滩海水深遥感反演模型应用研究

遥感水深反演海道测量业务化应用中的评估与思考
王昭;白亭颖
【期刊名称】《测绘通报》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】水深是海道测量最重要的地理要素,反映海底地貌形态和航区通航能力,在海道测量中占有重要的地位,遥感水深反演(SDB)对于补充传统声学测深系统效率不足具有重要意义。

本文通过对现有研究总结,从实地因素、影像因素和反演方法3个维度分析了反演考量的要素,对照海道测量精度要求和业务化需求两个维度对水深反演适用性进行了评估。

结果表明,精度方面,SDB水平精度已经满足要求,大部分多光谱反演相对垂直精度约达20%,但受水体浑浊程度影响较大,距海道测量业务化应用尚有不足,海底覆盖方面已经有了很好的实践。

最后,从不确定性可控性、反演模型外推和多源数据同化方面分析了SDB应用所面临的问题,并给出了一些思考和建议。

【总页数】6页(P129-133)
【作者】王昭;白亭颖
【作者单位】武汉大学资源与环境科学学院;交通运输部北海航海保障中心天津海事测绘中心
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.GBDT模型在遥感水深反演中的应用
2.XGBoost算法在多光谱遥感浅海水深反演中的应用
3.卫星遥感反演水深技术在偏远地区海图测量中的应用
4.浅析机器学习算法在遥感水深反演中的应用
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基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法1. 引言浅海水深是海洋环境的重要指标之一，它不仅影响着海洋生物的分布和生长，还对海洋工程和资源的开发利用具有重要意义。

准确快速地获取浅海水深信息对于海洋研究和利用具有重要意义。

传统的获取浅海水深信息的方法主要是通过水下测深仪进行地面观测，这种方法存在着工作效率低、成本高、受天气影响大等问题。

而基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法则可以通过卫星遥感技术实现对海洋水深的快速准确获取，因此备受关注。

2. 基本原理在浅海水域中，水体的吸收、散射和反射作用对光的传播具有重要影响。

水深的不同会导致光在水体中的传播方式和路径发生变化，不同深度的水体对应着不同的光谱特征。

基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法利用了这一原理，通过分析水体的光学特性，可以间接推算出水深信息。

3. 数据获取和处理为了实现基于光谱分层的浅海水深遥感反演，首先需要获取海洋的遥感图像数据。

目前，卫星遥感技术已经能够提供高分辨率、多光谱的遥感图像数据，这为浅海水深遥感反演提供了坚实的数据基础。

需要对获取的遥感图像数据进行预处理和特征提取，以获得水体的光学特性信息。

4. 算法模型基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法主要依靠遥感图像的光学特性参数和数学模型进行水深反演。

目前，常用的算法模型包括改进的水深反演模型、颗粒摩尼模型等。

这些模型着重于分析水体的反射率、透明度等光学特性参数，通过建立水深与光学特性参数之间的定量关系，实现了对水深的定量估算。

5. 应用与展望基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法已经被成功应用于浅海水深的遥感监测与研究中，并取得了一定的成果。

随着遥感技术的不断发展和完善，基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法将进一步提高反演水体精度和时效性。

未来，我们可以期待该方法在海洋资源开发、海洋环境监测等领域发挥更大的作用。

6. 个人观点基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法作为一种新兴的水深遥感技术，具有很大的应用潜力。

基于人工神经网络技术的多光谱遥感水深反演研究——以南海岛礁为例发布时间：2021-11-09T08:24:43.383Z 来源：《中国科技人才》2021年第23期作者：郑健1 文明2 陈鹏3 玉秋明4 [导读] 水深是保障船舶航行、开展港口码头和海洋工程建设、制定海岸和海岛规划的必要基础数据。

广西壮族自治区遥感中心广西南宁 530023摘要：利用多光谱遥感数据中的光谱特征与水深之间存在相关性，利用已知水深基准点，结合遥感影像成像时刻潮高，制作反演样本点，建立光谱特征因子与水深的非线性相关回归模型，由点及面，实现浅海水深反演。

本文依托中国自然资源航空物探遥感中心二级项目《南海重点区遥感综合调查及关键技术与标准研究》，从遥感影像光谱特征入手，通过神经网络模型获取光谱波段及波段组合等因素与水深的映射关系，映射关系隐藏在训练后的神经网络模型当中，将研究区光谱特征因子输入该模型中，得到研究区水深数据。

研究表明，利用人工神经网络技术的多光谱遥感反演中国南海岛礁周边浅海水深的方法有效可行。

关键词：人工神经网络；多光谱遥感；水深反演；南海岛礁1、引言水深是保障船舶航行、开展港口码头和海洋工程建设、制定海岸和海岛规划的必要基础数据。

浅海是集中了岛礁、浅滩等碍航危险物较多的海区，浅海水深测量对于保障船舶航运安全具有重要的意义。

常见的水深测量方法是利用安装在测量船上的测深设备和定位设备直接进行测量，需要测量船按计划测量航线在测量海区上进行航行，对于存在暗礁的危险海区、存在主权争议或被他国非法侵占的岛礁附近海区，往往无法完成水深测量工作。

随着我国海洋卫星技术的进步和发展，使用遥感观测海洋信息的能力得到增强，利用遥感数据进行海洋信息提取与要素定量反演逐渐成为新的研究课题。

发展基于卫星遥感信息平台的水深反演技术，并将其应用于获取存在危险或争议的浅水海区的水深已成为一种新颖的水深测量手段，对于航运安全，海洋开发，军事部署等具有重要意义。

基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法浅海水深遥感反演是海洋遥感领域的重要研究方向之一。

为了有效地获取浅海区域的水深信息，采用光谱分层的方法可以提高遥感反演的精度和可靠性。

本文将介绍一种基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法。

首先，我们需要了解什么是浅海水深遥感反演。

浅海区域通常是指水深在几十米到几百米范围内的地区，这些地区的海底地形复杂多变，传统的测深方法难以实施。

因此，利用遥感技术从航空或卫星平台上获取浅海区域的水深信息成为一种重要的手段。

浅海水深遥感反演方法就是通过遥感影像中的相关信息，推算出浅海区域的水深分布。

光谱分层是一种在遥感反演中常用的方法，它基于水体中不同波段的光谱信息来推断水中的不同成分，进而获得水深信息。

光谱分层的理论基础是光在水体中的吸收和散射特性。

不同波段的光谱反射率与水中的溶解物、悬浮物和藻类等有关，通过分析不同波段的反射率，可以估算出这些成分的浓度，进而推算出水深信息。

在基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法中，首先需要获取浅海区域的遥感影像。

这些影像通常包括多个波段的光谱数据，比如可见光、近红外等。

这些数据可以通过卫星遥感平台进行获取，也可以通过无人机等技术获取。

接下来，需要对这些遥感影像进行预处理，包括大气校正、几何校正等。

这些步骤可以提高数据的质量和准确性。

然后，通过光谱分层的方法对遥感影像中的不同波段进行分析。

这一步骤可以使用各种遥感算法和模型来进行，比如基于物理模型的反演方法、统计学方法等。

这些方法可以通过波段之间的关系来推算出水体中的不同成分的浓度，并获得水深信息。

最后，对浅海区域的水深进行反演。

根据遥感影像中的光谱分层结果，可以建立浅海水深与光谱反射率之间的模型，通过模型可以推算出水深的分布。

值得注意的是，不同波段的光谱信息对水深反演的精度和可靠性有着不同的影响。

因此，在进行反演时需要结合多个波段的信息，以提高反演的准确性。

综上所述，基于光谱分层的浅海水深遥感反演方法可以通过分析遥感影像中不同波段的光谱信息，推算出浅海区域的水深分布。

遥感水深反演的stumf模型【实用版】目录1.引言2.遥感水深反演的方法1.解析法2.统计法3.STUMF 模型的原理1.模型构建2.模型参数4.STUMF 模型的应用5.结论正文引言遥感水深反演是遥感技术在海洋领域中的一个重要应用。

准确的水深信息对于海洋资源开发、航海安全以及海洋环境保护等方面具有重要意义。

目前，遥感水深反演方法主要有解析法和统计法两种。

本文主要介绍一种基于 STUMF 模型的遥感水深反演方法。

一、遥感水深反演的方法1.解析法解析法主要是通过建立传感器接收的辐射亮度值与底质反射率之间的关系，进而推算出水深。

这种方法的关键在于建立辐射亮度值与底质反射率之间的精确关系。

2.统计法统计法主要是基于大量的实测数据，建立水深与遥感图像特征之间的统计关系。

这种方法的关键在于选择合适的遥感图像特征以及建立有效的统计模型。

二、STUMF 模型的原理1.模型构建STUMF（Simple Time-domain Model Function）模型是一种简单的时域模型函数，主要用于水深反演。

该模型主要包括两个部分：辐射传输模型和底质反射模型。

2.模型参数STUMF 模型的参数主要包括：水深、底质类型、辐射亮度值、底质反射率以及遥感图像的空间分辨率等。

这些参数可以通过实测数据或先验知识进行获取。

三、STUMF 模型的应用STUMF 模型在遥感水深反演中具有广泛的应用。

通过对遥感图像进行预处理，提取出有用的水深信息，可以实现对海洋底部的准确测量。

同时，STUMF 模型还可以与其他遥感图像特征相结合，提高水深反演的精度和可靠性。

结论遥感水深反演是遥感技术在海洋领域的重要应用之一。

STUMF 模型作为一种简单的时域模型函数，在遥感水深反演中表现出良好的性能。

遥感技术在深海沉积物探测中的应用研究深海是地球表面上水深超过200米的海域，由于其深入海底和海中环境的封闭性，其沉积层的成因和演变具有很大的特殊性和局限性，故而对于深海沉积物的含量、质量和类型等方面的研究，具有重要的意义。

而由于深海环境的恶劣性和深度的限制性，想要通过传统的海洋采样等手段进行深海沉积物的认识和研究变得非常棘手，而遥感技术的出现，为创造更多的深海沉积物知识提供了新的机会。

深海沉积物探测技术的发展历程20世纪80年代，国际社会逐渐开始重视深海资源的开采和深海沉积物的探测等问题。

由此，各国进行了大量的深海科学研究，致力于开发一系列高效便捷的深海沉积物探测技术。

随着遥感技术的引入，人们可以使用各种遥感数据来推断深海地貌和水下地形，从而为深海沉积物探测提供便利。

在过去的几十年中，遥感技术取得了显著的进展，从飞机使用红外线、可见光和雷达图像，到卫星使用电磁波图像，这些技术的信息分析和空间分辨率的不断提高，为深海沉积物探采提供了方便。

遥感技术在深海沉积物探测中的应用1. 依靠沉积物的特征进行判断基于深海沉积物的成分、颜色和纹理等特征，可以使用遥感技术进行识别分类和量化分析。

例如，利用可见光和红外遥感图像确定出水下热泉等特殊的温度分布区域，再加上海底地貌的特征来描述深海沉积物的分布和组成，提高了深海海底地图的制作质量。

2. 利用遥感数据的颜色反差作为依据深海沉积物的特定颜色是探测过程中的一个重要线索。

例如，高红外辐射的多普勒海表面探测器（Doppler Ocean Surface Radar，DOSR）可以观察到海洋表面的颜色反差差异，因此可以确定不同水质环境下的深海沉积物分布的范围。

3. 利用卫星数据进行远程探测和量化分析利用卫星数据可以遥感得到大范围且高度的解析度，从而可以非常快速地获取深海沉积物的类型和分布情况，并且可以通过图像手段进行快速的识别和计算分析，使得数据和结果变得更加精确和全面。