[发明专利]一种利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法

权利要求书

1.一种利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法，其特征在于其包括以下步骤：

（1）获得包含海面波浪信息的高分辨率光学遥感图像，采用几何校正方法进行遥感图像定位配准，使其具有较准确的地理空间参考；

（2）测量远岸深水区海浪波长；

（3）计算工作区的海浪频率；

（4）选定一定数量的测量点；

（5）计算每一个测量点的海浪波长；

（6）计算每一个测量点的水深；

（7）对全部测量点的水深数据进行空间插值，获得工作区的地形数字高程模型，提取等深线信息，完成浅海地形提取。

2.如权利要求1所述的一种利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法，其特征在于步骤（2）中以遥感图像上离海岸最远的位置为起点，沿尽可能垂直于海岸的参考线，以50-100个像素为步长（r）依次截取8—12个系列子图，子图的大小为N×N像素，其中N为例如64、128、256、512 的2的指数，采用二维快速傅里叶变换（FFT）计算每个子图的频率谱，选定频率谱中频率最高处，确定其相对中心点的位置（u，v），计算该子图的海浪波长，计算公式如下：

其中为所求的海浪波长（单位：m），为遥感图像分辨率（单位：m），为子图像大小（单位：像素），逐一计算获得全部系列子图的海浪波长，计算系列海浪波长的算术平均作为远岸深水区的海浪波长。

3.如权利要求1所述的一种利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法，其特征在于步骤（3）中根据步骤（2）计算获得的远岸深水区的海浪波长，计算海浪频率，根据线性波理论，在满足水深的深水区，海浪频率仅与海浪波长相关，海浪频率的计算方法如下：

其中，为海浪频率（单位：Hz），为海浪波长，为重力加速度（单位：ms^-2），根据线性波理论，海浪频率在海浪传播到近岸的过程中比较保守，基本不变，因此，此海浪频率可以作为整个工作区的海浪频率。

4.如权利要求1所述的利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法，其特征在于步骤（4）中根据光学遥感图像上海面波浪信息分布特征，在海浪信息清晰的区域选择测量点，测量点的位置尽可能均匀地分布于工作区域内，且测量点的数量尽可能多。

5.如权利要求1所述的利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法，其特征在于步骤（5）中根据步骤（4）确定的每一个测量点计算海浪波长，计算操作步骤如下：1）在基本垂直于海浪条纹的方向上，通过测量点绘制一条辅助线，使其跨越2-5个连续分布的海浪条纹；2）依辅助线位置提取遥感图像的灰度剖面线，对于海浪清晰的区域，剖面线呈现波浪形；3）依次计算连续两个波峰之间的距离，作算术平均后作为该测量点的海浪波长。

6.如权利要求1所述的利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法，其特征在于步骤（6）中根据步骤（5）中计算获得的测量点的海浪波长和步骤（3）中计算获得的工作区海浪频率，计算测量点的水深，计算方法如下：

其中，为水深值（单位：m），为海浪频率，为海浪波长，为重力加速度。

7.如权利要求1所述的利用单景高分辨率光学遥感图像提取浅海地形的方法，其特征在于步骤（7）中将通过步骤（6）完成水深计算的所有测量点进行水深数据空间插值计算，构建连续的栅格化浅海地形数字高程模型（DEM），提取等深线。