水边线特指由遥感手段记录的不停涨落的海洋水体与陆地的瞬时交接线。作为海岸带测绘、自然灾害监测和动态变化趋势研究的一项重要基础工作,水边线可用于海水漫滩运动监测、潮间带地形(高程)推算、海岸线测量、岛屿(岛礁)检测和海岸泥沙冲淤分析,其分析技术和应用在海洋科学研究、生产活动和国防建设上都具有十分重要的意义。本文以光学遥感影像为数据源,基于活动轮廓模型的图像分割技术为研究基础,建立基于光谱特征和边缘特征的水边线提取模型,解决弱边界条件下水边线提取的难题;在基于光谱特征和边缘特征的水边线提取模型的基础上,建立带先验知识约束的水边线提取模型,解决复杂天气条件下,受云层部分遮挡情况下水边线提取的难题。利用水边线,解决厦门海域潮间带地形资料缺失的问题,建立厦门海域潮汐漫滩数值模式。本文主要研究工作和成果如下:(1)基于光谱特征和边缘特征的水边线提取模型。研究弱边界条件下水边线提取的难题。以测地线活动轮廓模型为主要研究对象,分析其应用于水边线提取时存在的不足,通过提取水边线的边缘特征和水体的光谱特征,建立联合光谱特征和边缘特征的水边线提取模型,该模型保留了测地线活动轮廓模型提取水边线达到亚像素精度的优点,并在提高水陆边界清晰条件下水边线提取的精度和效率的同时,有效解决活动轮廓线在弱边缘处出现泄漏的难题。(2)先验知识约束的水边线提取模型。研究复杂天气条件下,受云层部分遮挡情况下水边线提取的难题。提出采用历史水边线轮廓作为先验形状,采集目标多时相历史水边线作为训练样本,定义先验形状约束项,并引入到活动轮廓模型中,建立先验知识约束的水边线提取模型。该模型在轮廓线演化过程中,测量演化曲线与先验形状的相似程度,在先验形状约束项的作用下,基于光谱特征、边缘特征和先验形状,通过曲线演化提取云层部分遮挡情况下的水边线。(3)水边线在近岸海洋水文数值预报中应用。研究潮间带地形获取的问题。对潮滩的时空特性进行了分析,并讨论了潮滩地形的遥感测量方法,从不同的评价指标对各种方法进行了对比分析。分析结果表明,遥感水边线法是一种有效的潮滩地形测量方法。应用该方法,利用提取的多时相水边线,推算厦门海域潮间带地形,弥补海图资料上潮间带地形资料的空白,并使用这些潮间带地形资料和海图资料生成厦门海域高分辨率潮汐漫滩数值计算所需要的网格点资料,建立厦门海域潮汐漫滩数值模式,并进行预报检验。