基于遥感图像的海岸线提取方法研究

２ ２ ２ 砂 质 海 岸 ．．
砂质 海岸 是指 由＞ ｏ １ｍｍ 粒 级 的砂 组 成 的 海 岸 ，砂 质 海岸 可 以分 为 两类 ：①砂 滩 海 ｉ ． －
岸是 指泥 砂在 激 浪带 堆积 而形 成 的海岸 ，其 范 围从 波浪破 碎开 始点 起到 海岸 陆地 上波浪 作用
消失 处止 。海滩上 常 发育 一些 与岸 线平 行 的沿岸 堤 ，它们 的 高度代 表海 面高 度 ，这种砂 质海
２ ２ ３ 基 岩 海 岸 ．．
基岩 海岸 由岩 石组 成 ，波 浪作用 是 使其 形 成 的 主要 动力 。基 岩海 岸 初期 岸 线 非 常 曲折 ， 在 波 浪作 用 下 ，岬角 全部 被侵 蚀掉 ，残 留宽 广 的岩滩 ，海 蚀崖 在宽 广岩 滩 的保 护 下 ，形 成平
直 立 陡 的基岩 海岸 （ ３ 。 图 ）
淤 泥质 海岸 是指 由＜ ０ ０ ． ５ｍｍ 粒 级 的 粉砂 与 淤 泥组 成 的 海 岸 ，主 要 分 布在 泥 砂 供应 丰 富 而又 比较掩 蔽 的堆 积海 岸段 ，如 含砂 量 大 的河 流 下游平 原 、构造 下沉 区 、岸外有 砂洲 岛屿 掩护 的海 岸 段和有 大 量淤 泥供 应 的港湾 内 （ １ 。 图 ）
谢 秀 琴 ： 基 于遥 感 图像 的海 岸 线 提 取 方 法 研 究
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可见光 及 近红外 波 段 的图像 常用 于人 工海 岸 、基岩 海岸 、砂质 海 岸线 的提取 方 法 。这 ３
种 海 岸线 在可 见光及 近 红外 图像 上都 有 明显 的解译 标 志 ，因此 ，通过 对遥感 图像进行 分类 和 对 比可 以确 定 它们 的位 置Ｅ 。 目前 应用 于悔 岸线 提 取 的遥感 资 料有 Ｅ Ｍ 、Ｓ Ｏ 、ＡＩ 、 ２ ］ Ｔ Ｐ Ｔ５ ＯＳ
Ｉ ＫＯＮＯＳ 、Ｑｕｃ ｂｒ 、Ｗ ｏｌＶｉ ｉ ｉ ｋ ｄ ｒ ｄ ｅ ｗ、 Ｇ ｏ ｙ 一 １等 卫 星 遥 感 图像 。 ｅｅｅ
２ 海岸 线 地 貌 特 征及 解 译 方 法
２ １ 海 岸 线 的 基 本 概 念 ． 海 岸 线 包 括 大 陆 海 岸 线 和 岛 屿 海 岸 线 ， 目前 ，我 国 海 岸 线 定 义 有 ４种 方 式 ：① 在 测 绘 学 中 ，海 图 上 的 海 岸 线 定 义 为 多 年 平 均 大 潮 高 潮 的 水 陆 分 界 线 ；② 在 航 海 图上 ，海 岸 线 定 义 则 以 最 低 低 潮 线 为 分 界 线 ，为 了 航 海 安 全 上 的 需 要 ， 实 际绘 制 的 航 海 图 上 的 海 岸 线 会 比 最 低 低
地 克服地 面调 绘 中可能 遇到 的各种 限制 ；其独 有 的时效性 可 以使之 在短 时 间内对 同一地 区进
行重 复探 测 ，实 感 图像 提 取 海 岸 线 研究 现状
目前遥 感 图像 中海 岸线 的解 译包 括 目视解译 和 自动解译 两种 方法 ：①传 统 的 目视 解译 是 经手工 透 图作业 ，方 法简单 ，但 误差 较大 ；② 自动解译 是将 海岸 线作 为边 缘检 测 出来 ，海 岸
提取 的必要步 骤 ，对 图像 上 的水边 线提 取算 法 的研 究是 必不 可少 的 ，是 进行海 岸 线动态 研究
的必要环 节 。
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２ ０ 卜１ － ７
作 者 简 介 ：谢 秀琴 （９ ６） 女 ，工程 师 ，地 图制 图 专 业 。 １ ６ 一，
第
１ 期
潮 线还 略微 低一 些 ；③ 在 自然 地 理学 中 ，通常 采用 海洋 最高 的暴 风浪 在陆地 上所 达到 的位 置
来划 定海 岸 线 ；④在 我 国海域 使用 管理 中 ，海 岸线 即指 多年 大潮平 均 高潮位 时海 陆分 界线 。
２ ２ 海 岸 线 的 类 型 与 特 点 ． ２ ２ １ 淤 泥 质 海 岸 ．．
２ ２ ４ 人 工 海 岸 ．．
人工 海岸 是 为 了满足人 类 日常 活动 而用 石块 、混 凝土 、砖 石等 材料 ，在 海陆交 界处 修筑
的具有 生产 或 生活 功 能 的海 岸 ，常 见 的人工 海岸 主要 用 于停靠 船舶 的海港 ，用 于养 殖生 产 的
虾 池 、盐 田 ， 用 于 交 通 的海 岸 公 路 ，用 于 防 灾 的 防 潮 堤 、 防 波 堤 等 （ ４ 。 图 ） ２ ３ 海 岸 线 的 解 译 方 法 ． ２ａ１ 基于 Ｅ ． ． ＴＭ ‘ 星 遥 感 图 像 。 卫
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福
建
地
质
Ｇｅ ｌｇ ｆ ｕｉ ｏｏ ｙｏ ｊ ｎ Ｆ ａ
第
１ 期
基 于遥 感 图像 的海 岸 线 提 取 方 法 研 究
谢 秀 琴
（ 建 省 地 质 测 绘 院 ，福 州 ， ５ ０ １ 福 ３０１）
摘 要
海岸 线是 划分 海 洋 与 陆 地 管 理 区 域 的基 准 线 ，不 同 地 貌 的 海 岸 线 划 分 依 据 不 尽 相
３ ０
４
Ｎ ａ Ｒ 近 红 外 ｅｒ Ｉ
Ｏ ７５ ． ． ７ ～Ｏ ９
３ ０
５ ６ ７
Ｓ Ｉ Ｗ Ｒ短 波 红 外 Ｌ Ｉ Ｗ Ｒ热 红 外 Ｓ Ｉ 短 波 红 外 Ｗ Ｒ
１ ５ ～ １ ７ ．５ ．５ １． ～ １． ０４ ２５ ２ ０ ～２ ３ ． ９ ．５
对 试 验 区 范 围 内不 同类 型 海 岸 线 图 像 进 行 提 取 。
关 键 词 遥 感 图像
海 岸 线 解 译 标 志 提 取 方 法
传 统 的海 岸 线 现 场 测 量 方 式 费 时 费 力 ，且 个 别 地 区 难 以 到 达 ，遥 感 技 术 快 速 而 又 准 确 的
线 自动提取 方法 是利 用 图像 的边 缘检 测器 技术 或者对 图像进 行 纹理分 析 。随着 计算 机技术 的 不断发 展 ， 自动解译 技术 的水平 也有 很大 的提 高 ，各 种新 的算 法不 断 出现 ，成 为解译 技 术发
展 的主流 。
大部 分关 于海 岸线 自动解译 算 法研究 都 是提 取 卫 星 图像 中的 “ 水边 线 ” ，即卫 星 在 “ 过 顶” 时刻所 记 录 的海陆分 界线 。这 些方法 只是 单纯 的利 用数 字 图像 处理 技术来 确定 海 陆分界 线 ，没有 综合 考虑 其它影 响 因素 ，并不 能作 为测绘 意义 上 的海岸线 。但 是 ，作 为海 岸线 自动
接证据。 表 １ Ｅ Ｍ 卫 星 遥 感 数 据 各 波 段 参 数 Ｔ
Ｔａ ｌ Ｂａ ｄ ｐａ ａ ｅ ｅ ｓ ｏ ｂｅ１ ｎ ｒ ｍ ｔ ｒ ｆ ＥＴＭ ａ ｅ ｌｔ ｅ ｏ ｅ ｓ ｎｓ ｎ ｔ ｓ ｓ ｔ ｌｉ ｅ ｒ ｍ ｔ ｅ ｉ ｇ ｄａ ａ
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１ 期
谢 秀 琴 ：基 于 遥 感 图像 的海 岸 线 提 取 方 法 研 究
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据 Ｓ ＡＲ 的信 号方位 向上 的某 一 频率 成分 ，反 映 了来 自某特 定方 向上 的 目标 的后 向散射 特性 ， 对 方 位谱 的分 组带通 滤 波 可 以刻 画 出 目标 在 不 同 历 程 上 的子 视 图像 ，它 们 之 间存 在 着 相 关 性 ，而这种 相关 性 又与 地 面 目标 的 特性 有 着 密 切 的关 系 。海 水 表 面相 对 均 匀 ，时 变 特 性 明 显 ，不 同子 视 间的相 关性 较 弱 。陆 地 的综 合 目标 的 Ｒ Ｓ相 对 于 Ｓ Ｃ ＡＲ 的几 何 分 辨 率 要 大 得 多 ，时变特 性不 明显 ，不 同子 视 间 的相 关 性 比较大 。这 一性 质为 检测 和定位 水边 线提 供 了直
３ Ｏ ６ Ｏ ３ ０
８
ＰＡ 全 色 Ｎ
０ ５ ～０ ９ ． ２ ．
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３ 海 岸线 的 提取 方 法研 究
３ １ 试 验 区 概 况 ．
笔 者选 取 福建 福安 赛岐 镇城 镇远 景 规划 区作 为研 究试 验 区①。坐标 范 围为 Ｘ：４ ２２ ６ ６ ３ ～
４ ８ ９ ４；Ｙ：２ ９ ７０ ９ ２ ７ ８ ， 面 积 ４ ． ８ ｋ 。 ６ ８ ８ ８ ～ ９ ８ ３２ ７ ３ ３ ｍ。
波 段 编 号
１
类 型
Ｂｌ ｅ —Ｇｒ ｅ ｕ — ｅｎ
波谱 范 围 （ ｉ） ／ ｔ ｎ
０ ４ ～ ０ ５ ５ ． ５ ． １
地面分辨率 （ ｍ）
３ ０
２
Ｇｒｅ ｅｎ
０ ５ ５ ０ ０ ． ２ ～ ．６ ５
３ ０
３
Ｒｅ ｄ
０ ３～ ０ ９ ．６ ．６
“ 黄金水 道 ”之称 。 该 次提 取海 岸线 的遥 感 图像 资 料 有 海 岸 线 大 尺 度 宏 观解 译 是 采 用 ２ ０ — ２ ０ ０ １ ０ ２年 美 国 Ｌ ｎ ｓｔ ＴＭ 强 卫星影 像 数据 ，地 面分 辨率 ＧＤ ５ Ｏｍ；海岸 线小 尺度 细部 解译 是 ａ ｄ ａ－ Ｅ ７ 增 Ｂ１ ～３ 采 用 ２ ０ —２ ０ ０ ７ ０ ８年 日本 ＡＬ ＯＳ卫 星 正射 影像 数据 ，地 面分 辨率 ＧＤ Ｂ达 ２ ５ｍ，可 满足 １： ．
福 安赛 岐镇 地处 闽东 地 区 中 心 ，是 闽 东 发 展外 向 型经 济 的窗 口，是 水 陆 交 通 枢 纽 ，福
（ 州）～ 温 （ ）公 路横 贯境 内。赛岐 镇是 闽 东重 要 的物 资集 散 中心地 ，赛 岐港 是 福建 省 第 州
四大港 ，属 得 天独厚 的天然 浪港 ，北 起赛 岐 大桥 上游 的三 江 口 ，南 至下 白石 的 白马门 ，素有
测 定海 岸线 的动 态变化 ，对 于海 域功 能规 划与使 用管 理具有 十分 重要 的意义 。与传 统方 法对 比，遥感 图像 以数字方 式记 录下 来 ，可直 接用计 算机来 处 理 ，提 高 了后期处 理 的效率 。遥 感