[發明專利]一種潮灘數字高程模型構建方法及系統

在審

• 申請號: 202011471205.X
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112509134A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 陳潔;李天祺;趙政;張文凱;吳芳;張宗貴
• 申請（專利權）人: 中國自然資源航空物探遙感中心
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T17/20;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/12;G06T7/155
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明涉及一種潮灘數字高程模型構建方法及系統，包括：獲取潮灘區域的遙感影像和潮汐數據；根據所述潮汐數據和所述遙感影像確定潮灘區域的水邊線；所述水邊線為單一灘面弱邊緣水邊線、復雜灘面弱邊緣水邊線、單一灘面強邊緣水邊線或復雜灘面強邊緣水邊線；根據邊緣檢測算法對所述單一灘面強邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；根據閾值分割算法對所述單一灘面弱邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；根據面向對象法對所述復雜灘面強邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；根據分水嶺算法對復雜灘面弱邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；根據水邊線特征構建潮灘數字高程模型。本發明能夠提高水邊線的提取精度，從而提高了構建模型的精確度。

技術領域

本發明涉及數字模型構建領域，特別是涉及一種潮灘數字高程模型構建方法及系統。

背景技術

淤泥質潮灘通常指平均大潮高潮線與平均大潮低潮線之間的地帶，也稱潮間帶。在我國約有四分之一的海岸屬于淤泥質海岸，獲取淤泥質潮灘地形對研究岸線變遷、海岸帶生態變化及沿海工程建設有著重要意義。淤泥質潮灘受波浪、泥沙、沿岸流、地質等諸多因素的影響，具有面積寬廣、水淺灘平、變化頻繁的特點，使得該區域的地面調查與地形測繪的難度較大、成本較高，且存在一定風險。遙感技術具有高時效、大范圍、高頻率的特點，利用多期遙感水邊線復合潮位數據構建潮灘數字高程模型(DEM)，成為獲取大范圍淤泥質潮灘地形信息的有效途徑。

遙感水邊線是衛星過境時獲取的瞬時水邊線，準確提取水邊線是潮灘DEM構建的關鍵。現有的水邊線提取方法主要有：邊緣檢測法、閾值分割法、區域生長法、主動輪廓模型法、面向對象分類等。Mason等基于ERSSAR影像，通過紋理分割提取多期水邊線，應用水動力模型對水邊線高程進行賦值，構建了英國東岸Humber/Wash區域潮灘DEM；沈芳等基于LandsatTM影像，對比了不同波段的水邊線提取精度，利用閾值分割法提取水邊線，通過潮汐預測數據插值對水邊線賦值，構建了長江口九段沙DEM；穆敬等基于BJ-1影像，利用面向對象分類法提取水邊線，通過潮汐網格數據對水邊線賦值，構建了黃驊市潮灘DEM。目前國內外學者在構建潮灘DEM的研究中大多關注于準確模擬水邊線的瞬時潮位和提升單一方法的水邊線提取精度。但是，瞬時水邊線受衛星過境時的潮情、天氣以及灘面等因素的影響，在影像中的光譜與紋理差異較大，基于單一方法提取水邊線，難以保證水邊線的提取精度，從而影響潮灘DEM反演結果。吳迪等雖提出了基于多源多算法的水邊線提取模型，但未對水邊線進行系統劃分，水邊線提取的精度低，且沒有將其應用于潮灘DEM構建研究。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種潮灘數字高程模型構建方法及系統，能夠基于潮汐數據對水邊線進行分類，并根據分類結果基于多算法對不同類型的水邊線進行提取，提高了水邊線的提取精度，從而提高了構建潮灘DEM的精確程度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種潮灘數字高程模型構建方法，包括：

獲取潮灘區域在各個時刻的遙感影像和潮汐數據；

對于任意時刻的潮灘區域，根據所述潮汐數據和所述遙感影像確定潮灘區域的水邊線；所述水邊線為單一灘面弱邊緣水邊線、復雜灘面弱邊緣水邊線、單一灘面強邊緣水邊線或復雜灘面強邊緣水邊線；

當所述水邊線為單一灘面強邊緣水邊線時，根據邊緣檢測算法對所述單一灘面強邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；

當所述水邊線為單一灘面弱邊緣水邊線時，根據閾值分割算法對所述單一灘面弱邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；

當所述水邊線為復雜灘面強邊緣水邊線時，根據面向對象法對所述復雜灘面強邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；

當所述水邊線為復雜灘面弱邊緣水邊線時，根據分水嶺算法對復雜灘面弱邊緣水邊線進行提取，得到水邊線特征；

根據所有時刻的水邊線特征構建潮灘數字高程模型。