Método automático de detección del hielo marino anual en el Mar de Bohai basado en partición adaptativa de concentración de partículas en suspensión

QIU Huachang ,  

GONG Zhaoning ,  

ZHAO Yuxin ,  

WU Hongwei ,  

摘要

El hielo marino anual es un indicador importante del cambio climático en climas templados, siendo el hielo delgado con un grosor menor a 10 cm especialmente sensible a la respuesta al cambio climático. Para abordar el problema de la fuerte variabilidad espectral, cambios significativos en la reflectancia y la dificultad para detectar hielo delgado en la zona de alta dinámica de sedimentos en suspensión del Mar de Bohai, este estudio propone un método de partición adaptativa basado en características de la forma espectral que divide dinámicamente el Mar de Bohai en regiones de baja y alta concentración de partículas en suspensión. Después de la partición, la heterogeneidad de la concentración de partículas en suspensión en la región se reduce significativamente, mejorando eficazmente la detectabilidad del hielo delgado con un grosor inferior a 10 cm. Sobre esta base, se utiliza un método de umbral de pico único para determinar automáticamente el umbral de segmentación, y se integran características de borde para mejorar la robustez del algoritmo. Este método se aplicó a datos de imágenes ópticas MODIS, Sentinel-2, GF-1, Sentinel-3 y GOCI, y se validó la precisión con 12 escenas de interpretación de hielo marino de 2017 a 2019 y muestras de imágenes de teledetección de alta resolución del Centro de Pronóstico Marítimo del Norte del Ministerio de Recursos Naturales. Los resultados muestran que la precisión de clasificación supera el 90%, adecuado para varios sensores ópticos; los experimentos de simulación con un modelo de mezcla espectral lineal confirman que este algoritmo puede identificar eficazmente hielo marino anual con una densidad superior al 30% en zonas de alta dinámica de sedimentos en suspensión. Este estudio proporciona un soporte metodológico efectivo para la monitorización operativa del hielo marino mediante datos ópticos multifuente.

关键词

Mar de Bohai; hielo marino anual; imágenes multiespectrales ópticas; concentración de partículas en suspensión; índice CCI; partición adaptativa; método de umbral de pico único; algoritmo de detección automática

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