基于天绘一号卫星多光谱影像的海岸线自动提取方法

针对常规人工海岸线测量方法耗费人力物力、效率低、工作环境相对危险,难以快速反映海岸线动态变化的问题,提出一种基于天绘一号卫星多光谱影像的海岸线自动提取与分类方法。所提方法首先结合NDWI指数和水平集模型实现全自动水边线提取,然后采用面向对象分割技术和空间拓扑关系提取临海地物基元,最后结合遥感影像海岸线解译标志建立决策树完成临海基元的分类与海岸线提取。实验表明,海岸线提取结果能够作为1∶2.5万海图测制与更新的参考数据。     

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。     

高分辨率遥感影像海岸线半自动提取方法

海岸线快速准确提取具有十分重要的意义。利用遥感技术提取海岸线具有宏观、快速、综合、高频、动态和低成本等突出优势。然而,利用人工解译费时费力,而计算机自动解译精度低。对此,提出一种半自动的面向对象海岸线提取方法。首先利用eCognition进行图像分割,通过人机交互的方式进行海、陆标记,然后利用光谱直方图测度对象之间的相似性,最后通过两阶段对象合并的方式实现海岸线提取。使用高分2号数据分别提取人工和潮滩海岸。实验表明,本文方法具有快速、通用性强、精度高的优势。     

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,...     

基于边缘引导约束的高分辨率遥感影像海岸线提取

针对海岸线的影像特征,提出一种基于边缘引导约束的海岸线提取方法。该方法是在遥感影像进行中值滤波处理,去除噪声的基础上,通过交互方式对遥感影像进行灰度拉伸,以增强海岸线特征;再利用梯度算子卷积运算得到梯度影像;然后通过边缘像素点和灰度差阈值引导种子点进行生长,进而提取包括滩涂在内的水域或其他地物;最后通过轮廓跟踪提取生长区域的边界,即海岸线。试验表明,该方法可准确提取出海岸线位置,效果较好。     

基于遥感数据的水边线提取方法比较——以海南岛为例

海岸带是人类活动的重要区域,遥感技术因其优势被广泛应用于海岸带研究,而如何高效地从遥感影像中提取出高精度岸线是海岸带研究的重要问题。本文总结了国内外9种主要水边线提取方法的特点,采用目视解译、阈值分割法（NDWI、MNDWI和SMNDWI）、边缘检测算子法（Sobel、Roberts和Canny）3种最常用的方法提取了...     

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。     

基于GF-1卫星遥感影像的海岸线生态化监测与评价研究——以营口市为例

海岸线是海洋与陆地的分界线,也是重要的生态交错线。本文采用GF-1卫星遥感影像,通过监测大潮高潮时刻和小潮低潮时刻海岸水陆边界线,构建了潮间带完整性系数,以此为依据将海岸线划分为自然海岸线、具有基本生态功能的人工海岸线、具有部分生态功能的人工海岸线、具有有限生态功能的人工海岸线、具有少量生态功能的人工海岸线和无生态功能的人工海岸线。在此基础上,结合潮间带完整性系数及其毗邻海岸线长度,构建了海岸线生态化指数,用以评价区域海岸线的生态化程度。营口市海岸线以无生态功能的人工海岸线、自然海岸线和具有少量生态功能的人工海岸线为主,分别占到海岸线总长度的45.74%、18.31%和15.53%。营口市总体海岸线生态化指数为0.29,其中西城区、老边区、盖州北、鲅鱼圈区和盖州南分别为0.55、0.17、0.40、0.10和0.55。     

岛屿海岸线自动化提取及其时空变迁研究——以大连市獐子岛为例

海岸带是受人类活动和全球海平面上升影响的敏感地带,海岸线的提取和监测是海岸带生态系统研究和社会管理的重要内容。本文在遥感和地理信息系统的支持下,以修正的归一化水体指数(Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI)为基础,结合遥感影像处理和直方图均衡化等技术,实现了大连市獐子岛1985—2016年海岸线的自动化提取。结果表明:(1)通过与三位专家目视解译的成果比对,本文提取海岸线的精度能满足后续研究的要求(相对误差分别为0.045%,0.032%和0.023%);(2)近30年来,獐子岛海岸线总体呈现蚀退趋势,岸线长度与岛屿面积分别呈现变短和变小的趋势,獐子岛(主岛)和大耗岛的岸线蚀退速率最大,褡裢岛次之,小耗岛最小;在人类活动较为密集的区域,海岸线呈现出较为强烈的增长趋势,海水养殖和圈海建坝是岸线增长的主要驱动力;(3)獐子岛海岸线具有显著的分形性质,分形维数随时间呈现增大的趋势,獐子岛(主岛)的分形维数最大,褡裢岛的分形维数最小。     

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。     

基于多光谱数据的黄河三角洲岸线自动提取

基于多光谱数据对海岸线自动提取的问题研究已久。针对国内外岸线提取方法较为单一的现状,提出兼顾光谱特征与空间关系的海岸线自动提取方法:将2014年黄河三角洲Landsat8-OLI影像与实测地物反射率光谱对比,选择敏感波段建立提取模型,之后对研究岸段进行分类并自动提取,同时基于908专项山东省修测海岸线标准的目视解译方法对实验部分的海岸线进行提取,最后通过ROC曲线原则对提取结果分别进行0.5与1像元精度评价,实验证明该方法在1个像元精度(提取置信度均高于90%)范围内能快速、准确地提取黄河三角洲复杂地貌类型地区的海岸线,所得到的矢量岸线可直接用于地理信息系统(GIS)分析。     

基于特征区域统计的多光谱遥感影像海岛瞬时岸线提取(英文)

本研究采用IKONOS遥感图像,选取波谱特征区,通过区域像元统计并计算各波段权重系数,将影像进行波谱归一化处理,使归一化的影像岛陆与海水特征更明显。在此基础上,采用最大类间方差法确定最佳分割阈值,对归一化的影像进行二值化,从而提取海岛岸线。该方法采用特征曲线法进行水陆分离,得到的二值图像保持了原图的有效边缘,采用二值形态学提取的海岸线连续可靠、信噪比高。结果表明,该方法简单、快速,能有效提取海岸线,具有实用价值。     

基于遥感和GIS的长岛南五岛近30年海岸线时空变迁分析

海岛不仅具有很高的资源、生态和经济价值,而且对维护国家海洋权益具有重大意义。本文基于遥感和GIS技术,利用1982、1995、2006和2015年的Landsat卫星遥感影像,分析了近30年来长岛南五岛海岸线的时空变化特征。结果表明:1982年以来,长岛南五岛近30年的海岸线长度增加了9.54 km,海岸线呈向海推进趋势,平均推进速度为0.54 m/a。海岸线变化主要受人为因素的影响,变化比较大的岸段主要分布在南长山岛和北长山岛的西部,以养殖开发、填海造陆与港口建设为主。研究认为,海岸线的变化,将会导致诸如岸线侵蚀等环境问题,应注意合理开发、利用海岸线资源。     

近40 a 来三门湾海岸线时空变化遥感监测与分析

了解岸线的变化对海岸开发利用有重要意义。本文以Landsat MSS、TM、ETM+、OLI影像为主要数据源,采用人机交互的方式提取1973~2013年的4期三门湾大陆岸线,获取岸线长度以及陆域变化面积等信息,并以县级市(象山县、宁海县、三门县)为单位分段分析岸线时空变化特征。在此基础上,结合研究区新增土地利用类型的解译结果,对三门湾地区海岸开发方式进行系统分析。结果表明:1973~2013年三门湾岸线总体向海推进,总长度减少40.18 km,沿岸陆域面积增加155.89 km2,其中2000~2013年岸线向海扩张最为显著,近40 a来,在沿海三县中,宁海县岸段岸线变迁最为剧烈;海岸人为开发是岸线变化的主导因素,且开发方式时间异质性显著:早期以围垦造田、堵港蓄淡为主,20世纪80年代后期至20世纪末,偏重围垦养殖,进入21世纪,开发规模大幅增长,围垦造田和养殖依然是海岸开发的主要方式,同时城镇、工业建设等围填海规模迅增,港口码头建设也加快了步伐,海岸开发方式呈现多样化。     

近50 a来秀山岛岸线时空变化规律及其原因浅析

海岸线是十分重要的自然资源,海岸线的变化会影响生态平衡与人们的生活。本文以浙江省秀山岛1970、1980、2003、2008和2014年的遥感影像作为数据源,利用遥感和GIS技术方法,并采用DSAS的岸线分析方法揭示了秀山岛近50 a来岸线的时空变化规律。结果表明:在自然和人为的双重因素影响下,秀山岛的自然岸线和人工岸线发生大规模的变化,岸线长度总体上是减少的,共减少4 226 m,新增陆域面积2.491 km²;其中人工岸线减少了4 046 m,海塘面积增加1.971 km²,表现为大规模的向海推进,时空变化显著;自然岸线减少了214 m,主要是沙质岸线和淤泥质岸线的变化,整体表现为岸线小规模的后退,但是局部地区有向海推进的现象。     

基于光谱特征的HY-1C/D卫星赤潮探测方法以红夜光藻为例

红夜光藻是我国主要的赤潮优势种,在渤海、黄海、东海和南海均有发生。近年来,红夜光藻赤潮发生频率明显上升,监测需求迫切。但红夜光藻赤潮发生具有分布范围广、变化速度快、多呈条带状分布的特点,其探测对卫星影像空间分辨率、覆盖范围和重访周期要求高。虽然水色卫星在赤潮监测中发挥了重要作用,但其空间分辨率低,无法准确探测条带状分布的红夜光藻赤潮。海洋一号C、D（HY-1C/D）卫星搭载的海岸带成像仪（Coastal Zone Imager,CZI）以其高空间分辨率、大幅宽和短重访周期的优势,被越来越多地用于赤潮监测。现有的红夜光藻赤潮HY-1C/D CZI探测模型大多基于深度学习方法,需要大量赤潮样本,但赤潮样本获取困难,影响模型的精度。因此,本文以2022年3月发生在广东省汕尾市红海湾的红夜光藻赤潮为例,分析了红夜光藻赤潮光谱特征,基于红夜光藻赤潮在红光和近红外波段的高反射特性和浑浊水体在绿光波段的高反射特性,构建了一个面向HY-1C/D CZI的红夜光藻赤潮探测方法。实验结果表明,该方法可以有效地探测赤潮,并避免浑浊水体的干扰,精确率和F1-Score达到89.72%和0.90。而且,该方法具有较好的适用性,可适用于不同海洋环境、不同宽波段卫星传感器的红夜光藻赤潮探测。     

基于数字岸线分析系统的海岸线时空变化速率分析——以海州湾为例

本文选取1985−2018年间具有代表性的6期Landsat遥感影像,运用数字海岸线分析系统,综合利用面积法和基线法定量分析海州湾的岸线变迁,并进行岸线分类和驱动力分析。结果表明,30多年来海州湾岸线整体呈持续向海推进的态势,增长岸线比例总体处于不断增加的趋势,除了2005−2009年发生短暂的减小;1985−2018年,岸线长度增加了10.40 km,陆域面积增加了52.84 km²;海州湾岸线以人工岸线为主,且比重日渐增大,从1985年的47.90%到2018年的70.88%,前中期的沿海围垦养殖及后期的围海造陆是海岸线变迁的主要驱动力;其终点变化速率为26.09 m/a,净海岸线变化为155.12 m,记录增加总横断面在各个时期均大于50%,岸线变迁最剧烈的区域为新沭河−高公岛段,陆域增长点在于赣榆新城、连云新城建设和连云港港口建设。