的方法,其弊端是验潮站数据难以获取,因此,建立更为简便的校正方法用于海岸线的提取成为新的研究热点。高分极化SAR(Synthetic Aperture Radar)技术采用的是微波遥感手段,具有全天时、全天候观测、高空间分辨率和穿云透雾的优点,十分适合用于海岸线的提取。本文基于Radarsat-2高分极化SAR数据,以黄河三角洲为研究区,提出一种改进的瞬时水边线提取算法,同时利用丰富且显著的极化和纹理特征进行基于SAR特征分割的海岸地物分类,最后针对五种不同海岸线类型,提出一种基于校正准则的海岸线提取方法,开展真实海岸线的提取研究。主要的研究内容如下:(1)提出一种改进的瞬时水边线提取算法。该算法将种子点选在海洋区域,能克服存在大量陆地分割线的难题;另外,分割阈值的选取采用的是自适应阈值法,可弥补单一阈值影响提取结果的弊端;最后,结合Canny和形态学算法,使提取的水边线更加平滑、连续,可用于海水掩膜和后期的真实海岸线校正。(2)基于SAR特征分割的海岸地物分类。针对本文研究区内的海岸地物类型,实现基于SAR特征分割的海岸地物分类。分类结果表明:总体分类精度为92%,Kappa系数可以达到0.91,训练结果和实际情况基本一致,分类效果好。充分说明,筛选出的SAR特征对于地物分类的显著性高、可分性好;且采用的多尺度分割方法和k NN分类方法可有效地抑制斑点噪声、提高研究区内海岸地物分类精度。(3)提出一种基于校正准则的海岸线提取方法。针对我国近海海洋综合调查与评价专项结果中的五种海岸线类型,提出一种基于校正准则的海岸线提取方法。在黄河三角洲研究区内,基于瞬时水边线提取结果和海岸地物分类结果,通过建立海岸线校正准则,进行真实海岸线的校正及提取。结果表明:海岸线提取的总体精度优于16.4m,人工岸线、粉砂淤泥质岸线(未开发)和生物(芦苇)岸线的提取误差分别为8.1m、14.4m和23.6m,充分说明采用本文方法提取的海岸线真实可靠。
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