В зоне стыка моря и суши луч лазера может одновременно содержать как морскую, так и наземную поверхности, что приводит к возникновению смешанных морско-наземных волн. Если удастся точно идентифицировать эти смешанные волны, то можно использовать их для извлечения точного положения береговой линии. В данной работе учитывается существование смешанных морско-наземных волн, предлагается метод их распознавания на основе инфракрасного лазера бортового морского лидарного комплекса AOL (Airborne oceanic LiDAR), а также метод извлечения береговой линии с использованием этих смешанных волн. Сначала выполняется комплексное извлечение признаков полноволновых данных инфракрасного лазера AOL и уменьшение размерности признаков; затем производится нечеткая классификация волн AOL с получением матрицы принадлежности, и с помощью метода максимальной межклассовой дисперсии Отсу определяются смешанные морско-наземные волны; далее применяется алгоритм плотностного кластерного анализа DBSCAN для распознавания и исключения ошибочно классифицированных смешанных волн; после этого с использованием пространственной информации лазерных точек, соответствующих смешанным волнам, и алгоритма сглаживания PAEK определяется положение береговой линии. В заключение расширяется уравнение лидарной системы, приводится выражение для уравнения инфракрасного смешанного морско-наземного лазера, проводится анализ различий морских, наземных и смешанных волн на основе теоретического анализа уравнения и экспериментальных данных, что обеспечивает теоретическую базу для исследования смешанных волн внутри лазерного пятна. Предложенный метод и уравнение были проверены с использованием реального набора данных AOL, собранного системой Optech CZMIL, показав корректность и эффективность. По сравнению с традиционным методом пороговой высоты AOL, предложенный метод смешанных волн снизил среднюю ошибку и стандартное отклонение при извлечении береговой линии на 24,07% и 9,76% соответственно, индекс SSIM увеличился на 0,031, что предлагает новый подход к извлечению береговой линии приливных отмелей с использованием AOL.
关键词
Бортовой морской лидар; инфракрасный лазер; классификация морско-наземных волн; смешанные морско-наземные волны; береговая линия приливных отмелей