浅海水深高分辨率卫星多光谱立体探测研究
发布时间：2022-01-27 06:47
水深是海洋的重要参数,是海洋探测、舰艇航行等活动的必要参考指标,常用的海洋水深探测方式是利用声学仪器进行现场测量,但在部分海区,受环境条件限制,难以开展船载水深测量工作。随着遥感技术的发展,利用遥感手段建立水深和影像信息的关系模型成为了一种新的水深探测方式。目前常用的几种水深遥感反演模型测深精度可达80%,但也存在单一反演模型在浅水区反演精度不高、依赖已知水深数据才可以开展反演两个问题。针对单一模型在浅水区反演精度不高的问题,本文选用多个不同的核函数,利用支持向量回归方法进行水深反演模型的构建,并以模糊隶属度为标准,对多个单模型的反演结果进行融合,来提高水深反演尤其是浅水区的精度;针对传统反演依赖已知水深数据的问题,本文提出了一种无先验数据的水深探测方法,该方法利用立体像对提取影像可见的水下地物点DEM,根据提取的水边线位置选定参考海平面,而后对水下部分进行折射改正,获取水下点距离海平面的深度值,经潮汐校正,获得水下点在深度基准面上的高程值。实验结果如下:1.本文提出了基于模糊隶属度的多核SVR水深融合模型,并在西沙群岛的北岛开展实验。结果表明,在25 m以浅的水域,该模型平均绝对误差...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１北岛实验区位置示意图??Ｆｉｇ２．１?Ｂｅｉｄａｏ?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?Ａｒｅａ??
２．１研究区概况??北岛，又称“长岛”，属于我国海南省三沙市，位于西沙群岛七连屿中部，与??赵述岛隔赵述海门相峙，是我国领海基点岛屿，位置如图２．１所示。北岛长约??１５００?ｍ，面积约０．３?ｋｍ２，最宽处约３００?ｍ，整体地势平缓，草丛、灌丛密布，??岛四周水体清澈，底质较为单一，适合开展水深光学遥感反演。??盘石屿，属于我国海南省三沙市，位于西沙群岛中的永乐群岛中，地理坐标??范围为?１６°?０２＇?Ｎ￣１６°?０５＇?Ｎ，?１１４°?４５＇?Ｅ－１１１。５０＇?Ｅ，是中建岛东北?３０．５??海里的一个环礁，位置如图２．２所示。礁盘北部有一个小沙丘，大潮时常被淹??没。盘石屿周边水质优良，礁盘中间位置为潟湖，边缘处多为珊石和珊沙，礁盘??整体深度较浅，水深最深处约ｌ〇ｍ，礁盘外沿水深变化较大，可达几十米。考??虑到光在水体中穿透深度的限制
为了开展实验验证本文方法的探测精度，实验用到了包括实验区已校正值??深度基准面的实测水深值、海图，及影像成像时刻的潮汐值等的辅助数据。??１）水深数据??实验用到了北岛周边实测水深数据和盘石屿的海图数据。北岛周边实测水??深数据为２０１３年由船载单波束测量获得，己校正至理深度基准面，共１９５个点，??按深度分为５个水深段，在基于模糊隶属度的多核ＳＶＲ水深融合实验中将这??１９５个实测点分为１４２个控制点和５３个检查点，各水深段的控制点与检查点个??数见表２．４，空间分布见图２．３；受限于光在水体的穿透能力和ＷＶ－２立体像对??中北岛周边海底在影像中的成像情况，在无先验数据的光学立体浅海水深探测??实验中，选用了经潮汐校正后浅于２０ｍ的１８２个水深点，点的深度分布情况见??表２．５；盘石屿实验区的验证点由海图提取共１８６个，包括１３２个水深小于５ｍ??的点和５４个点深度在５－１０ｍ的点，由于水深较浅，为更好的验证探测精度与水??深的关系，将实验点以２ｍ为区间进行了水深分段，见表２．６，空间分布如图２．４：??１Ｕ°１８？东?１１２°１８＇３０”东?１１２。１９？东?ｎｒ?４５’０?东?１１１?４６?３ＣＴ东?１１１?幼（Ｔ东?１Ｍ?４９?３ＣＴ东??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于核函数切换和支持向量回归的交通量短时预测模型[J]. 李林超,张健,杨帆,冉斌. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]一种更严密的双介质立体摄影测量折射改正算法[J]. 曹斌,朱述龙,邱振戈,曹彬才. 测绘学报. 2017(09)
[3]基于高分一号卫星多光谱数据的岛礁周边浅海水深遥感反演[J]. 陈本清,杨燕明,罗凯. 热带海洋学报. 2017(02)
[4]高分辨率卫星立体双介质浅水水深测量方法[J]. 曹彬才,邱振戈,朱述龙,涂辛茹,曹芳,曹斌. 测绘学报. 2016(08)
[5]Mapping the bathymetry of shallow coastal water using singleframe fine-resolution optical remote sensing imagery[J]. LI Jiran,ZHANG Huaguo,HOU Pengfei,FU Bin,ZHENG Gang. Acta Oceanologica Sinica. 2016(01)
[6]基于水体回波信号仿真的激光雷达水深探测模型研究[J]. 张震,马毅,张靖宇,梁建,张杰. 海洋技术学报. 2015(06)
[7]渤海湾近岸海域水深遥感反演研究[J]. 李晋,田洪军,徐文斌,翟伟康. 测绘科学. 2015(06)
[8]低空无人机双介质水下礁盘深度测量试验与分析[J]. 周高伟,李英成,任延旭,盛琳,叶冬梅,范凤云,白洁. 测绘学报. 2015(05)
[9]多光谱遥感水深反演及其水下碍航物探测技术[J]. 黄文骞,苏奋振,杨晓梅,张洋洋. 海洋测绘. 2015(03)
[10]基于Landsat-8遥感影像和LiDAR测深数据的水深主被动遥感反演研究[J]. 田震,马毅,张靖宇,梁建. 海洋技术学报. 2015(02)
博士论文
[1]基于统计学习理论的支持向量机算法研究[D]. 唐发明.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]基于人工神经网络技术的高光谱遥感浅海水深反演研究[D]. 施英妮.中国海洋大学 2005
本文编号：3611981
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１北岛实验区位置示意图??Ｆｉｇ２．１?Ｂｅｉｄａｏ?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ?Ａｒｅａ??
２．１研究区概况??北岛，又称“长岛”，属于我国海南省三沙市，位于西沙群岛七连屿中部，与??赵述岛隔赵述海门相峙，是我国领海基点岛屿，位置如图２．１所示。北岛长约??１５００?ｍ，面积约０．３?ｋｍ２，最宽处约３００?ｍ，整体地势平缓，草丛、灌丛密布，??岛四周水体清澈，底质较为单一，适合开展水深光学遥感反演。??盘石屿，属于我国海南省三沙市，位于西沙群岛中的永乐群岛中，地理坐标??范围为?１６°?０２＇?Ｎ￣１６°?０５＇?Ｎ，?１１４°?４５＇?Ｅ－１１１。５０＇?Ｅ，是中建岛东北?３０．５??海里的一个环礁，位置如图２．２所示。礁盘北部有一个小沙丘，大潮时常被淹??没。盘石屿周边水质优良，礁盘中间位置为潟湖，边缘处多为珊石和珊沙，礁盘??整体深度较浅，水深最深处约ｌ〇ｍ，礁盘外沿水深变化较大，可达几十米。考??虑到光在水体中穿透深度的限制
为了开展实验验证本文方法的探测精度，实验用到了包括实验区已校正值??深度基准面的实测水深值、海图，及影像成像时刻的潮汐值等的辅助数据。??１）水深数据??实验用到了北岛周边实测水深数据和盘石屿的海图数据。北岛周边实测水??深数据为２０１３年由船载单波束测量获得，己校正至理深度基准面，共１９５个点，??按深度分为５个水深段，在基于模糊隶属度的多核ＳＶＲ水深融合实验中将这??１９５个实测点分为１４２个控制点和５３个检查点，各水深段的控制点与检查点个??数见表２．４，空间分布见图２．３；受限于光在水体的穿透能力和ＷＶ－２立体像对??中北岛周边海底在影像中的成像情况，在无先验数据的光学立体浅海水深探测??实验中，选用了经潮汐校正后浅于２０ｍ的１８２个水深点，点的深度分布情况见??表２．５；盘石屿实验区的验证点由海图提取共１８６个，包括１３２个水深小于５ｍ??的点和５４个点深度在５－１０ｍ的点，由于水深较浅，为更好的验证探测精度与水??深的关系，将实验点以２ｍ为区间进行了水深分段，见表２．６，空间分布如图２．４：??１Ｕ°１８？东?１１２°１８＇３０”东?１１２。１９？东?ｎｒ?４５’０?东?１１１?４６?３ＣＴ东?１１１?幼（Ｔ东?１Ｍ?４９?３ＣＴ东??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于核函数切换和支持向量回归的交通量短时预测模型[J]. 李林超,张健,杨帆,冉斌. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]一种更严密的双介质立体摄影测量折射改正算法[J]. 曹斌,朱述龙,邱振戈,曹彬才. 测绘学报. 2017(09)
[3]基于高分一号卫星多光谱数据的岛礁周边浅海水深遥感反演[J]. 陈本清,杨燕明,罗凯. 热带海洋学报. 2017(02)
[4]高分辨率卫星立体双介质浅水水深测量方法[J]. 曹彬才,邱振戈,朱述龙,涂辛茹,曹芳,曹斌. 测绘学报. 2016(08)
[5]Mapping the bathymetry of shallow coastal water using singleframe fine-resolution optical remote sensing imagery[J]. LI Jiran,ZHANG Huaguo,HOU Pengfei,FU Bin,ZHENG Gang. Acta Oceanologica Sinica. 2016(01)
[6]基于水体回波信号仿真的激光雷达水深探测模型研究[J]. 张震,马毅,张靖宇,梁建,张杰. 海洋技术学报. 2015(06)
[7]渤海湾近岸海域水深遥感反演研究[J]. 李晋,田洪军,徐文斌,翟伟康. 测绘科学. 2015(06)
[8]低空无人机双介质水下礁盘深度测量试验与分析[J]. 周高伟,李英成,任延旭,盛琳,叶冬梅,范凤云,白洁. 测绘学报. 2015(05)
[9]多光谱遥感水深反演及其水下碍航物探测技术[J]. 黄文骞,苏奋振,杨晓梅,张洋洋. 海洋测绘. 2015(03)
[10]基于Landsat-8遥感影像和LiDAR测深数据的水深主被动遥感反演研究[J]. 田震,马毅,张靖宇,梁建. 海洋技术学报. 2015(02)
博士论文
[1]基于统计学习理论的支持向量机算法研究[D]. 唐发明.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]基于人工神经网络技术的高光谱遥感浅海水深反演研究[D]. 施英妮.中国海洋大学 2005
本文编号：3611981
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