一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法

针对沿岸低潮面模型构建时数据多源、精度不等的现状,提出了一种基于多源数据的沿岸低潮面模型构建方法。利用验潮站低潮面数据和基于网格潮汐模型计算的低潮面数据等多源潮汐数据,改进潮汐数据插值方法,根据不同源数据精度信息进行权重配赋,构建顾及不同源数据精度差异的沿岸低潮面模型。实验结果表明,本文所提方法顾及了沿岸海域潮汐运动特点和不同源数据精度差异对建模精度的影响,可以有效利用多源潮汐数据构建较高精度的沿岸低潮面模型,满足低潮线推算等特殊应用对高精度沿岸低潮面模型的需求。     

网格低潮面模型构建及精度分析

文章基于网格潮汐模型构建了网格低潮面(深度基准面)模型,分析了网格低潮面模型的精度影响因子,验证了网格低潮面模型的可行性和有效性.试验表明,网格低潮面模型精度优于20cm,在离岸较远的海区精度更高;基于网格低潮面模型的低潮面确定方法可以避免基准面确定需要设立验潮站获取(同步)潮位观测数据、沿岸低潮面(深度基准面)定义和算法存在差异以及基准面传递技术存在局限性的问题,尤其适合不易设立验潮站的海区的低潮面确定.     

基于多算法水边线提取的潮滩DEM构建

遥感水边线法构建潮滩数字高程模型(digital elevation model,DEM)是获取大范围淤泥质潮滩地形的有效途径,准确提取水边线是潮滩DEM构建的关键.受潮情及滩面的影响,不同影像中的水边线在光谱与纹理上差异较大,单一方法难以准确地提取水边线.鉴于此,本文提出一种基于多算法水边线提取的潮滩DEM构建方法....     

联合机载LiDAR数据和潮汐数据自动提取潮位线

首先,联合机载激光雷达(LiDAR)数据提取的海岸带数字表面模型(DSM)与验潮站数据提取的高、低潮面进行相交运算,生成"水陆二值图像",然后对其以提取边缘的方式提取高、低潮潮位线;针对LiDAR光束无法穿透水体导致低潮线附近DSM为无效值的缺陷,采取移动趋势面拟合法外推概略低潮线附近DSM,在此基础上重新提取更精确的低潮潮位线。实验表明,该方法能在较少人工干预的情况下有效提取高、低潮潮位线。     

基于GEE的杭州湾慈溪段潮滩提取及时空变化分析

当前常见的潮滩遥感提取方法往往通过估算来确定潮滩的边界,难以保证较高的提取精度.本研究结合GEE遥感云计算平台和GIS技术,选用1990—2021年间共77景Landsat卫星影像,通过目视解译人工海岸线作为平均高潮线,利用水边线拟合平均低潮线,实现了对杭州湾南岸慈溪段的潮滩提取和面积估算,分析了潮滩区域时空变化.研究...     

淤泥质潮滩水边线提取的遥感研究及DEM构建——以长江口九段沙为例

淤泥质潮滩通常是测绘"盲区"。本文讨论采用多时相陆地卫星提取潮滩水边线以此构建潮滩数字高程模型(DEM)的方法。探讨在不同潮情条件下,各光谱波段对淤泥质潮滩水边线判断的敏感性,分析表明沙质海岸与淤泥质海岸水边线的确定方法有较大差别。采用了GIS技术对提取的水边线赋予相应的高程值,该值采用研究区附近潮位站理论潮位推算卫星过境的瞬时潮位值,以此构建潮滩DEM,与近期实测资料进行对比:在106.2 cm-358.6 cm高程范围内,二者相对误差<0.5 m的区域占总面积约70%,0.5～1.0 m为20%,>1.0 m占10%。遥感构建DEM作为一种手段对实测资料的欠缺是一种补充,随着遥感技术的发展精度有望提高。     

基于曲面方程的三角形网格模型求交方法

在应用GIS不规则三角网的地层建模、表达和分析的研究过程中,会涉及到大量复杂的三角网格模型的求交运算。本文提出了一种基于曲面方程的三角形网格模型求交算法。该算法首先通过三维点要素,插值拟合出两个曲线方程,然后求解方程组获得交线方程,再将该交线分别投影到三角形网格上,获得顺序的投影三角形组,最后对两个三角形组做求交运算。该算法能快速有效地排除不相交三角形,同时,对候选三角形和三角形交线依次记录,大大减少了运算时间。     

机载激光雷达数据的建筑物三维模型重建

机载激光雷达技术可以快速获取建筑物高精度高密度的三维空间信息.文章提出一种建筑物三维模型重建方法,该方法利用栅格数据使用RANSAC算法提取建筑边界上的长线段,采用规则化策略获取建筑轮廓;在模型生成阶段,基于原始点云和屋顶拓扑关系约束,获取屋顶间的交线和交点,并结合已得到的建筑边界、屋顶间交线和交点获取三维建筑模型.实验结果表明,该方法思路清晰、科学可行且适用性强,提取的建筑边界和模型垂直精度高.     

基于ZY-3影像潮水沟槽线的提取

潮水沟槽线是潮滩重要的地貌特征线,对潮水沟槽线的研究可以了解潮滩微地貌形态的特征以及潮沟的摆动规律。基于2012-11-06获取的"资源三号"(以下简称ZY-3)卫星高分辨率遥感影像,以条子泥实验区为例,选取近红外为特征波段,采用Arc Scan对该区域二值化灰度图进行潮水沟中轴线的提取,代替理论上的沟槽线,同时结合条子泥地区的地形进行分析,最终实现对潮水沟槽线的提取,为深入研究潮滩微地貌提供科学依据。     

电离层延迟的区域CORS数据实时监测

针对区域电离层变化情况较为复杂,所确定的电离层模型系数难以反映其短时间内的变化情况问题,该文提出了利用旋转地图内插结合曲面拟合模型实现区域电离层实时监测方法。采用旋转地图内插IGS提供的电离层数据,能够有效补偿电离程度与太阳位置的强相关性,提高总电子含量内插精度;基于曲面拟合模型对区域电离层进行实时监测,实现了模型系数的实时更新。利用JSCORS网的双频观测数据,采用曲面拟合模型建立了实时的区域电离层监测模型,数据计算结果表明,其网内外精度分别优于0.81TECU和0.96TECU。     

潮汐和植被物候影响下的潮间带湿地遥感提取

潮间带湿地具有重要的生态和经济价值,但受到全球变化影响,发生大面积退化甚至丧失.掌握潮间带湿地的时空分布特征,对海岸带资源的科学管理具有重要意义.由于受到多云多雨天气和潮汐动态淹没的影响,单时相遥感数据难以获取完整的潮间带湿地信息.因此,本研究开发了一种基于时序遥感指数的潮间带湿地分类算法,并以福建省亚热带海岸带为例,...     

Derivation of a Tidal Inundation Model to Support Environmental Research in Roebuck Bay (Western Australia)

A method for deriving mean inundation times for a large expanse of intertidal mudflats is presented. Image processing techniques are used to extract waterlines from two Landsat Thematic Mapper scenes at approximately high and low tides, respectively. Along with data based on standard tidal predictions, the waterlines are utilised to derive an initial Digital Elevation Model (DEM) for the tidal flat within a GIS environment. As the model fails to fully cover the mean spring tidal range, a routine is developed to linearly extrapolate this surface to the elevation of the mean spring low tide. Tidal interpolation equations are then utilised to generate an inundation time in hours for each cell on this extrapolated DEM. Output from the generalised model is a series of maps showing isolines of inundation for both the mean spring and neap tidal cycles, as well as sets of point data that may be integrated with existing biological sample data. These data will be used to support an ongoing geologic and biologic investigation of the bay and its ecology.     

基于Sentinel-2的潮间红树林提取方法

位于潮间带的红树林可能在高潮时被海水淹没的特点,使得传统的植被提取方法在红树林信息提取方面存在局限性。本文在对比分析了出露的红树林、高潮水位淹没的红树林、海水水体的光谱特征后,提出了一种利用归一化潮间红树林指数（NIMI）提取潮间带红树林的方法。该指数是由植被强吸收的红波段,强反射的两个红边波段和近红外波段组成的归一化表达式。利用该指数对福建省龙海九龙江口湿地的红树林进行了分类提取,提取结果与高分二号影像目视验证和现场调查结果进行了对照。结果显示,该方法提取红树林的用户精度达到93.98%,并显著优于利用归一化水体指数（NDWI）、归一化植被指数（NDVI）及随机森林的结果。     

Detecting coastline change from satellite images based on beach slope estimation in a tidal flat

Beach heights and tidal variation have large impacts on the accuracy of estimates of coastline position and its historical changes of a wider and flatter beach based on remote sensing data. This study presents an approach to analysis of waterline movement based on the beach slope, estimated from two effective images with Landsat images data. Two images acquired at different stages of the tide were processed to delineate accurately the position of the waterline. Then waterlines were assigned heights using elevations predicted by a two-dimensional non-linear tidal assimilation model. Beach slope can be calculated piecewise using the heighted shorelines based on the equiangular triangle theory. The positions of the national tidal height datum coastline can be obtained by the beach slope calculation method to accurately monitor the changing of coastline. A change in the coastline of the southwest tidal flat of the Yellow River delta, from Tianshuigou to the Xiaoqing River mouth, was detected by combining field measurements of profiles and bathymetric data. The root mean squared error (RMSE) of the calculated slope of the intertidal zone was one order of magnitude less than the measured slope. The minimum error of self-consistency check is 0.2%. The RMSE between the coastlines estimated by the proposed method and those surveyed data varies from 53.98 m to 217.72 m. It is shown that this method is more suitable for the two years and over the time scales of shoreline change monitoring. To assess erosion/accretion patterns in the tidal flat, and the controlling factors, the volume of the beach was investigated as a possible indicator. The accepted coastline position and changes in the beach volume were used to monitor the changing pattern of accretion and erosion along the coast southwest of the recent Yellow River mouth.     

利用经优化的边界条件开展黄海海州湾潮汐场模拟

受海底地形、开边界驱动水位及底摩擦系数等边界条件的共同影响,当前中国沿岸和近海潮汐场模拟的精度仍显不足。利用精度和分辨率较海图高一级别的水深数据、包含长周期天文气象分潮Sa的由12个主分潮组成的开边界驱动水位及顾及水深空间变化的底摩擦系数等经优化的边界条件,运行二维潮汐数值模式2D-MIKE21,开展黄海海州湾潮汐场模拟。结果表明,天文潮模拟值与海州湾周边6个验潮站1年潮汐表相比,12个主分潮综合预报误差为5.52 cm;与中国海域现有潮汐模型CST1中24个随机点位相比,12个主分潮综合预报误差为7.10 cm。天文潮模拟值和CST1预报值二者与海州湾周边2个验潮站近1个月实测值相比,前者中误差要小于后者。这为在沿岸及近海开展面向海洋测绘应用的潮汐场模拟提供了新思路,同时也表明通过数值模拟的方式构建天文气象分潮Sa是可行的。     

基于LiDAR点云提取海岸线的二值图像化改进方法

针对当前从激光雷达测量（light detection and ranging,LiDAR）点云中提取海岸线的二值图像化方法过于复杂,且无法评估提取岸线可靠性的现状,提出了一种改进方法。首先对LiDAR点云去噪,然后以平均大潮高潮面（mean high water springs,MHWS）高程为阈值,直接将LiDAR点云分割成水陆二值图像,通过水陆目标识别等图像处理过程,提取潮汐特征海岸线。实验表明,利用提出的二值图像化改进方法提取的海岸线可靠性高于当前已有方法的结果,且提取过程更简单,效率更高。     

远距离高精度GPS潮汐观测及垂直基准转换研究

为实现远岸潮汐精确监测及潮位海图高程转换,基于GPS事后动态处理技术(PPK)开展了远距离高精度潮位观测、提取及垂直基准面确定和转换模型构建方法研究。分别探讨了在锚定和走航情况下瞬时水面高程信号改正方法及潮位有效信息提取的最优截止频率,并给出了在不同情况下深度基准面大地高的计算方法模型及区域无缝深度基准面大地高构建模型。在实际试验中,基线距离在100km范围内,获得了基于深度基准的GPS潮位,精度优于10cm。     

大亚湾水域水位控制实施与精度评估

本文结合海图基本测量实例,总结了水位数据预处理、基准面确定、水位精度评估等实施步骤及技术细节。余水位同步变化曲线与精度评估结果能直观、严谨地确定余水位强相关验潮站。经严密论证,在大亚湾海域应用基于余水位监控与潮汐模型的水位改正法,能满足水深测量精度,符合相关规范要求,可替代传统水位改正方法,优化验潮站布设方案,减少验潮站数量。     

多面函数法在建立区域潮汐模型中的应用

基于卫星测高数据的特点,提出利用多面函数建立区域潮汐场模型的方法。详细论述了多面函数模型的基本原理及方程,并与Kriging法、距离加权法拟合结果进行了比较。结果表明,多面函数模型拟合精度较高,可以用于测高潮汐数据拟合,并成功应用于南中国海域主潮波模型的建立。在大量数据试验基础上,解决了应用多面函数进行潮汐参数拟合计算中核函数的合理选取及平滑因子的匹配等问题。