南海礁盘周边水深多源遥感探测

发布时间：2017-12-23 12:35

本文关键词：南海礁盘周边水深多源遥感探测　出处：《中国石油大学(华东)》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：珊瑚礁盘海域水深为海洋重要基础数据。为研究南海珊瑚礁盘周边海域卫星影像的水深反演能力,本文以东岛珊瑚礁盘为研究区域,以WorldView-2和ETM+多光谱卫星影像为数据来源,开展水深遥感探测研究。主要成果如下:(1)WorldView-2多光谱影像水深能力分析实验。实验选取WorldView-2影像的蓝、绿、蓝边波段数据,分别使用波段组合方法、比值法和BP人工神经网络法反演水深值。实验结果表明:WorldView-2影像水深探测能力较高的波段依次为绿波段、蓝波段和蓝边波段,反演结果的ARE值分别为27%、29%和36%。WorldView-2特设支持基于叶绿素和渗水特性的深海探测研究的蓝边波段(海岸波段)在浅海礁盘海域的反演效果较差;各模型最佳反演精度分别为波段组合法21%,比值法28%,BP人工神经网络法40%,在该水域水深反演效果较好的模型依次为波段组合法、比值法和BP人工神经网络法;波段组合法中,单波段模型反演效果最差,双波段和三波段组合的方法反演效果较好。双波段组合方法的水深反演能力,蓝、绿波段绿、蓝边波段蓝边、蓝波段。(2)为了比较WorldView-2多光谱卫星影像的水深反演能力,本文下载了ETM+多光谱卫星影像数据并选取了对水深信息较为敏感的蓝、绿、红色波段,同样使用波段组合方法、比值法和BP人工神经网络法进行水深反演实验。实验结果显示三种方法反演东岛周边水域的水深值,反演结果的ARE值范围30%~67%,相比WorldView-2反演精度相差很大。由此可以得出,影像的质量会影响水深探测精度,WorldView-2影像适合在南海地区开展水深遥感探测实验。(3)海底底质类型的非均一性,造成各类底质对于可见光衰减系数贡献的差异,引起水深探测结果的偏差。本文采用图像分割的底质分类方法将海底底质分为礁石和礁沙两类,之后利用反演效果较好的波段组合模型开展水深反演研究。实验结果表明:底质分类后使用波段组合法开展水深探测的ARE由原来的26%提升为11%,得到明显提高。双波段组合法比三波段组合法反演结果精度提升更加显著,蓝、绿双波段组合反演精度由原来的26%变成9%,整体精度达到11%。究其原因三波段组合法自身有着削弱和消除海底底质不均影响的功能,因此,分区后反演精度提升不明显。对南海礁盘周边水域使用基于图像分割的底质分类方法和蓝、绿波段组合方法反演水深效果较好。由于传统的实测手段不能满足现代大面积水深探测的需求,发展水深遥感探测技术,具有重要的研究意义。本文基于多光谱卫星影像的珊瑚礁盘海区水深反演方法,对推进海洋水深测绘具有积极意义。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P714.1

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