基于遥感的海岸线提取方法研究

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1、基于遥感的海岸线提取方法研究一、研究目的与意义海洋与陆地是地球表面两个基本地貌单元，他们之间被一条明显的界线所分开。这条海与陆相互交汇的界线通常称为海岸线。海岸线位置的确定是海岛海岸带遥感调查的重要环节，快速而又准确的测定海岸线的动态变化，对于海域使用管理具有十分重要的意义。一、研究目的与意义本文研究目的是以实际观测的海岸特征为依据分析海岸线在卫星图像中的解译标志，根据其地貌特点提出了对于卫星图像中海岸线的解译方法；借助数字图像处理技术对不同类型海岸的图像进行针对性的预处理，利用Canny算子、中值滤波器和腐蚀算子，完成了对卫星图像中海岸线的自动提取，证明了使用潮位高度与卫星图像结合计算坡度

2、的方法，为无明显解译标志的未开发淤泥质海岸带的海岸线确定提供了校正的依据。二、研究现状目前用遥感图像解译海岸线变化主要有目视解译和自动解译两种方法。传统的目视解译经手工透图作业，方法简单，但误差较大。自动解译是将岸线作为图像的边缘检测出来，随着计算机技术的不断发展，自动解译技术的水平也有很大的提高，各种新的算法不断出现，成为解译技术发展的主流。二、研究现状冯兰娣等使用高斯函数的一阶导数作为小波变换函数的核函数，在对黄河三角洲的Landsat近红外遥感图像做小波变换后，通过检测小波变换模式的极值点得到图像水边线的候选边缘点，然后再经过滤波得到图像的水边线。朱小鸽等使用多年的MSS与TM图像，采

3、用神经网络分类方法，监测珠江口海岸线的变化并计算增长的陆地面积，分析了海岸线发生变化的最主要原因。二、研究现状除了这些外，还有的采用了阈值分割法、区域生长法、边缘检测算法等实现了自动解译。但是他们提取的海岸线只是水边线，即卫星过顶时刻拍摄的水陆分界线，没有考虑到海水悬浮泥沙、潮位、季节等因素的影响，不是真正意义的海岸线三、海岸线的分类与解译方法海岸线包括大陆海岸线和岛屿海岸线。基于不同学科的研究目的，对于海岸线具体位置的确定还存在一定的分歧，大致分为5种：（1）低潮线；（2）沿海岸滩与平均海平面的交线；（3）平均高潮线；（4）多年大潮高潮线或痕迹线；（5）最大风暴潮所能达到的位置。三、海岸线

4、的分类与解译方法为了提高海岸线研究的精度，真实地反映海岸线的变化趋势，必须有一个统一的标准。目前，绝大多数国家，包括我国现有海洋管理工作的实践都是以平均大潮高潮线为海陆分界线，有关国家标准和行业标准也都规定其作为海岸线。三、海岸线的分类与解译方法从地貌学角度，按海岸形态、成因、物质组成和发展阶段等特征考虑，主要可分为：基岩海岸、砂（砾）质海岸、淤泥质海岸、生物海岸和人工海岸。根据动态可把海岸分为堆积海岸和侵蚀海岸；根据外形可把海岸分为基岩港湾海岸和低平的砂岸，其中砂岸包括砂质海岸和粉砂淤泥质海岸。三、海岸线的分类与解译方法1、人工海岸人工海岸是人工建筑物形成的岸线，建筑物一般包括防潮堤、防波

5、堤、码头、凸堤、养殖区和盐田等。人工海岸大部分是由混凝土修筑而成的水工建筑，目的是为了阻挡海水，在设计上是要确保大海潮时不能漫堤，而且人工海岸的建筑几何形状一般比较规则，例如码头与岸上的仓库，船在水面上行驶的时候会出现逐渐扩展的水际线，这些都是判别人工海岸的标志，如图所示。人工建筑在近红三、海岸线的分类与解译方法1、人工海岸外波段的图像上具有较高的光谱反射率，与图像中的海水区分明显，其海岸线易于计算机自动提取，海岸线位置确定在建筑物边缘。三、海岸线的分类与解译方法2、基岩海岸基岩海岸由岩石组成，常有突出的海岬和深入陆地的海湾，岸线比较曲折。基岩海岸是海边的岩石山体受海水侵蚀形成，由于海水不能

6、越过海蚀崖，可以作为基岩海岸的岸线。沿海区域是人口居住的密集区域，海边绿化程度较高的山体光谱反射率较低，表现为粗糙的斑块状，能够区别于一般的岩石或裸地；岩石山体的面积比较大，植被覆盖较少，因此在图像中能表三、海岸线的分类与解译方法2、基岩海岸现出明显的凹凸感，有比较明显的山脉纹理特征，根据以上两种特征可以判别出基岩海岸。而基岩海岸与海水相连接的边界非常明显，其解译标志就是海岬角以及直立陡崖与海水的结合处。三、海岸线的分类与解译方法3、砂质海岸砂质海岸是砂粒在海浪作用下堆积形成的，在波浪无法作用的区域砂质也就会消失，因此可以把砂质海岸和陆地上非砂质地物的分界线作为海岸线。砂质海岸在靠近陆地的方

7、向上与其他类型的地物相连接，有可能是建筑物、公路等用地，也可能是海水不能到达的其他非砂质地物，这些与沙滩相接的地物亮度比较低，所以砂质海岸的岸线在图像上的纹理特征是比较明显的。三、海岸线的分类与解译方法3、砂质海岸需要注意的是，由于潮汐作用的影响，沙滩有时会被海水部分或全部淹没，当海水退去时，被淹没又露出的沙滩在图像上亮度较低，未被海水淹没的沙滩亮度较高，而海岸线应该是整个砂质海岸与非砂质地物的分界线作为海岸