基于遥感图像的海岸线提取方法研究

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1、60福建地质GeologyofFujian第1期基于遥感图像的海岸线提取方法研究谢秀琴(福建省地质测绘院，福州，350011)摘要海岸线是划分海洋与陆地管理区域的基准线，不同地貌的海岸线划分依据不尽相同，在卫星图像上的解译标志与提取方法也存在差异。根据我国东南沿海海岸地貌特征，研究其海岸线在ETM、ALOS及SAR卫星图像中的解译特征标志，借助数字卫星图像处理技术，对试验区范围内不同类型海岸线图像进行提取。关键词遥感图像海岸线解译标志提取方法传统的海岸线现场测量方式费时费力，且个别地区难以到达，遥感技

2、术快速而又准确的测定海岸线的动态变化，对于海域功能规划与使用管理具有十分重要的意义。与传统方法对比，遥感图像以数字方式记录下来，可直接用计算机来处理，提高了后期处理的效率。遥感测绘可大大地节省投入的费用，具有很高的经济效益和社会效益。遥感是一种以物理手段、数学方法和地学分析为基础的综合性应用技术，其最大优势在于强大的数据获取能力，在海岸线调查中具有显而易见的优势。卫星观测信息具覆盖面积广、同步轨道重叠性好、高分辨率、多时相、现势性好等特点，可准确的记录海岸线、潮汐状况及其相关的地面信息，有效地克服地面

3、调绘中可能遇到的各种限制；其独有的时效性可以使之在短时间内对同一地区进行重复探测，实现海岸线的动态监测。1遥感图像提取海岸线研究现状目前遥感图像中海岸线的解译包括目视解译和自动解译两种方法：①传统的目视解译是经手工透图作业，方法简单，但误差较大；②自动解译是将海岸线作为边缘检测出来，海岸线自动提取方法是利用图像的边缘检测器技术或者对图像进行纹理分析。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。大部分关于海岸线自动解译算法研究都是提取卫星图像

4、中的“水边线”，即卫星在“过顶”时刻所记录的海陆分界线。这些方法只是单纯的利用数字图像处理技术来确定海陆分界线，没有综合考虑其它影响因素，并不能作为测绘意义上的海岸线。但是，作为海岸线自动提取的必要步骤，对图像上的水边线提取算法的研究是必不可少的，是进行海岸线动态研究的必要环节。收稿日期：201卜10-27作者简介：谢秀琴(1966一)，女，工程师，地图制图专业。第1期谢秀琴：基于遥感图像的海岸线提取方法研究61可见光及近红外波段的图像常用于人工海岸、基岩海岸、砂质海岸线的提取方法。这3种海岸线在可见

5、光及近红外图像上都有明显的解译标志，因此，通过对遥感图像进行分类和对比可以确定它们的位置E2]。目前应用于悔岸线提取的遥感资料有ETM、SPOT5、AIOS、IKONOS、Quickbird、WorldView、Geoeye一1等卫星遥感图像。2海岸线地貌特征及解译方法2．1海岸线的基本概念海岸线包括大陆海岸线和岛屿海岸线，目前，我国海岸线定义有4种方式：①在测绘学中，海图上的海岸线定义为多年平均大潮高潮的水陆分界线；②在航海图上，海岸线定义则以最低低潮线为分界线，为了航海安全上的需要，实际绘制的航海

6、图上的海岸线会比最低低潮线还略微低一些；③在自然地理学中，通常采用海洋最高的暴风浪在陆地上所达到的位置来划定海岸线；④在我国海域使用管理中，海岸线即指多年大潮平均高潮位时海陆分界线。2．2海岸线的类型与特点2．2．1淤泥质海岸淤泥质海岸是指由<0．05mm粒级的粉砂与淤泥组成的海岸，主要分布在泥砂供应丰富而又比较掩蔽的堆积海岸段，如含砂量大的河流下游平原、构造下沉区、岸外有砂洲岛屿掩护的海岸段和有大量淤泥供应的港湾内(图1)。2．2．2砂质海岸砂质海岸是指由>i-o．1mm粒级的砂组成的海岸，砂质海岸

7、可以分为两类：①砂滩海岸是指泥砂在激浪带堆积而形成的海岸，其范围从波浪破碎开始点起到海岸陆地上波浪作用消失处止。海滩上常发育一些与岸线平行的沿岸堤，它们的高度代表海面高度，这种砂质海岸线就是砂堤靠陆地一侧边缘与非砂质地物的分界线；②砂堤一泻湖海岸是指在砂质海岸堆积体及其封闭或半封闭海湾形成泻湖构成的海岸，在潮差较小的砂质海岸，波浪作用位置比较稳定，易于形成离岸堤且能连续分布很长的距离(图2)。2．2．3基岩海岸基岩海岸由岩石组成，波浪作用是使其形成的主要动力。基岩海岸初期岸线非常曲折，在波浪作用下，岬

8、角全部被侵蚀掉，残留宽广的岩滩，海蚀崖在宽广岩滩的保护下，形成平直立陡的基岩海岸(图3)。2．2．4人工海岸人工海岸是为了满足人类日常活动而用石块、混凝土、砖石等材料，在海陆交界处修筑的具有生产或生活功能的海岸，常见的人工海岸主要用于停靠船舶的海港，用于养殖生产的虾池、盐田，用于交通的海岸公路，用于防灾的防潮堤、防波堤等(图4)。2．3海岸线的解译方法2．a．1基于ETM‘。卫星遥感图像不同地貌类型的海岸线有不同的特点，需要通过可见光、近红外图像解译和光