基于极化散射特性的神经网络海岸带信息提取

应用遥感手段开展海岛海岸带监测为海岸带资源开发利用提供科学的信息支撑。采用Radarsat-2数据,开展Cloude极化,获得分解参数,进行海岸带地物特性极化参数特性研究,在此基础上,以辽宁鲅鱼圈作为研究区域,运用神经网络方法开展海岸带信息分类提取研究。结果表明:极化目标分解理论对海岸带信息提取具有一定的应用潜力,采用基于H/α的分类方法能较好地区分单次散射的特征地物,但对于偶次散射和体散射的混合体,仅从极化特征参数还难以区分;综合利用极化散射特性及神经网络分类方法则可以有效进行分类,采用基于SPOT5数据的"我国近海海洋综合调查与评价专项"遥感调查成果为验证标准,精度达到88.5%。分类精度与训练样本有关,此外,海岸带区域地物分布往往较为复杂,对于复杂地物的散射机制研制,是下一步研究工作的重点。     

利用极化SAR数据进行土地覆盖分类研究

基于相关矩阵特征向量的目标分解将地物回波复杂的散射过程分解成相互独立的三种单一散射分量:单向散射、双向散射和交叉散射,分别对应各自的目标相关矩阵。目标分解技术降低了散射回波之间的相关性,有利于分析地物散射机理,有助于提高分类精度。对荷兰F levoland地区全极化数据进行分解,经过试验和相关性分析,选用7种数据形成多参数数据组合,对其进行最大似然监督分类,同时进行常规三种极化加相位差的分类和基于复W ishart分布的最大似然分类,逐像元计算混淆矩阵,分析对比三种分类结果的精度,试验表明:相对于常规数据组合分类,基于复W ishart分布的监督分类可以小幅度提高分类精度,而利用目标分解得到多参数组合数据进行分类则有大幅度的提高。     

珠海市海岸线分类及开发利用的遥感分析

文章采用遥感解译与现场踏勘相结合的方法,开展珠海市海岸线分类及开发利用现状研究。通过遥感影像解译提取岸线数据,对砂质岸线、淤泥质岸线、基岩岸线、生物岸线、具有自然海岸形态特征和生态功能的岸线、人工岸线等岸线类型进行解译标志建立,并对岸线进行分类与统计;根据岸线分类统计结果与现场踏勘情况,对珠海市海岸线开发利用现状进行评价,并分析其存在的问题。研究表明,珠海市大陆海岸线长257.48km,其中自然岸线仅占岸线总长的17.49%,岸线开发利用强度较大且利用方式粗放,近岸海域生态压力增大,同时由于围填海导致大陆与海岛相连,海岛属性发生改变。文章最后提出加强自然岸线保护与修复、优化利用人工岸线、开展岸线动态监测、强化生态环境保护的建议,以期增强珠海市海岸线的保护与开发利用,落实自然岸线保有率,为珠海市海岸带相关规划研究和海域管理提供参考作用。     

厦门海岸线遥感动态监测研究

海岸线是指多年大潮高潮位时的海陆界线。不同类型海岸有各自的地貌特征，它们在遥感影像上的解译标志与提取方法也存在差异。目前大部分海岸线自动提取研究只是解译出遥感影像中的水边线，即卫星在过顶时刻所记录的海水与陆地的瞬时交界线，并不是真正意义上的海岸线。本文以厦门地区海岸影像为研究对象，根据不同海岸类型的地貌特点采用不同的海岸线解译方法，提取出1987年、1997年和2007年的海岸线，并进行岸线变迁原因分析。实践表明：人工海岸、基岩海岸、砂质海岸及红土海岸的海岸线解译标志明显，提取效果较好，基本能够实现计算机自动提取；淤泥质海岸在遥感图像上呈现复杂的边缘，仍没有理想的线性特征自动提取技术，是海岸线提取中的难点。     

基于极化特征SERD的SAR溢油检测

与单极化SAR(Synthetic Aperture Radar)相比,全极化SAR图像中不仅包含散射目标的几何特征和后向散射特征,还包含散射目标的极化特征。因此,基于极化特征的SAR图像分类能够更全面地描述海面目标的物理特性。单次反射特征值相对差异度(Single Bounce Eigenvalue Relative Difference,SERD)能够比较单次散射机制的相对大小,并且可以反映散射表面的粗糙度情况。而海面油膜的存在抑制了海面的短重力波和毛细波,改变了海表面的粗糙度。基于此,本文将SERD应用到海面溢油检测中。利用两景Radarsat-2全极化SAR数据对比分析了SERD与极化散射熵的溢油检测效果,实验发现:(1)SERD能够较好地区分溢油与海水。(2)对原油而言,SERD的油水对比度与极化散射熵的油水对比度在数值上差异较小;对生物油膜而言,SERD的油水对比度在数值上远小于极化散射熵。利用这一特性,SERD在区分生物油膜与原油方面更具优势。     

基于极化散射特征的极化合成孔径雷达海冰分类方法研究:以渤海海冰分类为例

海冰监视监测的关键是提取海冰类型,准确提取海冰类型对于评估海冰冰情、保证航海及海洋作业安全具有重要的意义。利全极化合成孔径雷达影像(SAR)的优势,提取海冰的极化散射特征;在此基础上结合二叉树分类思想,开展极化SAR海冰类型的分类算法研究,提高SAR海冰分类精度;与传统的海冰分类方法相比较,验证了本方法的有效性。     

海州湾岸线蚀淤演变及预测

基于2013-2021年间海州湾18期Lansat 8遥感影像,利用海岸线类型多样性指数、岸线变化率（EPR）和净海岸移动量（NSM）对海州湾各类型岸线蚀淤演变情况进行分析,并基于Prophet时间序列预测模型对2025年岸线进行定量预测。结果表明,9年间基岩岸线整体较稳定;琴岛栈桥到临洪河口淤泥质岸线不稳定,岸线明显向海淤积;砂质岸线整体较稳定,无明显蚀淤倾向。预测2025年海州湾淤泥质岸线呈向海延伸趋势,临洪河口附近岸线呈向海延伸趋势,其余岸线均无明显淤蚀变化,较为稳定。     

基于极化参数的SVM海上溢油识别

溢油对海洋环境造成的危害越来越大,及早发现对于减灾防灾具有重要意义。目前,运用极化SAR进行溢油探测已成为遥感监测的一个重要方面,本文基于SIR-C数据,开展极化SAR的溢油监测,提取极化参数熵H,散射角α和反熵A,运用SVM监督分类方法,进行溢油信息提取。结果表明,基于SVM的分类精度要强于基于H-α分类的分类结果。     

全极化SAR图像中溢油极化特征研究

相比于单极化SAR图像,全极化SAR图像不仅能体现海面目标的几何特征、后向散射特征,还能体现目标的极化特征。因此,在溢油检测方面,极化SAR更具优势。特征提取作为溢油检测的关键步骤,直接影响到溢油检测的精度。在本文中,我们分析了全极化SAR图像中海面溢油的极化特征,如极化散射熵、平均散射角等。并提出了新的极化特征P,该特征参数能够反映海面目标电磁散射过程中布拉格散射机制和镜面散射机制的比例。为了研究极化特征溢油检测的能力,本文基于SIR-C/X-SAR和Radarsat-2全极化SAR图像开展了相关实验,并对比分析了溢油的多种极化特征。实验结果显示,在中低风速情况下,C波段溢油探测效果优于L波段;本文提出的极化特征P对海面散射机制敏感;基准高度和特征参数P在C波段比其他极化特征更适于溢油检测。     

基于多期遥感影像的砂质岸线提取方法——以海阳沙滩为例

文章提出一种基于发展多期影像和归一化水体指数(NDWI)的砂质岸线自动提取方法,以山东半岛海阳沙滩为实验区,应用2005年多个月份的7景Landsat 5TM遥感影像为数据源,提取实验区砂质岸线。利用908专项修测岸线对提取的海岸线进行精度检验。结果表明,岸线偏差距离为20.9m、均方根误差(RMSE)为33.6m。该方法可为砂质岸线的提取与变迁分析研究提供参考依据。