基于深度學(xué)習(xí)和遙感影像的海岸線提取方法研究與實(shí)驗(yàn)

程海燕

（廣西壯族自治區(qū)海洋研究院 廣西壯族自治區(qū)南寧市 530023）

1 前言

海岸線的概念在各個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有統(tǒng)一的定義。在海洋管理中，海岸線定義為多為平均大潮高潮時(shí)水陸分界的痕跡線，是海洋和陸地行政管理的行權(quán)邊界線。在海洋測(cè)繪中，需要通過(guò)海岸地形、平均潮位等計(jì)算海岸線的位置。在海洋遙感中，海岸線主要是指衛(wèi)星或無(wú)人機(jī)等遙感設(shè)備掃過(guò)時(shí)刻的海陸分割線。按照有關(guān)調(diào)查規(guī)程，海岸線總體分為自然岸線、人工岸線和其他岸線等，其中自然岸線又劃分為基巖岸線、砂質(zhì)岸線、泥質(zhì)岸線和生物岸線。海岸線作為一種特殊的自然資源，是海洋管理中重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。傳統(tǒng)的提取方式包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和影像數(shù)據(jù)提取?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量即采用GPS定位技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘和測(cè)量獲取岸線拐點(diǎn)坐標(biāo)連接成海岸線，通常存在耗時(shí)長(zhǎng)、外業(yè)工作量大、淤泥灘涂和基巖岸段測(cè)量困難的情況。影像數(shù)據(jù)提取指以各類衛(wèi)星攜帶的傳感器設(shè)備獲取影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行人工目視解譯或機(jī)器自動(dòng)解譯的方式提取。但因海岸線具有狹長(zhǎng)、連續(xù)、多樣性等特征，計(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯有基于邊緣檢測(cè)、基于超像素和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的圖像處理等算法，這些算法是通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行紋理分析或邊緣檢測(cè)對(duì)海岸線進(jìn)行提取，但受圖像噪聲、海陸復(fù)雜散射及岸線類型多樣性的影響，均需要人為設(shè)置相關(guān)參數(shù)或選取特征，各種處理算法離不開(kāi)人工判讀。海岸線兩側(cè)地物類型和開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀復(fù)雜，在遙感影像中反演出來(lái)的地理環(huán)境要素和光譜特征差異明顯，通過(guò)常規(guī)的人工目視解譯、人機(jī)交互或機(jī)器自動(dòng)解譯等方法使得海岸線提取過(guò)程復(fù)雜、提取效率和提取精度較低。……