基于机载LiDAR与潮汐推算的海岸带自然岸线遥感提取方法研究

海岸线对于海岸带保护与管理具有重要意义。海岸线现场测绘施测周期长且在地形复杂的区域施测难度大,基于遥感影像的海岸线判绘对解译人员的要求高,难以获取严格意义的海岸线。针对上述问题,本文提出一种基于机载LiDAR与潮汐推算的自然岸线遥感提取方法:基于机载LiDAR系统获取的航空正射影像解译瞬时水边线,应用LiDAR系统提取的DEM和建立的高程系统转换模型,通过潮汐数据推算研究区域的海岸线。通过与“908专项”航空遥感调查岸线结果比对,按本文方法所提取的3种自然岸线(砂质岸线、基岩岸线和淤泥质岸线)的均方根误差分别为1.66,5.23和32.48 m。结果表明,该方法可用于砂质岸线和基岩岸线的提取,且具有无需开展现场测量工作的优势,可提高海岸线提取的效率。     

一种无人机影像点云提取海岛自然岸线的方法

针对从机载激光点云中提取海岸线方法的不足,提出了一种基于无人机影像DSM点云数据,结合潮汐模型提取海岛自然岸线的方法。采用计算机视觉理论与方法处理高分辨率无人机影像,获取高分辨、高精度的DSM点云,并由DSM点云生成DEM;通过等值线追踪法自动提取基于平均大潮高潮面的海岛岸线。实验结果表明:该方法提取的海岛自然岸线精度满足海道测量规范相关要求。     

20世纪40年代以来多时相中国大陆岸线提取方法及精度评估

将大陆岸线分为自然岸线、人工岸线2大类以及11个二级类,基于地形图与遥感影像,结合野外考察工作建立详细的技术规范,提取20世纪40年代以来6个时相的中国大陆海岸线;针对提取的结果,应用直接对比法计算实际误差,基于地图学和遥感信息提取的理论计算"理论最大允许误差",二者对比表明:基于多源数据提取多时相岸线的技术方案可行,多时相岸线的实际误差均远远低于"理论最大允许误差",精度较优;基于地形图提取的20世纪40年代和60年代时相岸线,精度总体上低于基于30 m分辨率遥感影像提取的多时相岸线,而且20世纪60年代时相受多源数据融合的影响而精度最低;基于环境与灾害监测预报小卫星CCD数据提取岸线,受影像畸变和几何纠正精度的影响,精度略低于基于Landsat影像提取的结果,但同样基于Landsat影像提取的岸线,新近时相的精度明显优于早期时相。本研究可为岸线变化研究以及海岸带综合管理等提供有力的支持。     

基于无人机高光谱遥感的海岛岸线精准提取方法研究与应用

鉴于传统遥感技术手段对海岛岸线的提取在精度与效率上存在很大不足，通过无人机高光谱遥感技术，结合岸线实地踏勘活动，提出一种海岛岸线类型识别与位置提取方法，并选取实际海岛进行了实验验证，成功获取了不同类型岸线的准确位置，所得成果与传统遥感手段相比，提高了系统性与准确性，为下一步海岛的生态评估工作提供了数据支撑。     

无人机遥感在台风灾害调查中的应用

文章以2014年1409号台风"威马逊"过后对海南文昌翁田、铺前一带台风登陆点的海岸带破坏情况调查监测过程为依据,介绍了无人机遥感的组成、优势,以及无人机遥感数据的获取和处理的监测过程。监测结果表明:台风过后基岩岸线没有明显的特征变化,但砂质岸线部分出现了明显侵蚀,沿岸防风林受损严重,局部防风林后退严重。     

基于改进U-Net的海岸线提取方法

遥感影像海陆分割对于海岸线提取及其动态监测具有重要意义。传统的基于光谱特征和图像处理的海岸线识别和提取方法, 在面对高分辨率遥感图像复杂的纹理和空间分布时, 只能生成具有局限性的图像特征结果, 且分割结果准确率不高。本文将深度卷积神经网络应用于高分遥感图像的海陆分割问题, 并在经典编码器-解码器结构的基础上进行了创新。首先, 为了降低调参难度引入批归一化层, 降低了网络对参数的尺度和初始值的敏感度; 其次, 采用转置卷积代替传统卷积, 在模型训练过程中通过梯度递减算法, 不断更新参数权值, 显著提高语义分割的精度。利用研究区域高分一号遥感图像数据对于人工岸线及自然岸线的分割实验结果显示: 相较于经典U-Net与SegNet, 改进U-Net网络, 对于各种自然岸线和人工岸线具有更低的边界模糊度和更准确的分割结果, 对于自然岸线的提取结果, 漏检、错检现象较少; 对于人工岸线的提取具有更大的感受野, 能够提取岸线的空间结构信息, 避免误分类。面对日益丰富的高分辨率的遥感影像数据源, 基于改进U-Net的海岸线提取, 能更好地保留边界信息且具备更优的语义分割效果, 可以更为准确地挖掘高分遥感影像的空间分布特征、纹理特征以及光谱特征, 从而提升分类的准确性。     

1988—2016年泰国湾海岸线变迁遥感分析

泰国湾近30年海岸线变迁剧烈。文章基于1988年、1996年、2006年和 2016年4个时期Landsat TM/OLI中等分辨率卫星遥感影像数据，开展了近30年泰国湾岸线长度时空变迁遥感监测，并应用数字海岸分析系统（DSAS）计算出4期岸线变迁速率，给出了4个时期泰国湾侵蚀淤积面积状况，分析了岸线变迁的自然因素和人类活动因素。并从岸线增长速率、岸线变迁速率、蚀淤面积状况、岸线类型变化4个方面给出结论。     

基于不同岸线类型的象山港岸线提取及变化研究

本文提出了一种结合实地考察海岸类型的岸线遥感提取方法来对象山港区域岸线进行提取,根据研究区内实地考察获取的不同海岸类型特征,对Landsat卫星数据采用不同的处理方法进行岸线提取：基岩海岸和人工海岸采取OTSU变换;砂质海岸和淤泥质海岸采取MNDWI,处理后采取改进的Canny边缘检测算子进行水边线提取。研究结果表明：...     

基于多源数据的福建东山岛海岸侵蚀及其不同时空尺度成因分析

海岸侵蚀对海岛紧缺的陆地资源及旅游价值较大的沙滩危害巨大。基于卫星遥感、有人航空摄影、无人机航测、GPS和现场调查等多源数据,利用GIS分析了东山岛海岸线类型、位置与长度变化及滩面冲蚀演变。研究表明,东山岛多处曲折自然岸线转化为较为平直的人工岸线致使整体岸线长度减少,无人机高程反演满足滩面排水冲蚀监测精度要求,乌礁湾和山南湾不同养殖排水方式形成不同特征的滩面冲沟,改变了沙滩微地貌形态。海平面上升和台风风暴潮是长期趋势性和短期突发性侵蚀因素的代表,当前短时间尺度的人类活动已成为滩面冲蚀的最主要因素,且有可能转变为长期趋势性因素。     

基于无人机多源遥感数据海岛植被叶面积指数协同反演研究

无人机多源遥感数据的获取、融合以及应用是当今研究的热点和难点。文中以城洲岛为例,针对海岛特殊的地理生态环境,获取无人机多源遥感数据。结合无人机多光谱遥感数据定量分析各遥感植被指数与植被叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)的响应关系,构建单因子遥感反演模型;基于无人机激光LiDAR点云提取海岛植被冠层高度模型(Canopy Height Model,CHM),并将其作为自变量引入到多源统计回归分析中,从而构建多源遥感数据协同反演模型,对区域尺度下海岛叶面积指数(LAI)进行估算,开展验证和精度评价。结果显示,加入植被冠层高度因子的协同反演模型的判定系数R2为0.92,绝对平均误差系数为12.29%,预测精度要优于单因子反演模型(判定次数R2为0.86,绝对平均误差系数19.95%)。研究表明,加入了植被冠层高度因子的协同反演模型能在一定程度上提高乔木植被LAI的预测精度。实践证明,无人机多源遥感技术在生态学定量研究中具有巨大的潜力和广阔的应用前景。     

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。     

江苏省海岸线时空动态变化遥感监测关键技术研究概述

海岸线是海洋与陆地的分界线,海岸线的准确确定对于海岸带空间资源的使用与管理具有重要意义。针对现有的海岸线遥感提取方法存在的技术缺陷,提出从构建海岸线遥感分类体系、改进海岸线遥感推算方法、建立可操作性强的海岸线遥感提取与推算技术体系方面,系统开展海岸线时空动态变化遥感监测的关键技术与应用研究,形成完整可靠的海岸线遥感推算、岸线岸滩动态变化遥感监测技术体系并开展业务化应用,可为海岸带空间资源的合理开发利用提供基础数据支撑和决策分析依据。     

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。     

面向对象的无人机遥感影像海岸线提取方法研究

针对海岸线区域地形复杂和卫星遥感影像分辨率的不足，精度难以满足大比例尺成图要求，以及常规解译方法的局限性，选取青岛小岛湾海岸线为研究区，以无人机（UAV）遥感影像为基础数据，提出一种面向对象的海岸线提取方法，结合现场实测验证，开展了人工海岸线和砂质海岸线识别的应用实验。结果表明：人工海岸线和砂质海岸线概率边缘指数（PRI）分别为0.97和0.88，边缘定位误差（BDE）分别为4.33和2.84，提取的人工海岸线和砂质海岸线与实测海岸线结果整体上匹配较好，仅在局部细微处存在微小差异。本文提出的方法可快速有效地获取海岸线信息，其精度能够满足海岸线动态变化监测的需求，可在海岸线资源管理中推广应用。     

20年来北戴河岸线变化监测与对策研究

采用1990-2013年的遥感卫星数据,基于遥感与GIS技术,开展了北戴河海域的海岸线遥感监测,对1990年、1995年、2004年和2013年4年的监测结果进行了对比,从1990-2013年,岸线长度变化不大,在2013年为最长,2012年北戴河及领近海域进行了岸滩环境整治,通过对2012年与2013年的遥感影像分析,有效地保护了沙滩以及河口,河口宽度变化不大,但港口码头建设面积稍有增加。在此基础上,针对北戴河岸线的保护、利用提出了几点建议。     

基于Pix4Dmapper的无人机数据自动化处理技术探讨

无人机遥感由于具有机动灵活性高、时效性强、分辨率高、成本低等优点,广泛应用于各个领域。但由于无人机本身的特性和传统数据处理技术的局限性,使得无人机数据处理成为无人机应用的最大难题,作者结合Pix4Dmapper软件就无人机数据自动化处理技术方法进行探讨,开展无人机遥感数据的空三计算、平差计算与正射校正和镶嵌自动处理技术研究,实现无人机数据快速拼接与校准,制作正射影像图,为无人机数据的快速自动化处理提供技术支持。     

广西北部湾海岸带开发利用变化监测研究

为了更好地理解海岸带的变化,促进海岸带资源和环境的管理开发,基于广西地理国情普查数据,按照设计的指标体系,采用遥感监测的方法,提取了2015～2017年广西北部湾沿海岸线、地表覆盖、地理要素、围填海等数据,对广西北部湾海岸带开发利用变化开展了监测研究,获得了2015～2017年广西大陆海岸线、地表覆盖、围填海、人工养殖池等统计结果,为北部湾海岸带地区的下一步开发利用与保护提供参考依据。     

基于潮汐分带校正的海岸线遥感推算研究

提出并实现了基于遥感技术和多站点潮位插值的淤泥质海岸线推算方案。利用多时相遥感影像提取出人工岸线和瞬时水边线,在控制站点潮汐调和分析的基础上,利用潮汐线性分带插值校正处理,赋予水边线离散点在影像成像时刻的实际潮位,进而根据三角函数相似性原理推算出岸滩的平均坡度和平均大潮高潮点位置,连接形成自然岸线,最终根据自然岸线与人工岸线合成得到海岸线的空间分布。实践应用证明,该方案得到的海岸线与现场测定的平均大潮高潮痕迹点相吻合,可为快速确定淤泥质海岸岸线,监测岸滩资源的空间变化提供方法与数据支撑。     

基于船载无人机的绿潮漂移速度估算与分析

无人机遥感具有应用灵活、不受云层干扰以及时空分辨率高的显著优势。为探索无人机在海洋灾害监测中的应用,本文以科考船为起降平台,首次基于无人机获取的双时相绿潮正射影像,开展了黄海绿潮漂移速度的估算研究。同时对比了卫星影像提取的速度结果,并探讨了风与潮流对海上绿潮漂移的驱动。研究发现:(1)可见光波段的漂浮藻类指数能高精度地提取无人机可见光影像中的绿潮(kappa 系数=0.95);(2)无人机遥感估算3个站位的绿潮漂移速率为0.26～0.44 m/s,漂移方向在1天之内变化明显;(3)绿潮短时间内的漂移受到风与潮流的共同影响,漂移方向与M₂分潮的潮流方向基本一致,位于风向右侧1°～62°。基于船载的无人机航测,能高精度地估算绿潮漂移速度,为精细化的绿潮灾害预警与防控提供技术支撑。     

近30年红河三角洲岸线演变

基于1987—2015年Landsat遥感影像,运用ENVI与MapInfo软件提取岸线,分析红河三角洲近30年岸线演变规律,并结合历史岸线、红河多年径流量与输沙量,以及过境该海域多年热带气旋数量等数据,初步探讨红河三角洲岸线演变的影响因素。研究表明红河三角洲岸线在时间上呈前进与后退交替变化特征,其中巴拉特河口以南的岸段以后退为主,河口北部岸段总体以前进为主。巴拉特河口地区淤进与蚀退变化频繁,主要与上游建坝导致入海沙量变化以及台风造成的侵蚀有关。