[发明专利]一种利用遥感含水量测量滩涂高程的方法

说明书

本发明公开了一种利用遥感含水量测量滩涂高程的方法，包括如下步骤：利用全波段光谱仪测量滩涂区的土壤表层光谱值，分析光谱值与滩涂区土壤含水量的关系，利用统计相关法构建遥感含水量反演模型。选择遥感数据中的水分敏感波段，反演滩涂区的土壤含水量；同样利用统计相关法分析土壤含水量与滩涂高程之间的关系，构建滩涂含水量与高程的关系模型，将该模型用于卫星影像可获得滩涂高程。本发明基于遥感影像反演滩涂滩面含水量，间接获得滩涂高程，具有成本低、精度高的特点。

技术领域

本发明涉及一种高程测量方法，尤其涉及一种利用遥感含水量测量滩涂高程的方法。

背景技术

我国的滩涂广泛分布于辽宁、山东、江苏、浙江、福建、台湾、广东、广西和海南的海滨地带，总面积高达217.04万公顷，约等于三个新加坡的国土面积。滩涂有巨大的潜在利用价值，通过围垦开发可形成大规模的土地后备资源，能够为沿海地区港口、航道、滨海电厂建设、农业生产等提供广阔的发展空间。随着人类活动的加剧，海岸带的地形、水动力格局、生态环境都受到不同程度的影响，因此需要依靠冲淤演变分析、水动力数值模拟和生态环境模拟等科学研究方法，及时了解海岸带自然生态环境变化，但是滩涂高程作为制订海岸带资源开发规划、环境影响评价论证、海域使用论证等科学研究的重要基础资料却较难获得。

目前，利用遥感手段获取海岸带高程的技术方法有激光探测和测距技术(Lidar)和水边线法。各自的特点如下：

(1)Lidar方法测量费用极其昂贵，加之滩涂区地形地貌变动异常快，不断地需要及时更新，显然Lidar的使用费用，用户难以承受。而且，由于Lidar发展历程段，很难形成历史数据库，没有数据累积，难以满足动态演变分析的需求。

(2)水边线法：Collins和Madge于1981年创造性的提出利用遥感手段监测滩涂高程的水边线法”。水边线法问世后十多年间未有任何进展，直至1995年荷兰学者Koopmans用于获得欧洲瓦登海域的滩涂高程，之后便引起英国雷丁大学Mason的关注，Mason的研究使水边线法逐渐为世人所知。Niedermeier、Heygster、Kim、Ryu等相继利用不同的遥感数据源获得滩涂高程，Ryu甚至认为水边线法是唯一可用于监测淤泥质滩涂高程的遥感方法。我国有关水边线法的研究最早始于2003年，韩震、恽才兴等基于MSS、TM、ETM、SPOT四类数据源，确定了温州地区淤泥质滩涂岸线的变化，计算了坡度及淤积侵蚀速度。郑宗生、周云轩等随后考虑到水边线非水平的特性，利用Delft3D水动力模型模拟卫星过境时刻的潮位并赋值给多景影像提取的水边线，生成长江口崇明东滩的高程。随后沈芳，韩震，赵斌等学者又在长江口的不同区域进行了有益尝试。2010年后刘永学、李满春等将水边线法移植于江苏滩涂地区，并尝试将MODIS高时间分辨率的特点融入TM等具备较高空间分辨率的图像，解决了水边线法影像选择时间跨度过大的弊端。2013年唐远彬等基于无人机航摄技术提取水边线，获得了浙江滩涂的高程。由此可看出水边线法在国内外研究较多也较为深入，然而该方法仍有其自身的局限性。首先，水边线法需要连续的潮位资料为辅助，对于远离海岸的滩涂，没有长期潮位观测站。其次，水边线法假设不同时期的滩涂高程不变，以便选取不同时相的水边线生成高程，但是滩涂高程并非一成不变，甚至部分区域即使在较短时间内会发生较大变化，这将影响水边线法的高程获取精度。所以，水边线法用于变化较快区域的滩涂高程测量时，误差很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于遥感影像反演滩涂土壤表层含水量，从而间接获得滩涂高程的测量方法。退潮后滩涂逐渐出露，地势高的区域出露较早且含水量低，地势低的区域出露较晚且含水量高，所以出露滩面的含水量与高程呈负相关关系，因此只要选取合适的遥感影像，反演获得滩涂的表层土壤含水量，就可间接测量滩涂高程。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种利用遥感含水量测量滩涂高程的方法，其特征在于，包括如下步骤：