基于小波多分辨率分析提取长江口淤泥质潮滩水边线.PDF

基于小波多分辨率分析提取长江口淤泥质潮滩水边线 1, 2, 3 1 韩 震 , 郭永飞 (1. 上海海洋大学 海洋科学学院, 上海 201306; 2. 上海海洋大学 防灾减灾研究所, 上海 201306; 3. 大洋渔 业资源可持续开发教育部重点实验室, 上海 201306) 摘要: 以长江口九段沙作为研究区, 通过数学形态学的方法对图像进行预处理, 消除潮沟形成的破碎 带, 然后利用小波多分辨率分析法, 去除高悬浮泥沙以及其他细节等高频信息, 进行了水边线信息提 取研究, 最后采用基于连通性边缘评价的方法对不同分辨率下提取的水边线进行了评价。研究结果表 明, 小波多分辨率分析方法是淤泥质潮滩水边线信息提取的有效方法之一。开展水边线遥感信息提取 研究, 对于合理开发潮滩资源和研究现代海岸带动态变化具有重要意义。 关键词: 水边线; 小波多分辨率; 阈值分割; 长江口 中图分类号: P737. 1 文献标识码: A 文章编号: 1000-3096(2011)07-0067-04 水边线是淤泥质潮滩重要特征参数之一, 它是潮 小波多分辨率分析法, 去除高悬浮泥沙以及其他细 汐波动下起伏不平的海面和陆地的瞬时交接线。淤泥 节等高频信息, 进行了水边线信息提取研究。 质潮滩水边线在研究淤泥质海岸动态变化趋势时有着 重要的指示意义。但由于受周期性涨落潮的影响, 获取 2 研究区概况 水边线信息, 通常是通过目视解译遥感图像而获得的, 九段沙位于长江和东海交汇处(图 1), 是长江口 虽然方法简单, 但受目视判读者的经验影响, 费时费 最年轻的河口型沙岛“第三代崇明岛”, 其形成时间 力。而计算机提取则具有快速、方便等优点。 距今只有50 a 左右的历史, 是正处于冲淤变化中的、 通常从遥感数据中提取水边线信息主要是将水 在大潮时部分被淹没的、高潮滩上部分被高等植物 边线作为线性边缘检测出来, 阈值分割是水边线信 覆盖的河口沙洲型岛屿湿地。九段沙由上沙、中沙 息提取常用的方法。Ryu[1]在分析潮滩光谱特征的基 和下沙组成, 自1992 年江亚南沙与九段沙上沙发生 础上, 根据TM4 和TM5 两个波段对水体和陆地反射 并沙后就成了九段沙的一部分。 率的区别, 选择出合适的阈值, 进行了水边线信息 提取; Lohani[2]采用ATM 数据提取水边线, 通过对5, 3 水边线信息遥感提取机理及技术流程 6, 7 三个波段比值组合而成的特征图像阈值分割进 图 2 是我们在长江口实测的淤泥和水体的反射 行水边线提取, 建立了霍尔德内斯海岸的数字高程 模型; 霍继双[3]针对传统的阈值方法对沿海岸水边 光谱曲线。从图 2 可以发现淤泥的反射波谱曲线的 总趋势是上升的, 反射率在0.1 ～0.7 之间, 而水体各 线的阴影往往缺乏足够辨识能力的情况, 提出了一 个波段的反射率都比较低, 尤其在近红外部分, 在 种基于多阈值的形态分割方法来提取水边线, 该法 降低了误检率, 提高了水边线检测的精确度。本文利 1 000 nm 以后下降至0.01 ～0.02 。在近红外波段范围 用 Landsat TM5 数据对长江口九段沙淤泥质潮滩水 内, 淤泥的反射率要高于水体的反射率, 两者有明 边线进行了信息提取研究。