基于IKONOS的廟子湖島附近淺海水深反演研究.pdf

1、淺海是靠近海岸，水深較淺，其中有島嶼和大量礁、灘涂分布的區(qū)域[1]。淺海水深是海洋環(huán)境的重要參數(shù)，是船艦航行的安全保障，是水資源利用的前提條件，屬于海洋測(cè)繪的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，對(duì)于海岸保護(hù)和興建起到很大的作用。長期以來，主要使用船艇直接測(cè)量水深，使用的設(shè)備主要是測(cè)深桿、測(cè)深錘、回聲測(cè)深儀等，不過現(xiàn)階段，多以多波束聲納和六分儀、雷達(dá)定位儀、GPS等定位設(shè)備結(jié)合使用[2]。但是這種方法工作起來十分復(fù)雜，耗費(fèi)大量的人力、物力并且還存在著盲區(qū)

2、。由于科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，特別是遙感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)、空間遙測(cè)技術(shù)的迅猛發(fā)展[3]，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入到水深遙感的一個(gè)重要階段，為水深研究定量化帶來了巨大的機(jī)遇和改善。同時(shí)借助多光譜遙感技術(shù)手段的快速，范圍廣以及周期性段特點(diǎn)，可以彌補(bǔ)很多船艇直接測(cè)量的不足，為水深測(cè)量注入了新的活力。
　　遙感應(yīng)用于水深反演相比于其他手段來說比較高級(jí)。太陽輻射能量到達(dá)水面要首先與大氣接觸，并與大氣發(fā)生相互作用包括大氣的吸收、反射以及散射，這樣到達(dá)水面的太陽

3、輻射能，一部分進(jìn)入水體，一部分被反射到大氣中。然而進(jìn)入水體的那部分能量，由于水體的吸收和散射又不斷衰減，最后也只有很少的能量到達(dá)水底。到達(dá)水底的能量又經(jīng)過水底反射后再次折回到大氣中被傳感器接收[4]。利用多光譜遙感技術(shù)手段進(jìn)行水深值反演，關(guān)鍵在于建立遙感影像光譜值與水深值之間的關(guān)系。
　　由于遙感水深值與遙感影像像元值之間存在一種關(guān)系，本文以IKONOS高分辨率多光譜數(shù)據(jù)和1∶1實(shí)測(cè)水深成果圖作為數(shù)據(jù)源，通過構(gòu)建統(tǒng)計(jì)回歸模型、BP

4、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及一種基于輻射傳輸模型的非線性模型進(jìn)行未知水深反演。由于水體清澈度對(duì)水深反演有一定的的影響，因此根據(jù)水體在紅光波段的反射特性，本文把研究區(qū)域大致分成四個(gè)不同的渾濁度區(qū)域。并在不同的渾濁度區(qū)域?qū)θN模型進(jìn)行驗(yàn)證分析。
　　統(tǒng)計(jì)回歸模型是借助多種已知函數(shù)形式對(duì)遙感影像像元值與水深值之間的關(guān)系進(jìn)行擬合，通過檢驗(yàn)，這種模型在四種不同的渾濁度區(qū)域，水體越清澈的區(qū)域反演精度相對(duì)來說比較好，平均相對(duì)誤差為0.15，標(biāo)準(zhǔn)差為3.60