缨帽变换的遥感图像水边线信息提取方法

摘 要

针对悬浮泥沙含量较大的海域水边线信息提取困难这一问题，该文提出了一种基于缨帽变换的遥感图像水边线信息提取方法。首先，针对悬浮泥沙含量较多，导致传统的水体信息提取方法失效这一问题，提出基于缨帽变换提取水体信息；其次，基于长度、距离和方向等特征知识，开展噪声去除、断线连接研究，提取水边线信息；最后，将水边线信息提取结果与原始图像叠加，进行精度评价。实验结果表明，该方法得到的水边线信息边界清晰，准确性较高，对于泥沙含量较高海域的水边线信息提取较为有效。

引用格式

傅姣琪，陈超，郭碧云．缨帽变换的遥感图像水边线信息提取方法［Ｊ］．测绘科学，２０１９，４４（５）：１７７－１８３．

正文

水边线（shoreline）是水体与陆地的分界线^[1]，不但对于水文水资源管理、海岸带潮滩的动态变化监测具有重要意义，而且对于海岸线信息提取具有指示作用^[2]。通常情况下，以水边线为基础，结合潮位信息校正得到平均大潮高潮位时的水陆分界线被认为是海岸线^[3]，并广泛应用于海域使用管理和海岛海岸带研究^[4]。

通常情况下，水边线信息以野外实地调查的方式获取，首先测量拐点坐标，再顺序连接后形成水边线，虽然精度较高，但是花费人工多、效率低下、工作周期长，而且受地理条件的限制，存在测量困难和无法到达区域，无法满足大范围提取的要求。遥感技术凭借其特有的高时效、大范围、动态性特点，能够有效克服地面调查中可能遇到的各种限制，已成为水边线提取的主要手段。目前遥感图像水边线信息提取有两种方法：目视解译（visual interpretation）和自动解译（automated interpretation）^[5]。

遥感图像水边线信息自动解译方法^[6]主要包括边缘检测法、指数分析法、阈值分割法、区域生长法、神经 络法。这些方法各有特点，在某些特定领域取得了一定成功，但也有其自身缺陷。边缘检测法^[7]会引入较多干扰，水边线连续性不好。指数分析法^[8]存在容易饱和的问题，并且一部分近岸水体易被错分为陆地，严重影响了水边线提取精度。阈值分割法^[9]容易受到光谱相似性地物的影响。区域生长法^[10]生长规则选择困难，在图像局部方差比较大的情况下效果往往不佳。神经 络法^[11]较为复杂，需要较多具有典型意义的样本支持。

1 方法

……

……

基于缨帽变换的遥感图像水边线信息提取方法在以下方面还需要深入研究：①低空间分辨率影像存在较多混合像元，因而结合混合像元分解，更为准确地确定水边线的空间位置是需要进一步研究的内容；②在确定水边线的基础上结合潮位数据提取海岸线信息是另一需要继续努力的方向。

关于《测绘科学》

主管：中华人民共和国自然资源部

主办：中国测绘科学研究院

邮箱：chkx@casm.ac.cn

站：http://chkd.cbpt.cnki.net