基于无人机观测的北极冰面融池及冰面粗糙度信息提取方法研究

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1、基于无人机观测的北极冰面融池及冰面粗糙度信息提取方法研究王驵锋甚洁奎祷王晓宇季青亶垦林龙刘一林中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室青岛海洋科学与技术国家实验室武汉大学中国南极测绘研究中心摘要：北极冰面融池对于研究北极海冰质量平衡、海洋混合层热收支和盐量收支等具冇重要意义。为了获得准确的融池覆盖率，本研究提出了一种利用无人机进行北极海冰融池及冰而粗糙度信息提取的方法。在第7次中国北极科学考察期间，利用无人机获取加拿大海盆周边浮冰区冰面航拍影像，针对海冰航拍图像特殊性改进了基于暗原色先验的图像去雾算法，对拼接后的航拍图像进行融池识别，计算得到航拍区域的融池覆盖率。冋吋利用

2、航拍影像三维建模得到海冰表面相对高程和冰面粗糙度，继而对融池覆盖率和海冰表面粗糙度分布规律进行研究。结果表明，在本次航拍区域，海冰粗糙度大的区域具有更多小而积的融池，而融透的、面积大的融池多出现在粗糙度小的平整冰区。关键词：北极;无人机;融池覆盖率;去雾算法;冰面粗糙度;作者简介：王明锋，男，1993年生。硕士研究生，主要从事海冰遥感研宄。E-mail:wmfdyl@163.com作者简介：苏洁，E-mail:sujie@ouc.edu.cn收稿日期：2017年6月基金：国家重人科学研究计划(2013CBA01805)STUDYONTHEMETHODOFEXTRACT

3、INGARCTICMELTPONDANDROUGHNESSINFORMATIONONSEAICESURFACEBASEDONUAVOBSERVATIONWangMingfengSuJieLiTaoWangXiaoyuJiQingCaoYongLinLongLiuYilinPhysicalOceanographyLaboratory/CIMST，OceanUniversityofChina;ChineseAntarcticCenterofSurveyingandMapping,WuhanUniversity;Abstract：Arcticmeltpondoverseai

4、cesurfaceisofgreatsignificanceinthestudyofArcticseaicemassbalanceandheatandsaltbalancesintheoceanmixedlayer.Inordertoobtainaccurateme11pondfraction,thispaperproposesamethodforextractingArcticmeltpondandroughnessinformationfromtheseaicesurfacebasedonunmannedaerialvehicle(UAV)observations

5、.WemadeUAVobservationsovertheseaicesurfaceintheCanadabasinduringthe7thChineseNationalArcticResearchExpedition.Improvmentonthedark-channe1priordefoggingalgorithmbasedonthespecialenvironmentofArctic,amosaicprocess,meltponddiscriminationonthemosaicimage,andmeltpondfractioncalculationweredo

6、nestepbystep.Meanwhile,wcusedthree-dimensionalaerial-imagemodelingtocalculatetheseaicesurfacerelativeelevationandseaicesurfaceroughness.Studyontherelationshipofmeltpondandseaicesurfaceroughnessdistributionshowedthatareaswithhighersurfaceroughnessgenerallyhavemoresmallermeltponds,whereas

7、dissolvedandlargermeltpondsusuallyoccurinareaswithlowersurfaceroughness.Keyword：Arctic;unmannedaerialvehicle(UAV);meltpondfraction;defoggingalgorithm;seaicesurfaceroughness;Received：2017年6月0引言在北冰洋的海冰融化季节，海冰和积雪的融水在海冰表面低洼处汇聚形成融池。海冰消融后，区域反照率降低，海洋吸收更多的热量，从而融化更多的海冰，称为海冰-反照率反馈机制m。融池的