【摘 要】
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海岸带与海岛礁是全球气候变化响应敏感区、影响显著区,海岸带与海岛礁的变化是气候变化响应的重要承载体。海岸带与海岛礁地区地理条件复杂,地面观测资料较难取得。基于星载平台的遥感技术在大范围的岸线变化监测、浅海水深反演等方面具有独特优势。新一代星载激光雷达（The Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2,ICESat-2）采用532nm蓝绿激光束,具有12m的光
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海岸带与海岛礁是全球气候变化响应敏感区、影响显著区,海岸带与海岛礁的变化是气候变化响应的重要承载体。海岸带与海岛礁地区地理条件复杂,地面观测资料较难取得。基于星载平台的遥感技术在大范围的岸线变化监测、浅海水深反演等方面具有独特优势。新一代星载激光雷达（The Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2,ICESat-2）采用532nm蓝绿激光束,具有12m的光斑直径和0.7m的沿轨采样间隔,可以获取海岸带区域水上和水下的详细剖面信息。论文的具体研究内容和成果如下:（1）提出一种精确的ICESat-2测深折射校正方法。ICESat-2目前没有考虑到空气与水界面发生的折射和相应的光速变化,水下信号光子出现地理定位偏差,导致测量值比真实水深更深。本文提出的折射校正模型综合考虑了激光束折射、海表面起伏、海表面坡度变化等的影响,得到了较为精确的光子坐标。最终实验表明,提出的折射改正方法可以有效改正测深误差,ICESat-2直接测深中误差由原来的2.1m降至0.7m。（2）使用卫星遥感反演水深中的对数比值模型（Band ratio model）反演得到了区域水深图。将校正后的ICESat-2光子与预处理后的Sentinel-2数据结合起来,使用波段比值模型（Ratio-Band Model）反演得到了南海永乐环礁区域和澳大利亚大堡礁区域的两处全局水深图。最终实验结果表明,卫星遥感水深反演是可行的获取区域水深的方法,永乐环礁区域的水深图中误差为1.5m,大堡礁区域的水深图的测深中误差为1.2m。（3）提出一种结合ICESat-2与Sentinel-2分类海岸带的方法。首先,利用谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）合成Sentinel-2的长时间图像,并对该合成图像进行不同特征的计算。其次,从ICESat-2中提取了反映海岸带轮廓特征的统计指标。最后,使用随机森林算法来衡量特征重要性并进行了海岸带分类。与实测数据的比较表明,本文提出的方法可以有效地对海岸带进行分类:准确率为83.61%,卡帕系数为0.81。
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