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。     

基于多时相遥感数据的海岸线自动提取方法

海岸线是海洋的重要组成部分,对于海域管理具有重要意义.本文根据岸线位置确定原理,即将多时相瞬时水边线上边界近似作为海岸线,提出了一种基于多时相水边线的海岸线自动提取方法,该方法应用区域生长与边缘检测相结合的方法提取瞬时水边线,然后采用海岸线自动判别算法进行海岸线的提取.首先计算归一化水体指数(normalized di...     

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,...     

基于数字化海岸分析系统(DSAS)的海岸线变迁速率研究:以黄河三角洲和莱州湾海岸线为例

海岸线变化对海岸带生态环境改变、滨海土地侵蚀有着极其重要的影响,海岸线的提取和监测对海岸带生态系统的保护和管理具有重要意义。本研究基于数字化海岸线分析系统(DSAS,Digital Shoreline Analysis System),研究了黄河三角洲和莱州湾的海岸线时空变化规律。研究结果表明:通过提取1985-2015年6期的Landsat影像,发现近30年来黄河三角洲和莱州湾地区海岸线均呈现显著的向海方向扩张的趋势,且增长速率逐渐加快。黄河三角洲的终点变化速率(EPR,End Point Rate)约为73.0 m/a、线性回归速率(LRR,Linear Regression Rate)约为75.5 m/a,黄河港-大咀沟增长速度最快(129.2 m/a),受黄河泥沙输送的影响,黄河口和老黄河口岸线的几何形态呈现平滑的变化趋势;莱州湾岸线的EPR和LRR约为139.5 m/a和144.3 m/a,淄脉河河口-白浪河河口段增长速度最快(197.6 m/a),岸线变化较为显著的区域主要集中在港口、圈海堤坝、海水养殖等的地方。DSAS模型在海岸线定量化分析中具有显著优势,利用EPR和LRR指标能够科学有效地模拟岸线在时间和空间上的变化速率。     

黄河三角洲多年海岸线动态变迁特征及演化规律

以黄河三角洲1976—2014年的MSS、TM、ETM+影像为数据源,采用一般高潮线法提取不同时期的海岸线,结合RS遥感与GIS技术,对黄河三角洲的岸线变化进行监测.结果表明,1976年以来黄河三角洲的岸线形态及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显,以海洋侵蚀作用为主,属于蚀退型海岸;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,海岸处于进淤状态,属于强淤进型海岸.黄河三角洲岸线变化频繁而快速,黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响黄河三角洲岸线变化的重要因素;行水期黄河三角洲岸线一般以淤进造陆为主,停止行河岸段,海岸侵蚀后退速率趋于缓慢,逐渐地变得相对稳定,在长时间不行水的海岸段,岸线基本保持稳定,随着黄河三角洲海岸带人类工程经济活动的加剧,该区域的海岸线演变受人类的影响越来越大.     

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。     

面向自然资源管理的海岸线界定方法探讨

立足自然资源管理视角,针对海岸线分类中的自然岸线、人工岸线和其他岸线,分析了其位置界定的原则和方法。以往对于海岸线提取方法的研究,大多是基于遥感影像,结合潮汐模型或数字高程模型,重点依据其空间形态和位置分布特征进行提取,并未过多考虑岸线管理现状情况。近年来,随着近海海域开发利用强度的加大,围填海工程以及海岸线生态修复工程对岸线变迁的影响愈加明显,因此有必要对不同类型海岸线位置的界定重新进行梳理。结合海岸线修测工作实践,提出了作者的理解和具体操作,以期对海岸线界定方面提供有益的参考。     

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。     

基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类研究

黄河三角洲湿地地物精确分类对湿地资源的保护、开发和利用具有重要意义。目前的湿地分类算法大多存在着全局信息利用不足,地物类型边界不易区分等问题,导致分类精度不高。针对此问题,本文提出了基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类算法,包括图结构数据构建模块、特征提取与融合模块两部分。图结构数据构建模块,设计欧式图表示光谱值之间的绝对差异,衡量不同地物类型,设计余弦图表达不同像素光谱波形之间的差异,用以区分不同的地物边界;特征提取与融合模块,利用图卷积聚合全局信息,对欧式图利用双层图卷积进行特征提取,对余弦图使用图U-Net网络进行特征提取,之后将两个特征融合,得到同时具有光谱值绝对差异和光谱波形差异的融合特征,最后进行分类。在CHRIS和GF5两个数据集的实验结果表明,本文所提算法在黄河三角洲湿地地物分类中取得了具有竞争力的分类结果。     

基于遥感的黄河三角洲海岸线变化研究

以黄河三角洲的Landsat TM/ETM+影像(1989~2009年)为数据源,采用遥感与地理信息系统技术,对黄河三角洲的岸线与面积变化进行监测。结果表明:1989年以来,黄河三角洲的岸线形状及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,部分区域有蚀退现象;神仙沟流路区主要为人工海堤,岸线变化不大。黄河三角洲的整体面积在1989~2009年处于增加中,但2006~2009年,面积变化为负值。从淤蚀情况来看,1989~2009年,黄河三角洲的淤蚀强度经历了"和缓-剧烈"的过程。这说明20年来黄河三角洲整体上处于增长发育中,但2006年后三角洲整体上呈现蚀退现象,同时黄河三角洲的淤蚀情况变得比以往更剧烈,意味着更强的海陆交汇作用和岸线变化。黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响三角洲岸线变化的重要因素,而人工堤坝能够在一定程度上维持海岸线的稳定。对黄河三角洲海岸线变化的研究有助于有效地管理和保护区域的社会和生态环境。     

基于RS 和GIS 的近代黄河三角洲滩涂变化分析

黄河携带泥沙入海不断淤积而形成丰富的滩涂是三角洲地区重要的后备土地资源, 掌握滩涂的空间分布及演化特征对合理开发滩涂, 加强滩涂资源的保护和可持续利用, 促进黄河三角洲高效生态经济区发展都有重要意义。选取近代黄河三角洲地区1989 年和2000 年landsat TM/ETM+影像, 利用基于专家知识的监督、目视判读分类方法, 提取了两个时期内不同行政区域和不同自然岸段的黄河三角洲滩涂信息。通过土地利用类型转换矩阵分析了滩涂与其他土地利用类型间的相互转化关系, 得出1989～2000 年间, 黄河三角洲中潮位滩涂主要向林草地(15.9%)、海域(12%)、其他用地(7%, 含已围待用地)和养殖、盐田用地(6.3%)等土地利用类型转化; 同时又有36.5%的海域、6.5%的水域和2.5%的林草地转化为滩涂; 而总体上滩涂面积呈减少趋势, 减少面积为246.42 km²。海洋动力作用、黄河断流、人类活动是致使滩涂面积减少的主要因素。     

高分影像砂质海岸线精细提取及校正方法

通过遥感影像稳定获取大范围、连续性海岸线数据,是开展海岸带研究的重要手段之一.针对传统边缘检测算法处理高分辨率遥感影像存在的噪声敏感性、阈值不稳定性等问题,引入一种强鲁棒性的结构森林边缘检测(Strected?Forests?Edge?Detection,?SE)算法,对海口市西海岸砂质岸线进行识别,并提出基于Bruu...     

基于地物光谱可分性的CHRIS 高光谱影像波段选择及其分类应用

本文以黄河口湿地为研究区,应用覆盖该区域的CHRIS高光谱遥感影像,提出了一种基于地物光谱可分性的滨海湿地高光谱影像波段选择方法。该方法利用研究区的7种典型地物的110余条现场实测地物光谱曲线,通过分析比对地物两两之间的光谱可分度,确定地物类型之间的光谱可分区间,基于此选取CHRIS高光谱影像的地物分类特征波段,应用三种经典的监督分类方法(支持向量机法SVM、人工神经网络法ANN和光谱角制图法SAM)开展利用全波段的和利用本文方法选择特征波段的分类对比实验。结果表明:(1)基于光谱可分性特征波段的方法较全波段分类精度有所提高,其中ANN分类精度最高,为82.52%,较全波段分类精度提高了约为5.1%;(2)芦苇、水体、黄河水和裸滩4种地物的识别能力高,生产者精度都在80%以上;(3)碱蓬的用户精度提升最为明显,约在7%。     

Effects of Coastline Changes on Tide System of Yellow Sea off Jiangsu Coast, China

On the basis of historical documents, this paper studies the evolutionary processes of the Jiangsu coast and re-establishes the positions of the shoreline in different periods. The East China Sea and the Yellow Sea mathematical models are applied to simulate and analyze the large-scale tidal waves changes under the influence of the coastal change in Jiangsu since 1855 when the Yellow River changed its lower course into the Bohai Sea. Results from this study can be summarized in the following aspects: (1) the coastline change strongly affects tidal waves in the region. Generally, the tidal amplitude decreases when the coastline changes in the north coast of the abandoned Yellow River Delta, whilst increases in the south of this region. The maximum variation of tidal amplitude takes place near the Radial Sandbank. (2) Following the erosion of the abandoned Yellow River Delta in the past century, the non-tidal points of M2 and K1 partial tides move to southwest gradually. (3) In the early 20th century, with the coastline changed, tidal range decreased 30~60 cm. From the abandoned Yellow River mouth to the Lvsi Port, the maximum increase of tidal range can exceed almost 150 cm. From the early 20th century to the early 21th century, the tidal range increases by 20~50 cm outside the radial sandbank. Whereas, the tidal range reduced near the abandoned Yellow River by 30~50 cm.     

基于点云与影像融合的黄河三角洲互花米草提取方法

针对卫星遥感技术在对滨海湿地互花米草监测时受分辨率、气候条件等多种因素限制存在一定局限性且通过单一的影像数据提取互花米草时精度不稳定的问题,提出了基于无人机点云与影像融合的面向对象互花米草提取方法。以黄河三角洲自然保护区为研究对象,获取了该区域的点云和多光谱影像。先将地面滤波后提取的植被点云与多光谱影像进行特征组合优化,然后对融合影像采用FNEA算法进行多尺度分割后采用基于改进的最近邻算法进行面向对象分类,最终得到的互花米草生产者精度和用户精度分别达到了82.53%和86.43%,较未融合点云的提取精度分别提高了22.34%和7.66%,分类结果的总体精度从89.54%提升至92.61%,且融合点云后影像能够有效区分两种生长状态的互花米草,表明本文提出的方法能够有效提高互花米草的提取精度。     

黄河三角洲地区第四纪海进与岸线变迁

根据上百个钻孔的岩性岩相资料及数十个钻孔的微体古生物、地下水化学及土壤易溶盐等方面的分析资料,结合古地磁、~(14)C测年成果,讨论了黄河三角洲地区第四纪海进、海退特征及海进对地下咸水形成与分布的影响,勾划了全新世海进盛期此区的海岸线,讨论了全新世海岸线的变迁过程。