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海岸带等水位线信息提取与垂直基准转换技术研究

申家双  
【摘要】:海岸带等水位线信息提取和垂直基准转换是制约海陆协同测图的技术“瓶颈”,也是海岸带地形测绘中必须解决的重要技术难点之一。本文着眼海岸带地形测绘应用需求,为解决目前海岸线测量劳动强度大、工作效率低等现实问题,利用航空航天遥感的高效、灵活等技术优势,结合海岸带特点,研究精确、高效获取海岸带陆部地理信息、建立海图和地形图垂直基准转换模型的理论与方法。论文的主要贡献和创新点如下: 1.分析了海图与地形图之间的主要差异及产生原因,提出了消除其差异的主要技术途径,包括统一图种、空间参考框架、制图标准、数据结构与格式等。 2.建立了地形图、海图以及海岸带地形图之间垂直方向实用的工程化基准转换模型,分别构建了中国近海5′×5′高精度潮汐调和常数模型、5′×5′理论最低潮面模型以及2′×2′海面地形模型。 3.将海岸带高程/深度基准转换模型应用于海岸带示范区测绘工程,完成了由深度基准向“1985国家高程基准”转换的精度估算,研究表明,一般海部要素转换精度优于35 cm,灯塔等特殊要素转换精度优于5cm。 4.深入分析了GAC(测地主动轮廓)模型和边缘检测算子在遥感图像分割中的优缺点,提出了一种融合canny算子和GAC模型的遥感影像水边线提取方法。实验结果表明,该方法提取遥感影像水边线可靠性高,特别适用于弱边缘水边线或水边线严重凹陷边界的提取,具有很好的平滑性和高精度。 5.将水边线等高约束条件应用于海岸带立体像对的绝对定向和区域网平差中,提出了水边线等高条件控制下遥感影像外部定向和区域网平差方法;利用精密潮汐模型计算摄影瞬间水边线的高程结果,提出了潮汐数据辅助下的遥感影像外部定向和区域网平差方法。应用上述方法较好地解决了海岸带缺少控制点的海部、岛礁、滩涂及边远地区定向精度差的难题,提高了测图精度。 6.研究了海陆地形信息的融合拼接方法,提出了基于潮汐模型的等水位线信息提取方法,并通过对舟山地区某岛屿航空影像和水深数据进行的实际应用试验,验证了本算法的可行性。


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