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1、基于遙感的海岸線提取方法研究一、研究目的與意義海洋與陸地是地球表面兩個(gè)基本地貌單元，他們之間被一條明顯的界線所分開。這條海與陸相互交匯的界線通常稱為海岸線。海岸線位置的確定是海島海岸帶遙感調(diào)查的重要環(huán)節(jié)，快速而又準(zhǔn)確的測(cè)定海岸線的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)于海域使用管理具有十分重要的意義。一、研究目的與意義本文研究目的是以實(shí)際觀測(cè)的海岸特征為依據(jù)分析海岸線在衛(wèi)星圖像中的解譯標(biāo)志，根據(jù)其地貌特點(diǎn)提出了對(duì)于衛(wèi)星圖像中海岸線的解譯方法；借助數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)不同類型海岸的圖像進(jìn)行針對(duì)性的預(yù)處理，利用Canny算子、中值濾波器和腐蝕算子，完成了對(duì)衛(wèi)星圖像中海岸線的自動(dòng)提取，證明了使用潮位高度與衛(wèi)星圖像結(jié)合計(jì)算坡度
2、的方法，為無明顯解譯標(biāo)志的未開發(fā)淤泥質(zhì)海岸帶的海岸線確定提供了校正的依據(jù)。二、研究現(xiàn)狀目前用遙感圖像解譯海岸線變化主要有目視解譯和自動(dòng)解譯兩種方法。傳統(tǒng)的目視解譯經(jīng)手工透圖作業(yè)，方法簡(jiǎn)單，但誤差較大。自動(dòng)解譯是將岸線作為圖像的邊緣檢測(cè)出來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)解譯技術(shù)的水平也有很大的提高，各種新的算法不斷出現(xiàn)，成為解譯技術(shù)發(fā)展的主流。二、研究現(xiàn)狀馮蘭娣等使用高斯函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)作為小波變換函數(shù)的核函數(shù)，在對(duì)黃河三角洲的Landsat近紅外遙感圖像做小波變換后，通過檢測(cè)小波變換模式的極值點(diǎn)得到圖像水邊線的候選邊緣點(diǎn)，然后再經(jīng)過濾波得到圖像的水邊線。朱小鴿等使用多年的MSS與TM圖像，采
3、用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類方法，監(jiān)測(cè)珠江口海岸線的變化并計(jì)算增長(zhǎng)的陸地面積，分析了海岸線發(fā)生變化的最主要原因。二、研究現(xiàn)狀除了這些外，還有的采用了閾值分割法、區(qū)域生長(zhǎng)法、邊緣檢測(cè)算法等實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)解譯。但是他們提取的海岸線只是水邊線，即衛(wèi)星過頂時(shí)刻拍攝的水陸分界線，沒有考慮到海水懸浮泥沙、潮位、季節(jié)等因素的影響，不是真正意義的海岸線三、海岸線的分類與解譯方法海岸線包括大陸海岸線和島嶼海岸線。基于不同學(xué)科的研究目的，對(duì)于海岸線具體位置的確定還存在一定的分歧，大致分為5種：（1）低潮線；（2）沿海岸灘與平均海平面的交線；（3）平均高潮線；（4）多年大潮高潮線或痕跡線；（5）最大風(fēng)暴潮所能達(dá)到的位置。三、海岸線
4、的分類與解譯方法為了提高海岸線研究的精度，真實(shí)地反映海岸線的變化趨勢(shì)，必須有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前，絕大多數(shù)國(guó)家，包括我國(guó)現(xiàn)有海洋管理工作的實(shí)踐都是以平均大潮高潮線為海陸分界線，有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也都規(guī)定其作為海岸線。三、海岸線的分類與解譯方法從地貌學(xué)角度，按海岸形態(tài)、成因、物質(zhì)組成和發(fā)展階段等特征考慮，主要可分為：基巖海岸、砂（礫）質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸、生物海岸和人工海岸。根據(jù)動(dòng)態(tài)可把海岸分為堆積海岸和侵蝕海岸；根據(jù)外形可把海岸分為基巖港灣海岸和低平的砂岸，其中砂岸包括砂質(zhì)海岸和粉砂淤泥質(zhì)海岸。三、海岸線的分類與解譯方法1、人工海岸人工海岸是人工建筑物形成的岸線，建筑物一般包括防潮堤、防波
5、堤、碼頭、凸堤、養(yǎng)殖區(qū)和鹽田等。人工海岸大部分是由混凝土修筑而成的水工建筑，目的是為了阻擋海水，在設(shè)計(jì)上是要確保大海潮時(shí)不能漫堤，而且人工海岸的建筑幾何形狀一般比較規(guī)則，例如碼頭與岸上的倉(cāng)庫，船在水面上行駛的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)逐漸擴(kuò)展的水際線，這些都是判別人工海岸的標(biāo)志，如圖所示。人工建筑在近紅三、海岸線的分類與解譯方法1、人工海岸外波段的圖像上具有較高的光譜反射率，與圖像中的海水區(qū)分明顯，其海岸線易于計(jì)算機(jī)自動(dòng)提取，海岸線位置確定在建筑物邊緣。三、海岸線的分類與解譯方法2、基巖海岸基巖海岸由巖石組成，常有突出的海岬和深入陸地的海灣，岸線比較曲折?；鶐r海岸是海邊的巖石山體受海水侵蝕形成，由于海水不能
6、越過海蝕崖，可以作為基巖海岸的岸線。沿海區(qū)域是人口居住的密集區(qū)域，海邊綠化程度較高的山體光譜反射率較低，表現(xiàn)為粗糙的斑塊狀，能夠區(qū)別于一般的巖石或裸地；巖石山體的面積比較大，植被覆蓋較少，因此在圖像中能表三、海岸線的分類與解譯方法2、基巖海岸現(xiàn)出明顯的凹凸感，有比較明顯的山脈紋理特征，根據(jù)以上兩種特征可以判別出基巖海岸。而基巖海岸與海水相連接的邊界非常明顯，其解譯標(biāo)志就是海岬角以及直立陡崖與海水的結(jié)合處。三、海岸線的分類與解譯方法3、砂質(zhì)海岸砂質(zhì)海岸是砂粒在海浪作用下堆積形成的，在波浪無法作用的區(qū)域砂質(zhì)也就會(huì)消失，因此可以把砂質(zhì)海岸和陸地上非砂質(zhì)地物的分界線作為海岸線。砂質(zhì)海岸在靠近陸地的方
7、向上與其他類型的地物相連接，有可能是建筑物、公路等用地，也可能是海水不能到達(dá)的其他非砂質(zhì)地物，這些與沙灘相接的地物亮度比較低，所以砂質(zhì)海岸的岸線在圖像上的紋理特征是比較明顯的。三、海岸線的分類與解譯方法3、砂質(zhì)海岸需要注意的是，由于潮汐作用的影響，沙灘有時(shí)會(huì)被海水部分或全部淹沒，當(dāng)海水退去時(shí)，被淹沒又露出的沙灘在圖像上亮度較低，未被海水淹沒的沙灘亮度較高，而海岸線應(yīng)該是整個(gè)砂質(zhì)海岸與非砂質(zhì)地物的分界線作為海岸
