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一种基于多时相边线的海岸线自动判别方法

阅读:23发布:2024-02-17

专利汇可以提供一种基于多时相边线的海岸线自动判别方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 充分考虑岸线 位置 确定原理,即基于遥感影像得到的多时相 水 边线上边界近似平均大潮高潮线即海岸线,发明了一种基于多时相水边线的海岸线自动判别方法,基本步骤为:遥感影像预处理并提取水边线;计算两条水边线的交点坐标并根据交点进行分段;计算每一段端点的连线及其垂线;建立平面直 角 坐标系 ;比较纵轴与水边线交点纵坐标大小,纵坐标大的水边线为上边界;逐段判别并合并,循环实现多条水边线判别得到海岸线。本发明提供的方法科学合理,易于实现,利用本方法实现基于多时相水边线的海岸线的自动判别,提高了海岸线判别的效率。,下面是一种基于多时相边线的海岸线自动判别方法专利的具体信息内容。

1.一种基于多时相边线的海岸线自动判别方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对预处理后的遥感影像进行水边线提取得到多时相水边线。
对同一地区不同时期遥感影像预处理并分别提取水边线,每幅影像对应水边线依次命名为S1,S2,…,Sn;
(2)计算水边线交点并分段。选取步骤(1)中提取的水边线当中的两条水边线S1和S2,S1和S2的交点坐标依次为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm+1,ym+1),将S1,S2以交点为分界点分为m段,每一段都包括两条水边线S1m,S2m,每段端点的连线按顺序命名为L1,L2,…,Lm;
其中,m+1表示S1,S2的交点个数,规定只将两条水边线首尾交点之间的部分作为待判别水边线,其余部分忽略不计。
(3)在每段端点的连线上建立平面直坐标系。计算Lm的斜率k1m及中点Zm坐标(xzm,yzm),求过Zm且与Lm垂直的直线Cm,以Zm为坐标原点,Lm为x轴,Lm的垂线Cm为y轴,对L1,L2,,...,Lm每一段水边线都建立平面直角坐标系;
其中,规定x轴正方向为L1到Lm的方向,若陆地在x轴正方向右侧,则规定y轴正方向为x轴右侧,若陆地在x轴正方向左侧,则规定y轴正方向为x轴左侧。
(4)水边线上边界判别。分别计算Cm与S1m,S2m的交点J1m,J2m的坐标,比较J1m,J2m的纵坐标,纵坐标大的水边线为第m段的上边界,将每段水边线的上边界合并为一条水边线H1,得到S1,S2的水边线上边界;
(5)根据步骤(4)中得到的水边线上边界完成海岸线的自动判别。将H1与S3根据步骤(2)到步骤(4)进行判别,得到水边线上边界H2,依次类推,对n条水边线依次判别,直至得到Hn-2与Sn的水边线上边界Hn-1,实现海岸线的自动判别。
2.根据权利要求1所述的一种基于多时相水边线的海岸线自动判别算法,其特征在于:
所述步骤(3)中平面直角坐标系是以Zm为坐标原点,Lm为x轴,Lm的垂线Cm为y轴,x轴正方向为L1到Lm的方向,若陆地在x轴正方向右侧,则y轴正方向为x轴右侧,若陆地在x轴正方向左侧,则y轴正方向为x轴左侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于多时相水边线的海岸线自动判别算法,其特征在于:
所述步骤(5)中多时相水边线的判别过程为将H1与S3根据步骤(2)到步骤(5)进行判别得到水边线上边界H2,依次类推,对n条水边线依次判别,直至得到Hn-2与Sn的水边线上边界Hn-1,即海岸线Hn-1。

说明书全文

一种基于多时相边线的海岸线自动判别方法

技术领域

[0001] 本发明涉及遥感图像处理领域,尤其涉及海岸线提取的应用领域,具体说是一种基于多时相水边线的海岸线自动判别方法。

背景技术

[0002] 海岸线是海陆分界线,在我国系指多年平均大潮高潮位时的海陆分界线。在自然环境和人类开发的影响下,海岸线一直处于变化状态中,准确地掌握海岸线位置、变迁过程和未来变化趋势对于指导海岸养殖、航行运输等活动都具有十分重要的意义。
[0003] 传统海岸线测绘方法主要为实地测量法和摄影测量法。海岸线范围广、变化快、地物破碎,增加了海岸线调查的复杂性,传统探测方法劳动强度大、工作周期长、效率低下,难以实现海岸线的动态监测,而且受地理环境等条件的限制,导致调查区域不易到达,测绘难度大。
[0004] 现代遥感技术是一种以物理手段、地学分析和数学方法为基础的对地观测综合性应用技术,数据获取能强,具有大范围、高时间分辨率、多光谱、多时相、不受天气地理环境条件制约等优势,是海岸线监测与提取的有效技术手段。
[0005] 基于遥感影像的海岸线自动提取的现有方法种类繁多,但大部分自动提取方法提取的结果都是卫星过境时刻的瞬时水边线,该水边线不一定为真正的海岸线,即平均大潮高潮线。多时相的遥感影像落在大潮高潮时间窗口内的可能性更大,可将基于遥感影像得到的多时相水边线上边界近似成平均大潮高潮线,因此本发明提出一种多时相水边线上边界自动判别方法,实现真实海岸线的自动判别。

发明内容

[0006] (一)要解决的技术问题
[0007] 本发明提供了一种基于多时相水边线的海岸线自动判别方法,通过充分考虑多时相水边线自动判别海岸线的原理,实现多时相水边线上边界的自动判别。
[0008] (二)技术方案
[0009] 本发明包含以下步骤:
[0010] (1)对预处理后的遥感影像进行水边线提取得到多时相水边线。
[0011] 对同一地区不同时期遥感影像预处理并分别提取水边线,每幅影像对应水边线依次命名为S1,S2,…,Sn;
[0012] (2)计算水边线交点并分段。选取步骤(1)中提取的水边线当中的两条水边线S1和S2, S1和S2的交点坐标依次为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm+1,ym+1),将S1,S2以交点为分界点分为m段,每一段都包括两条水边线S1m,S2m,每段端点的连线按顺序命名为L1,L2,…,Lm;
[0013] (3)在每段端点的连线上建立平面直坐标系。计算Lm的斜率k1m及中点Zm坐标 (xzm,yzm),求过Zm且与Lm垂直的直线Cm,以Zm为坐标原点,以Lm为x轴,以Lm的垂线Cm为y轴,对L1,L2,…,Lm每一段水边线都建立平面直角坐标系;
[0014] (4)水边线上边界判别。分别计算Cm与S1m,S2m的交点J1m,J2m的坐标,比较J1m,J2m的纵坐标,纵坐标大的水边线为第m段的上边界,将每段水边线的上边界合并为一条水边线 H1,得到S1,S2的水边线上边界;
[0015] (5)根据步骤(4)中得到的水边线上边界完成海岸线的自动判别。将H1与S3根据步骤 (2)到步骤(4)进行判别,得到水边线上边界H2,依次类推,对n条水边线依次判别,直至得到Hn-2与Sn的水边线上边界Hn-1,实现海岸线的自动判别。
[0016] 进一步,所述步骤(1)中预处理包括辐射校正和几何校正,提取水边线的算法为标记分水岭算法。
[0017] 进一步,所述步骤(2)中,m+1表示S1,S2的交点个数,规定只将两条水边线首尾交点之间的部分作为待判别水边线,其余部分忽略不计。
[0018] 进一步,所述步骤(3)中,Lm斜率的计算公式为:
[0019] kLm=(ym+1-ym)/(xm+1-xm)
[0020] 中点Zm坐标(xzm,yzm)计算公式为:
[0021] xzm=(xm+xm+1)/2
[0022] yzm=(ym+ym+1)/2
[0023] Cm直线方程的计算公式为:
[0024] y-yzm=kCm×(x-xzm)
[0025] kCm=-1/kLm
[0026] 其中,kLm,kCm分别为Lm,Cm的斜率,(xzm,yzm)为Lm中点坐标。
[0027] 进一步,所述步骤(4)中,坐标系正方向的确定方法为:以L1到Lm的方向为x轴正方向,沿x轴正方向,若陆地在x轴右侧,则y轴正方向为x轴右侧,若陆地在x轴左侧,则y轴正方向为x轴左侧。
[0028] (三)有益效果
[0029] 本发明的优点体现在:
[0030] 基于遥感影像的海岸线自动提取虽然已经获得了巨大发展,现有方法种类繁多,但是大部分自动提取方法提取结果都是卫星过境时刻的瞬时水边线,该水边线不一定为真正的海岸线,即平均大潮高潮线。因此提出岸线位置确定原理:基于遥感影像得到的多时相水边线最近邻陆地上边界近似平均大潮高潮线。本发明从算法角度考虑,将多时相水边线最近邻陆地上边界的判别利用算法实现,实现了自动判别,提高了海岸线判别结果的精确度,对海岸线的研究具有重要意义。附图说明
[0031] 图1为本发明实施的步骤流程图
[0032] 图2为水边线判别过程示意图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述:
[0034] 参照图1,本发明的具体实施步骤为:
[0035] (1)对同一地区不同时期遥感影像预处理并分别提取水边线,每幅影像对应水边线依次命名为S1,S2,…,Sn;
[0036] 其中,预处理包括辐射校正和几何校正,提取水边线算法为标记分水岭算法。
[0037] (2)参照附图2,选取步骤(1)中提取的水边线当中的两条水边线S1和S2,S1,S2的交点坐标依次为(x1,y1),(x2,y2),…,(xm+1,ym+1),将S1,S2以交点为分界点分为m段,每一段都包括两条水边线S1m,S2m,每段端点的连线按顺序标记为L1,L2,…,Lm;
[0038] 其中,m+1表示S1,S2交点的个数,规定只将两条水边线首尾交点之间的部分作为待判别水边线,其余部分忽略不计。
[0039] (3)在每段端点的连线上建立平面直角坐标系。计算Lm的斜率k1m及中点Zm坐标 (xzm,yzm),求过Zm且与Lm垂直的直线Cm,以Zm为坐标原点,Lm为x轴,Lm的垂线Cm为y 轴,对L1,L2,…,Lm每一段水边线都建立平面直角坐标系;
[0040] 其中,Lm斜率的计算公式为:
[0041] kLm=(ym+1-ym)/(xm+1-xm)
[0042] 中点Zm坐标(xzm,yzm)计算公式为:
[0043] xzm=(xm+xm+1)/2
[0044] yzm=(ym+ym+1)/2
[0045] Cm直线方程的计算公式为:
[0046] y-yzm=kCmX(x-xzm)
[0047] kCm=-1/kLm
[0048] 其中,kLm,kCm分别为Lm,Cm的斜率,(xzm,yzm)为Lm中点坐标。
[0049] 其中,规定L1到Lm的方向为x轴正方向,沿x轴正方向,若陆地在x轴右侧,则y轴正方向为x轴右侧,若陆地在x轴左侧,则y轴正方向为x轴左侧。
[0050] (4)水边线上边界判别。分别计算Cm与S1m,S2m的交点J1m,J2m的坐标,比较J1m,J2m的纵坐标,纵坐标大的水边线为第m段的上边界,将每段水边线的上边界合并为一条水边线 H1,得到S1,S2的水边线上边界。
[0051] (5)根据步骤(4)中得到的水边线上边界完成海岸线的自动判别。将H1与S3根据步骤 (2)到步骤(4)进行判别,得到水边线上边界H2,依次类推,对n条水边线依次判别,直至得到Hn-2与Sn的水边线上边界Hn-1,实现海岸线的自动判别。
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