[发明专利]一种基于多时相高分辨率遥感影像的海岸线提取方法

说明书

本发明提供一种基于多时相高分辨率遥感影像的多类型海岸线提取方法，首先利用面向对象支持向量机方法提取高分辨率遥感影像的海域水体信息。对瞬时水边线陆地一侧指定范围内构建缓冲区，作为参考海岸带，通过对参考海岸带的地物类别进行提取，作为海岸线类别确认的参考数据。最后，对不同类型的海岸线特征进行分析，构建不同的海岸线潮位校正模型对瞬时水边线位置矢量进行纠正，记录海岸线的真实位置矢量作为输出。与现有方法相比，本方法能够充分利用高分辨率遥感影像中的海岸线细节特征，最大程度克服遥感监测手段的瞬时性弊端，在小区域海岸线动态监测领域具有重要的使用价值和广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于遥感科学与技术邻域，涉及一种基于多时相高分辨率遥感影像的海岸线提取方法，主要应用于高分辨率遥感影像海岸线提取、小区域海岸线动态监测等领域。

背景技术

海岸线系指大潮平均高潮位时海陆分离线，在潮汐作用的影响下海陆分离线具有动态性，其位置会随着潮水水位高度的变化而不断改变。遥感观测手段只能记录成像瞬间的地表信息，故在影像上所获取的海陆分离线通常不是大潮平均高潮位时的海陆分离线。因此，如何准确获取遥感影像中的海陆分离线并将影像成像时刻的海陆分离线转化为平均大潮高潮位时的海陆分离线是利用遥感手段进行海岸线提取的关键因素。

现有的遥感影像海岸线提取方法主要是针对以Landsat卫星影像为代表的中等分辨率遥感影像面向大区域海岸线监测而设计，而在高分辨率遥感影像中海岸线具有不同的特征，且海陆分离线位置受潮汐作用影响在影像上产生的变化更大，现有的遥感影像海岸线提取方法没有充分利用高分辨率遥感影像信息，其提取精度也难以满足小区域海岸线监测需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多时相高分辨率遥感影像的海岸线提取方法，填补了目前对高分辨率遥感影像进行海岸线提取的方法缺失。本发明将高分辨率遥感影像中的海岸线按照其形成原因将其分为人工海岸线和自然海岸线，其中自然海岸线被细分为砂质海岸线、岩基海岸线和自然海岸线，根据不同海岸线的特征以及多时相潮位高差分别对影像中的各类水陆分离线进行校正，得到海岸线位置。与现有方法相比，本发明采用的海岸线提取策略能够充分利用高分辨率遥感影像中的海岸线细节特征，最大程度克服遥感监测手段的瞬时性弊端。因此，该方法在小区域海岸线动态监测领域具有重要的使用价值和广阔的应用前景。

一种基于多时相高分辨率遥感影像的海岸线提取方法，包括以下步骤：

步骤1，数据准备。本方法需要的输入数据包括：1)多时相高分辨率正射遥感影像；2)国家海洋信息中心潮汐表数据；3)影像无效区域掩膜；

步骤2，多时相高分辨率遥感影像瞬时水边线信息提取；

步骤3，对瞬时水边线陆地一侧指定范围内构建缓冲区，作为参考海岸带，通过对参考海岸带的地物类别进行提取，作为海岸线类别确认的参考数据；

步骤4，对不同类型的海岸线特征进行分析，构建不同的海岸线潮位校正模型对瞬时水边线位置矢量进行纠正，记录海岸线的真实位置矢量作为输出。

优选地，所述的步骤2中，多时相高分辨率遥感影像瞬时水边线信息提取的具体方法如下：

步骤2.1，影像多尺度分割。利用分型网络演化算法(FNEA)对正射影像进行多尺度分割，得到内部异质性最小且与相邻对象的异质性最大的影像对象；

步骤2.2，基于面向对象支持向量机方法的水体信息提取。对分割后生成的对象进行样本采集与筛选，以水体为主要类别，其他地物为辅助类别，构建了由水体、植被、裸土、建筑、沙滩五类地物构成的样本集，利用面向对象的支持向量机方法对研究区内水体信息进行提取；

步骤2.3，水体信息提取后处理。将水体信息二值化后计算所有水体图斑的边界长度并进行统计，通过其边界长度变化趋势筛选出海域水体图斑，并对桥梁造成的海域水体图斑截断区域进行局部形态学处理，得到完整的海水水域图斑；