岛礁浅海水深多光谱遥感无控反演算法研究
发布时间：2022-01-14 09:04
水深是水文资料的重要组成部分,能够为船只航行、水下地形监测等人类活动提供数据支撑。同时,航天遥感技术的蓬勃发展,使得利用遥感手段对浅海区域进行大范围、高时间分辨率、无接触式的水深反演成为可能。众多学者对浅海区域的遥感水深反演做了大量研究工作,但关于无控水深反演的研究稍显单薄,因此,本文聚焦大洋岛礁浅海水深多光谱遥感无控反演方法,主要从以下几个方面展开研究:（1）遥感水深反演算法回顾。本文首先回顾了多光谱条件下的各种有控水深反演算法,包括单波段水深反演算法、双波段水深反演算法和对数比值反演算法;同时分析了高光谱条件下的无控水深反演算法,即半分析模型;最后比较上述算法,分析了各自的优缺点及适用场景。（2）基于机器学习的无控水深反演方法研究。本文针对南海甘泉岛礁浅海水深无控反演问题,利用其他海域的遥感影像和水深数据训练多种机器学习模型,包括线性回归、支持向量机回归、集成学习以及神经网络等,实现了甘泉岛的无控水深反演。实验表明不同机器学习模型在无控水深反演中虽然取得了一定的效果,但反演的精度较低,而且稳定性也不足。（3）在深入分析了对数比值模型和半分析模型各自优缺点及应用限制的基础上,提出了一...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
辐射传输过程示意图[22]
浙江大学硕士学位论文第二章多光谱遥感测深的原理与方法112.4对数比值水深反演算法为了克服单波段水深反演模型和双波段水深反演模型的不足，Stumpf[24]等人通过实验发现：在同样水深的前提下，不同底质的蓝光波段反射率对数值与绿光波段反射率对数值的比值是近乎一样的，如图2.2，由此提出了对数比值水深反演模型，这也是迄今为止半理论半经验模型中效果最好的模型[24]。图2.2KureAtoll水域不同底质不同水深像素点的蓝绿波段对数图[24]Stumpf等人结合单波段模型和双波段模型的推导与中间结论，可得：=2(2.23)对两个波段分别进行比值运算可以得到：1122=122(12)(2.24)
浙江大学硕士学位论文第二章多光谱遥感测深的原理与方法12则有：=12(12)In1122+12(12)In12(2.25)由双波段比值模型的结论可知：12是一个常数，而衰减系数的差值12可视为基本保持不变。令：=12(12)(2.26)=12(12)In12(2.27)图2.3不同底质的水深结果检验图，x轴代表真实水深，y轴代表反演水深[24]1=In(11)(2.28)2=In(22)(2.29)则可以得到对数比值模型的表达式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]国产机载双频激光雷达探测技术研究进展[J]. 贺岩,胡善江,陈卫标,朱小磊,王永星,杨忠,朱霞,吕德亮,俞家勇,黄田程,习小环,瞿帅,姚斌. 激光与光电子学进展. 2018(08)
[2]浅海水深光学遥感研究进展[J]. 马毅,张杰,张靖宇,张震,王锦锦. 海洋科学进展. 2018(03)
[3]WorldView-2影像在南海岛礁浅海水深反演中的应用[J]. 李秀瑞,朱金山,孙林. 遥感信息. 2016(05)
[4]Where Does AlphaGo Go: From Church-Turing Thesis to AlphaGo Thesis and Beyond[J]. Fei-Yue Wang,Jun Jason Zhang,Xinhu Zheng,Xiao Wang,Yong Yuan,Xiaoxiao Dai,Jie Zhang,Liuqing Yang. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2016(02)
[5]基于神经网络技术的遥感水深反演模型研究[J]. 樊彦国,刘金霞. 海洋测绘. 2015(04)
[6]基于RBF神经网络的水深遥感研究[J]. 邓正栋,叶欣,关洪军,于德浩. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2013(01)
[7]广东飞来峡库区水深遥感[J]. 陈启东,邓孺孺,秦雁,何颖清,汪伟. 中山大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]基于半分析模型的高光谱遥感水深探测方法[J]. 张靓,滕惠忠,孟婵媛,李军,辛宪会,叶秋果,李海滨. 海洋测绘. 2011(04)
本文编号：3588220
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
辐射传输过程示意图[22]
浙江大学硕士学位论文第二章多光谱遥感测深的原理与方法112.4对数比值水深反演算法为了克服单波段水深反演模型和双波段水深反演模型的不足，Stumpf[24]等人通过实验发现：在同样水深的前提下，不同底质的蓝光波段反射率对数值与绿光波段反射率对数值的比值是近乎一样的，如图2.2，由此提出了对数比值水深反演模型，这也是迄今为止半理论半经验模型中效果最好的模型[24]。图2.2KureAtoll水域不同底质不同水深像素点的蓝绿波段对数图[24]Stumpf等人结合单波段模型和双波段模型的推导与中间结论，可得：=2(2.23)对两个波段分别进行比值运算可以得到：1122=122(12)(2.24)
浙江大学硕士学位论文第二章多光谱遥感测深的原理与方法12则有：=12(12)In1122+12(12)In12(2.25)由双波段比值模型的结论可知：12是一个常数，而衰减系数的差值12可视为基本保持不变。令：=12(12)(2.26)=12(12)In12(2.27)图2.3不同底质的水深结果检验图，x轴代表真实水深，y轴代表反演水深[24]1=In(11)(2.28)2=In(22)(2.29)则可以得到对数比值模型的表达式：
【参考文献】：
期刊论文
[1]国产机载双频激光雷达探测技术研究进展[J]. 贺岩,胡善江,陈卫标,朱小磊,王永星,杨忠,朱霞,吕德亮,俞家勇,黄田程,习小环,瞿帅,姚斌. 激光与光电子学进展. 2018(08)
[2]浅海水深光学遥感研究进展[J]. 马毅,张杰,张靖宇,张震,王锦锦. 海洋科学进展. 2018(03)
[3]WorldView-2影像在南海岛礁浅海水深反演中的应用[J]. 李秀瑞,朱金山,孙林. 遥感信息. 2016(05)
[4]Where Does AlphaGo Go: From Church-Turing Thesis to AlphaGo Thesis and Beyond[J]. Fei-Yue Wang,Jun Jason Zhang,Xinhu Zheng,Xiao Wang,Yong Yuan,Xiaoxiao Dai,Jie Zhang,Liuqing Yang. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2016(02)
[5]基于神经网络技术的遥感水深反演模型研究[J]. 樊彦国,刘金霞. 海洋测绘. 2015(04)
[6]基于RBF神经网络的水深遥感研究[J]. 邓正栋,叶欣,关洪军,于德浩. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2013(01)
[7]广东飞来峡库区水深遥感[J]. 陈启东,邓孺孺,秦雁,何颖清,汪伟. 中山大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]基于半分析模型的高光谱遥感水深探测方法[J]. 张靓,滕惠忠,孟婵媛,李军,辛宪会,叶秋果,李海滨. 海洋测绘. 2011(04)
本文编号：3588220
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