[發明專利]一種利用遙感圖像測量沙波水深的方法有效

申請號：	201510066515.6	申請日：	2015-02-09
公開（公告）號：	CN104613893B	公開（公告）日：	2017-03-15
發明（設計）人：	張華國;傅斌;厲冬玲;史愛琴;樓琇林	申請（專利權）人：	國家海洋局第二海洋研究所
主分類號：	G01B11/22	分類號：	G01B11/22
代理公司：	浙江英普律師事務所33238	代理人：	陳小良
地址：	310012 浙***	國省代碼：	浙江;33
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用遙感圖像測量水深方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種遙感技術應用和淺海地形監測領域，特別是一種利用遙感圖像測量沙波水深的方法。

背景技術

海底地形測繪是探索和研究海洋的第一步，是開發和保護海洋的首要條件，也是現今海洋學研究的迫切需求，對于掌握地形演化規律和特征都有十分重要的意義。在回聲測深儀發明之前，主要靠測深桿和測深錘來測量水深，測量精度較差。20世紀20年代回聲測深儀出現之后，現代意義上海圖的繪制才得以實現。但早期的測深儀為單波束發射，一次發射只能得到測量船正下方的水深，因而只能實現點、線測量，無法反映測線之間的地形地貌。1970年代中期出現的多波束測深技術實現了帶狀測量(最大寬度可達水深的7倍)，顯著提高了測深效率。盡管如此，限于測量周期長、人力消耗大和資金需求高等方面的劣勢，在地形高變化的淺海區域進行大范圍的動態變化監測任務中，僅依賴多波束測深方法仍然很難滿足需求。遙感技術方法具有大范圍覆蓋和高頻率重訪的能力，在淺海水深測量方面也發展了基于底質光譜反射的光學遙感測深方法和基于海面粗糙度調制的SAR和太陽耀光遙感測深方法。但受水體環境和底質條件差異的限制，光學遙感測深方法僅適用于清潔水體和甚淺水域，基本無法適用于沙波水深測量。SAR和太陽耀光遙感雖不受水體環境影響，但現有的基于水動力調制模型的水深信息提取方法，需要一定的水體流場和風場等環境參數的支持，計算過程復雜，且水深測量精度較低。從檢索到的公開資料看，尚未有與本發明完全一致的實現利用遙感圖像測量淺海沙波水深的方法。

本發明針對廣泛分布的淺海沙波區的地形變化監測需求，利用遙感技術方法的大范圍覆蓋和高頻率重訪的能力，基于遙感圖像中所包含的因沙波地形對水體流場和海面粗超度的調制而在呈現的亮暗條紋特征，包括亮暗條紋的強弱及其空間分布特征，對遙感圖像的灰度數據進行定量處理，并利用少量的實測數據進行轉換處理，獲得沙波水深信息，用于淺海水下地形動態變化監測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種新的利用遙感圖像測量沙波水深的方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種利用遙感圖像測量沙波水深的方法，其特征在于其包括以下步驟：

(1)通過遙感器獲取含有沙波信息的遙感圖像，采用幾何校正方法進行定位配準，實現與實測地形數據的配準；

(2)根據遙感圖像上的沙波紋理分布特征，確定沙波走向；

(3)添加若干垂直于沙波走向的檢測線；

(4)將檢測線疊加于遙感圖像上，獲得檢測線位置上的遙感圖像像元的灰度值，經過歸一化處理得到檢測線的遙感圖像歸一化灰度剖面線；

(5)基于歸一化灰度剖面線進行相對水深計算，獲得相對水深；

(6)選取兩個不同位置的實測水深點數據，對相對水深進行水深控制轉換，獲得測量水深；

(7)重復步驟(4)至步驟(6)，完成全部檢測線上的水深測量，獲得整個沙波的水深信息。

作為優選，所述步驟(2)中確定沙波走向，根據遙感圖像上沙波紋理分布特征，亮暗條紋相接處為沙波波脊線的位置，根據亮暗條紋的分布特征確定沙波的走向。