Método de extração da linha d'água de áreas de maré baseado em formas de onda mistas mar-terra do laser infravermelho aerotransportado

ZHAO Xinglei ,  

GAO Jianfei ,  

ZHOU Fengnian ,  

摘要

Na zona de transição mar-terra, o ponto do laser pode conter simultaneamente oceano e terra, gerando assim uma forma de onda mista mar-terra. Se as formas de onda mistas forem identificadas com precisão, é possível utilizar essas formas para extrair a localização exata da linha d'água. Este artigo considera a existência de formas de onda mistas mar-terra e propõe um método de reconhecimento baseado no LiDAR oceânico aerotransportado AOL (Airborne oceanic LiDAR) com laser infravermelho, além de propor um método para extração da linha d'água utilizando essas formas de onda mistas. Primeiramente, são extraídas características completas do laser infravermelho do AOL e realizada uma redução de dimensionalidade; em seguida, a forma de onda do AOL é classificada de forma difusa para obter a matriz de pertencimento, sendo as formas de onda mistas mar-terra determinadas pelo método de máxima variância entre classes de Otsu; após isso, o algoritmo de agrupamento densidade DBSCAN é utilizado para identificar e remover formas de onda mistas classificadas incorretamente; posteriormente, combinando as informações de posição dos pontos de laser correspondentes às formas de onda mistas mar-terra, obtém-se a posição da linha d'água utilizando o algoritmo de suavização PAEK. Finalmente, a equação do LiDAR é estendida, apresenta-se a forma da equação do radar para o laser infravermelho mar-terra misto, e realiza-se uma análise diferencial das formas de onda oceânicas, terrestres e mistas por meio da combinação da análise teórica da equação do radar e validação com dados medidos, proporcionando uma base teórica para o estudo das formas de onda mistas causadas pela coexistência de mar e terra no ponto do laser infravermelho. A validade e eficácia do método e da equação propostos foram verificadas utilizando um conjunto de dados real do AOL coletado pelo sistema Optech CZMIL. Em comparação com o método tradicional de limiar de elevação do AOL, o método de formas de onda mistas proposto reduziu a média e o desvio padrão do erro na extração da linha d'água em 24,07% e 9,76%, respectivamente, aumentando o índice SSIM em 0,031, oferecendo uma nova abordagem para a extração da linha d'água de áreas de maré com AOL.

关键词

LiDAR oceânico aerotransportado; laser infravermelho; classificação de formas de onda mar-terra; formas de onda mistas mar-terra; linha d'água de áreas de maré

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