基于LIDAR数据的海（岛）岸线自动提取_沈蔚.pdf

基于 LiDAR 数据的海(岛)岸线自动提取
沈蔚 1,3, 杨龙 2, 朱瑞芳 1, 郭立新 1, 吴忠强 1, 朱卫东 1*
1. 上海海洋大学海洋科学学院, 上海, 201306, 中国;
2. 国家海洋局第一海洋研究所, 青岛, 266061, 中国;
3. 海岛(礁)测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室, 青岛, 266510, 中国
摘要: 本文以海(岛)岸线为研究对象,在对 LiDAR 数据的存储格式、处理流程进行了分析
后,基于平均大潮高潮和反射强度过滤 LiDAR 点云数据,引入 Alpha Shapes 模型算法对数据进
一步滤波并同时进行海(岛)岸线自动提取。经与实测岸线叠加对比,该方法自动提取的海(岛)
岸线平面精度,且具有良好的自适应性、速度快、稳定性高等特点,非常适合各类海(岛)岸线
提取。
关键词: LiDAR,海(岛)岸线,提取算法,Alpha Shapes
取则不受地表、海况、环境等条件限制,
其数据源主要有:传统光学卫星影像和部分
1 引言
航空影像数据、SAR 数据、LiDAR 数据以及
视频成像等(,2010),其中利用光
海岸线是海陆分界线,在我国系指多年学影像数据进行海岸线的提取方法研究较
平均大潮高潮位时海陆分界的痕迹线。海岸多。在光学影像数据和 SAR 数据解译中,除
线是划分海洋与陆地行政管理区域的基准人工解译外,主要利用图像的边缘检测技术
线,是确定领海内水和陆地的分界线,是区或者对图像进行纹理分析将海岸线作为边
分海洋深度基准和陆地高程基准的分界线。缘检测出来(谢秀琴,2012)。随着计算机
由于各种自然和人为因素的影响,海(岛) 技术的飞速发展,自动解译技术的水平也不
岸线的位置和属性会发生变化,快速准确的断提高,各种新的算法不断出现,岸线提取
测定海岸线位置和属性的动态变化是人们精度也不断提高(谢秀琴,2012),此外部
研究海陆相互作用、沿海围垦、港口开发、分学者(刘艳霞等,2012)顾及到潮位、坡
城镇扩建等必须进行的一项技术活动,是海度与季节等一些因素的影响,提出新的方
域管理的基础信息,也是地形图测绘、海道法,近一步提高了岸线提取的精度。
测量、海岸带与海岛调查等的重要内容(申 LiDAR(Light Detection And Ranging)
家双,2009)。既机载激光雷达,能够快速获取地球表面的
当前常用的海(岛)岸线提取方法可分三维数据,是近十年开始应用的高新技术之
为实地测量和遥感获取两种。实地测量方式一,数字地球、数字城市、海洋、灾害、林
耗时费力、效率低、工作周期长,难以快速
反映海岸线的动态变化。而利用遥感技术获
基金项目: 上海市教育委员会科研创新项目(12ZZ159)、中科院空间光电技术重点实验室开放基金项目、海岛(礁)
测绘技术国家测绘地理信息局重点实验室资助项目。
第一作者简介: 沈蔚(1977-),男,江苏盐城人,博士,副教授,研究方向:海洋测绘、遥感、虚拟仿真。Email:
******@shou.
通讯作者简介:朱卫东(1979-),男,河南荥阳人,博士,讲师,研究方向:遥感分类与提取,GNSS 精密单点定位、
工程测量与海洋