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基于资源三号卫星影像的水深反演 ——以永兴岛为例 付帅1，艾波1，高小明2，柳诚1 (1．山东科技大学测绘科学与工程学院青岛市266590： 2．国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心北京市100039) 摘要：利用影像辐射值与水深的相关性，以永兴岛区域的国产资源三号卫星多光谱数据为例，经过辐射 校正、大气矫正等数据处理工作，建立了基于BP神经网络的水深反演模型。从整体地形分布和样本点数 据2个方面对实验结果进行分析，以此验证资源三号数据在水深反演实验中的有效性。 关键词：资源三号卫星；水深反演；BP神经网络；大气矫正 随着卫星数据采集技术和水深反演方法的进 步，利用卫星遥感影像实珊陕速、大范围的水深 1试验区域和影像数据 测量成为可能，国内外学者也做了大量的研究性 探索。例如LafbnⅢ等利用多时相SPOT影像采用永兴岛是一个堆积在礁盘西南部质地松散的 850 指数回归模型对Arcachon湖人海口进行水深探新灰沙岛[5】，东西长1 m，南北宽1160m， 测。张振兴【’]等基于IKONOs高分辨率卫星影像陆地面积约为2．6平方公里，是西沙群岛最大的 分析了多种反演方法的精度和效率。王艳姣㈣等 岛屿，也是南海诸岛第三大岛屿。 利用FTM+遥感图像反射率和实测水深值之间的 选取2013年5月11日资源三号多光谱数 相关性，建立了动量BP(Back 据，其4个波段分别为蓝波段(450～520nm)、 Propagation)人工 神经网络水深反演模型。 绿波段(520～590nm)、红波段(630～690nm)、 然而TM、ETM+等免费数据空间分辨率低，近红外波段(520～590nm)，数据分辨率为5．8 这势必影像反演精度，而高分辨率的sPOT、m，产品级别为SC。如图1所示，为合成的永兴 IKONOS数据价格不菲。作为我国第一颗自主的岛真彩色图像。 民用高分辨率立体测绘卫星——资源三号(zY一3) 卫星，其搭载了地面分辨率2．1m的全色相机、 2数据处理 两台地面分辨率3．6m的前视、后视相机和地面 分辨率5．8m的正视多光谱相机[4]。以永兴岛海域2．1辐射定标 的资源三号多光谱数据为例，利用水深值与图像 辐射定标是将传感器记录的电压或数字值转 辐射值的相关关系，建立基于BP神经网络的水 换成绝对辐射亮度的过程[61。利用中国资源卫星 深反演模型，并对实验结果进行分析。 应用中心于2013年公布的资源三号卫星多光谱 收稿日期：2014～11—14 万方数据 56黪④④④ 图1永兴岛真彩色图像 机在轨绝对辐射定标系数实现， 其绝对辐射定 以此得到的波谱响应函数曲线见图3。 系数见表1。 g≯～》蠹簿嘏#≯～0曩襻__l髯嚣一3疆孽攀鬻秘一3羲鬻4鹾 壤羲《斌蛾溅褥憩一蠛溉谢姻一*虢辑耀@一撬鬻罐黪一 穗霸麟i 虢嗡鼬2 爨臻泓3谴霸畿黼 表l资源三号卫星绝对辐射定标系数 嚷0棼 0．露0 l。嚣5嚣吨彝壤．鑫麓§—O嚣嚣。棼l露叫嚣 琏《|l 0。∞薯2筏嚼7《；§醇辇m孵羹。《墓锄鬟 绝对辐射定标 卫星载荷 波段 光谱范围／¨m