海岸线自动提取方法研究

海岸线作为海洋与陆地区域的基准界线,实现其位置的自动提取具有重要意义。以无人机航摄影像构建的DOM、DEM产品为基础,结合影像拍摄的"历元"信息,实现瞬时水边线"四维"数据获取;引入"差分"思想,利用精密潮汐模型计算得出瞬时水边线与平均大潮高潮线的高差,综合二者数据最终得到海岸线在DEM模型中的高程值并自动提取。试验结果显示,该方法可以有效减弱模型自身的误差、避免潮汐模型和DEM模型基准不统一等问题,海岸线提取数据准确、完整且成果唯一,满足海洋测绘要求。     

基于遥感影像的海岸线提取技术研究进展

常用于水边线提取的遥感手段主要有卫星光学遥感、微波遥感和激光雷达技术。从这三种常用的水边线提取遥感技术角度出发,分析比较了基于各类型数据提取水边线的主要方法原理、特点及适用情况。介绍了潮位校正和基于DEM数据的两种获取真实海岸线的研究方法及三维激光扫描数据的应用。最后就目前该领域的不足之处提出了今后研究的可行性建议。     

动边界技术在POM模型中的研究与应用

POM(Princeton Ocean Model)是基于原始方程组的三维斜压海洋模型,其垂向采用σ坐标,便于引入大陆架地形,因此被广泛地应用于河口近岸海域的潮流数值模拟中。但是POM采用固定边界,无法模拟河口近岸海域由于涨落潮而引起的漫滩流。本文概述了国内外动边界技术的研究进展,分析了各种方法的利弊,提出了一种适合于POM模型的干湿法动边界处理技术。该方法以单元为干湿判断对象,保证了水量平衡和计算精度。将该动边界技术引入POM模型中,成功地模拟了南通海域的潮流场,较好地重现了涨落潮造成的潮间带间歇性出没。验证结果表明计算值与实测值吻合较好,真实地反映了该海域的水动力特征。     

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...     

基于潮汐分带校正的海岸线遥感推算研究

提出并实现了基于遥感技术和多站点潮位插值的淤泥质海岸线推算方案。利用多时相遥感影像提取出人工岸线和瞬时水边线,在控制站点潮汐调和分析的基础上,利用潮汐线性分带插值校正处理,赋予水边线离散点在影像成像时刻的实际潮位,进而根据三角函数相似性原理推算出岸滩的平均坡度和平均大潮高潮点位置,连接形成自然岸线,最终根据自然岸线与人工岸线合成得到海岸线的空间分布。实践应用证明,该方案得到的海岸线与现场测定的平均大潮高潮痕迹点相吻合,可为快速确定淤泥质海岸岸线,监测岸滩资源的空间变化提供方法与数据支撑。     

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。     

沿岸水深测量技术方法的探讨

对沿岸水深测量各种技术方法进行了探讨，对各种技术方法的特点进行了阐述，根据海岸带图测量水域为沿岸浅水区的特点和当前测深技术及装备的情况，对水深测量方案的选择给出结论。     

基于遥感图像增强的海岸线提取方法

在人类活动和自然环境的影响下,海岸带长期处于变化状态,准确提取和实时监测海岸线变化对我国海岸带的利用与开发具有重要意义。文章利用Landsat TM遥感图像和ERDAS IMAGINE遥感图像处理软件的监督分类和图像增强方法,提出两种海岸线获取方法,完成海岸线的自动提取,实现海岸带的大面积同步和动态监测。     

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...     

岸外沙洲潮间带地形的增强型遥感构建方法

水边线法是潮间带地形遥感反演的重要方法。针对常规水边线方法在应用于地形多变的岸外沙洲潮间带数字高程模型（DEM）构建中出现的水边线交叉和缺乏表现潮沟微地形特征的问题,本文提出了一种增强型地形遥感构建方法：首先通过潮位排序,筛选出具有正确高程变化趋势、空间分离的水边线;然后对筛选过程中水边线位置相近的影像组按像元计算改进的归一化差值水体指数并进行均值序列合成,提取出合成海陆边界线,二者共同构建出初始的潮间带DEM;进一步利用低潮期的潮沟边界线和中线生成潮沟DEM,通过潮沟镶嵌处理,最终获得可表达滩面微地形起伏的潮滩DEM。该方法在江苏岸外辐射沙洲中部核心区域的模拟应用表明,对比4条验证剖面的平均结果,高程平均绝对误差为0.43 m,均方根误差为0.54 m,相关系数（r）为0.75,模拟高程与验证高程在剖面起伏形态变化方面具有良好的一致性,同时模拟DEM的空间破碎度小,能够反映更多的细节地形特征。该方法可为利用多源遥感数据构建考虑微地形变化的高精度潮间带地形DEM提供新的思路。     

黄河三角洲海岸线动态变化规律与预测研究

通过10帧黄河三角洲地区不同时相卫星遥感影像对比和利用实测水深资料,对1976年以来黄河三角洲海岸线的冲淤变化规律及过程进行分析研究。利用遥感监测数据构建海岸线演变回归模型,对海岸线的未来形态变化进行预测。研究结果表明,三角洲总岸线长度自1992年来逐年减小;刁口岸段自1976年来由持续侵蚀向冲淤平衡过渡;新河口岸段自1976年来不断淤积扩张,但近年来陆域面积开始出现缩小趋势。     

基于光学遥感的海岛潮间带和湿地信息提取--以东沙岛(礁)为例

基于高分辨率遥感图像,采用相似三角形原理,结合海岛多年潮汐数据进行了海岛潮间带的确定;利用克里格（Kriging）插值方法,对水深图中海岛浅水区域的水深点数据进行单元网格化处理,在遥感图像的辅助下,进行了海岛湿地范围的界定。在此基础上,确定了东沙岛潮间带和湿地的范围,提取了各自的面积,并对结果进行了分析。     

基于遥感和GIS的烟台芝罘湾海岸线变迁研究

利用RS和GIS技术,提取了1976-2016年间9个时相的芝罘湾海岸线的时空分布信息,从海岸线和海湾形态两个方面出发,分析了在人类开发活动影响下典型陆连岛地区海岸线的时空变化特征及趋势。结果表明:近40 a来,芝罘湾海岸线整体向海推进,海岸线长度整体增加了15.78 km;岸线结构变化显著,自然岸线比例持续减少,人工岸线逐渐占据主导地位;3个分岸段变化不均衡,芝罘湾西岸岸线变化最显著,而南岸变化相对较小;海湾面积逐渐向海萎缩,自1976年以来海湾面积减少了7.93 km^2。海湾形状指数增加了1.08,海湾形状整体趋于复杂化;海湾重心总体上表现为不断背离陆地而趋向海洋的特点,近40 a来海湾重心整体向海偏移了606.25 m。岸线分形维数整体增大,说明岸线趋于复杂化。     

海南岛海岸线变迁遥感监测与分析

监测和了解海岸线的动态变化对海岸带防护、海岸资源的合理开发和利用具有重要意义。本文以Landsat TM/OLI影像为数据源,通过Canny边缘检测算子提取1990年、2000年、2010年和2015年的海南岛海岸线,获取岸线长度以及陆地面积变化等信息,分析了海南岛25 a年来的海岸线时空变化特征。结果表明:1990—2015年海南岛海岸线总长度增加33.58 km,海岸线总体向海推进,沿岸陆地面积呈增加的趋势;岸线变迁主要集中在北岸和东岸,人工岸线长度增长显著,淤泥质岸线等自然岸线长度减少;海岸线变化主要受人为因素影响,海岸开发方式呈现出多样化,以围垦养殖、城镇建设和港口码头建设为主。     

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,...     

厦门岛海岸线分形特性演变规律的研究

滨海城市海岸线的空间特征演变规律及其影响因素对于陆海统筹的空间规划具有重要的研究意义。将改进的归一化水体指数(Modified Normalized Difference Water Index, MNDWI)和Canny边缘检测法相结合,从Landsat遥感影像中提取了厦门岛1976-2018年共九景海岸线,并对其进行分形分析。采用自主编写的图像分形维数计算程序计算了研究期间厦门岛海岸线的盒维数,总结分析了其变化趋势以及变化原因。结果表明:厦门岛的海岸线具有分形特性,其盒维数的变化范围为1.098 9~1.118 1,先后经历降低、增加、再降低和最后缓变四个阶段,总体呈现下降的趋势;进一步分析,发现厦门岛在快速发展进程中,海洋工程对海岸线空间形态复杂性有显著的影响,其中,填海造陆工程的实施导致海岸线盒维数降低,而港口、码头建设却导致盒维数增加。盒维数的变化程度间接反映了海洋工程对海岸带的改造程度。本研究对厦门海岸线分形特征的分析,可为该区域资源开发、生态保护和城市规划提供有价值的参考依据。     

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。     

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。     

A simple waterline approach for tidelands using multi-temporal satellite images: A case study in the Yangtze Delta

Waterline technique based on satellite remote sensing is potentially one of the most effective tools for studying changes in tidal flat environment and coastlines. However, multi-temporal waterlines obtained from satellite images are often difficult to compare directly because fluctuant tidal conditions may produce different elevation of waterlines. To overcome the difficulty, this study developed a comparable waterline solution to estimate active lateral evolutions using TM satellite images at different tide conditions. Owing to the dynamic properties, the Yangtze River mouth was selected as the case example to test the suitability of the approach, and totally four time slices were partitioned during 1987–2004 for investigating coastline changes. The first step of this technique is to digitize waterlines with various elevations labeling in a time slice. In the second step, the waterlines were merged to generate DEMs and contour maps using the linear gridding interpolation method. In the last step, any interested contour line may be extracted from DEMs and used for comparison of tideland changes. To evaluate the errors in digitizing and interpolation process, quantitative checks were examined after the DEMs were constructed. In order to monitoring the rate of coastline spread, a proposed approach for estimating mean coastline spread distance between two time spans is developed in this paper. To conclude, this work demonstrates the importance of TM/ETM images to provide high-frequency historical topography and morphodynamics information for coastal monitoring and evaluation.