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海岸线位置的确定对海岸带综合管理具有重要意义,利用遥感技术进行海岸线提取受到越来越多的关注。目前海岸线遥感提取主要存在两方面问题:1)海岸的类型有很多种,不同类型的海岸具有不同的地物特征,单一算法无法保证海岸线提取精度。2)由于受潮汐等因素的影响,从遥感图像上直接提取的水陆交界线并不是真正意义上的海岸线,要想获取真正的海岸线,需要将水边线进行潮位校正至平均大潮高潮线。
本文针对现有研究多为利用遥感图像进行瞬时水边线提取、缺少潮位校正和精度验证的问题,提出一种结合海岸类型和潮位校正的海岸线遥感提取方法。以秦皇岛市的海岸为例,结合海岸类型对高分辨率SPOT-4和SPOT-5卫星图像进行瞬时水边线提取,提取方法包括最小噪声分离(MNF)变换、改进的归一化差异水体指数(MNDWI)、数学形态学方法和改进的Canny边缘检测方法。
在精确提取瞬时水边线的基础上,分别采用基于验潮站数据和结合DEM数据的方法对水边线进行潮位校正。利用同时期海岸线现场GPS测量数据对提取的海岸线进行精度验证。GPS测量点到校正后岸线的距离平均值分别为3.48m和6.82m,比未校正的9.54m小,校正后的岸线提取精度比未校正高。基于验潮站数据的方法校正后岸线精度最高,82%的GPS测量点到该方法校正后岸线的距离小于5m(1/2个像素)。
最后,基于本文方法提取的多时相海岸线数据,对秦皇岛市北戴河砂质海岸进行岸线变化分析。2006年至2009年间,区域内海岸线共向陆地方向移动3.30m,;2009年至2011年间,区域内海岸线共向海洋方向移动3.02m。