基于rs、gis集成的水陆边缘提取与水深反演模型研究

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1、第一章绪论时引进了更有效的Kim提出的GMM(GroupMarchingMethod)方法，减少了运算量，并将该方法用丁．医学图像分割中，取得了较好的效果。ChunmingLil241等给出了测地活动轮廓的新的差分公式，使得水平集函数靠近一个有符号的距离方程，从而省去了费时的重新初始化的过程。龚永义【25】等在CV模型的基础上，引入标记模板，用于追踪零水平集的分裂情况，对不同的准目标区域区别处理：引入图像区域均值模板，用于估计可能淹没在背景【又：域中的目标区域，促使水平集函数在上述目标区域充分变形，使对应零水

2、平集充分分裂，实现了多目标轮廓的提取。1．4水深反演模型研究现状水深是重要的水文要素。利用遥感手段测量水深，可以发挥“快速、大范围、准同步、高分辨率获取水下地形信息”的特长。水深遥感方法已经广泛应用于大范围水域的水深图制作，在江湖海岸地形演变分析、水利工程土方计算、航道开挖、检测与疏浚、滩涂围垦与开发等领域发挥着重要的作用。1)单波段模型沈芳1261等选用对水体穿透力较强的TMl波段与实测水深建立相关关系反演青海湖水深，两者的相关系数接近0．95，遥感反演的湖底地形结果与实测的湖水等深线图基本符合；田淑芳12

3、7J等在国内首次对高含盐量的曲藏扎布耶盐湖进行水深探测，用相关分析方法确定了TM3是调查盐湖水深的最佳波段，精度较好。2)波段比值模型张东等1281通过对长江口南支水域TM遥感图像进行水深专题信息的增强处理，选择TM4／TM2波段组合，结合当地同一时期实测水下地形图资料，建立了该水域水深与影像光谱值之间的统计相关关系，分析了影响水深遥感精度的原因并采用幂函数形式的修正项对相关模式进行修正加以解决，并提出：图像处理质量的高低和相关公式建立的好坏是提高水深遥感精度的关键所在；黄家柱12州等在分析水深遥感机理的基础

4、上，利用TM遥感数据，建立了长江南通河段水深遥感双波段比值模型，指出TM数据对含沙量较高的长江口段浅水水深进行探测具有一定的效果；陈鸣130J等结合长江口水域的水沙特性，对长江口水深按不同深度等级分段采用比值模型，所得的遥感水深图与实测水深图平均一致率达82％。3)多波段模型为了消除不同底质反射率的影响，更为有效的方法是采用线性多波段的方法。许殿元1311利用MSS4，MSS5，MSS7三波段数字图像，建立了水深与图像灰度的关系，分析了黄河口海域的水深分布情况；王文【32】等应用线性多波段法作水深反演时，提出

5、了一整套利用地理信息系统技术辅助进行遥感水深研究的方法，并将其应用于长江口的水深遥感研究工作中，以实践表明了GIS技术很好地弥补了单纯遥感图像处理方法的不足，提高了数据处理和信息提取的效率和精度；4)神经网络模型施英妮【33】利用半分析海洋辐射传递模型模拟典型浅水的高光谱遥感反射比数据，利用所获得的模拟数据集建立三层人工神经网络模型用于浅海水深反演，并于基于非线性最优化方法的反演模型所得到的结果进行了比较，证明了人工神经网络的优越性；徐升，张鹰【34J等利用长江口北港河道上段遥感反射率和同步水深数据之间的相关

6、性，建立线性回归和神经网络模型，分两种情况进行水深反演：一是以河道全部历史样本建模；二是将河道按自然水深划分为浅水区和深水区分别建模。结果表明：无论水深分区建模与否，神经网络模型预测误差均小于线性回归模型，其分析过程和结果都有广阔的应用前景。5东南人学硕fj学位论文1．5论文的主要工作及论文组织结构1．5．1水陆边缘提取算法的分析与研究一般的图像分割和边缘检测的方法在河道的遥感图片上并不能得到满足工程需求的效果，这主要是因为河道的遥感图片包括陆地上的信息，传统的方法对整幅图像做相应的处理，陆地部分处理后出现很

7、多的不需要的边缘信息，需要后期人工剔除。本文的工作将从以下几个方面对水陆边缘提取进行研究：1)使用区域生长算法获取snake模型的初始化轮廓2)将具有梯度方向信息的外部力引入snake模型，进行航道边缘提取：3)将贪心算法用于改进候选边缘点的选取；4)将小波变换应用到基于snake模型中；5)利用快速均值漂移法对原始图像进行预分割，并对分割后的图像进行标志，然后将聚类后赋值得到的新图像中的大量的弱边缘信息加入到边缘指标方程g中；6)对levelset算法加以改进，提高边缘提取速度和目标边缘轮廓的精度；7)对基

8、于边界和基于区域算法的分析，同时考虑边界和区域两方面信息进行能量函数的设计，并通过自适应系数进行调节。1．5．2水深反演模型的分析与研究水深反演模型的选取必须结合研究水域的特点，建立适合于所研究水域的水深反演模型。本文研究内容主要包括以下几个方面：1)在数据准备方面，主要研究如何更好的由其周围的遥感测量点的各波段遥感反射率，插值出水深实测点对应的各波段遥感反射率；2)通过相关性分析，选取较好的水深因