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摘要:本发明公开了一种海上风机引起的潮间带冲淤状况卫星遥感定量评估方法,其通过改进遥感水边线法,构建了反映潮间带表面微地形细节特征的高精度DEM;进一步原创提出假想沙体表面判别法,模拟潮间带风机点位处无风机状态下的假想沙体滩面高程;然后从高精度潮间带DEM上提取风机点位处的高程,计算其与风机点位处的假想沙体滩面高程之间的高程差,定量估算出风机点位的潮间带冲淤速率,评估风机建设引起的潮间带冲淤强度等级。该方法为利用卫星遥感技术监测和评估潮间带风电场建设引起的潮间带地形变化提供了可行方案,同时也为基于DEM数据分析近海小目标对象引起的潮间带地形变化分析提供了技术支撑。
主权项:1.一种海上风机引起的潮间带冲淤状况卫星遥感定量评估方法,其特征在于,包括如下步骤:S10,收集覆盖潮间带风电区域的卫星遥感影像数据,在卫星遥感影像数据中提取瞬时水边线,并计算影像成像时刻潮位控制站点的潮位值;S20,通过瞬时水边线筛选与排序、影像序列合成、水陆分界线提取、水边线离散与潮位插值、潮间带DEM构建和潮沟DEM镶嵌处理,得到反映潮间带表面微地形细节特征的高精度潮间带DEM;S30,模拟潮间带风机点位处无风机状态下的假想沙体滩面高程;S40,从高精度潮间带DEM上提取风机点位处的高程,计算其与风机点位处的假想沙体滩面高程之间的高程差,定量估算风机点位的潮间带冲淤速率,确定潮间带冲淤强度等级,评估风机建设引起的潮间带冲淤状况;所述通过瞬时水边线筛选与排序、影像序列合成、水陆分界线提取、水边线离散与潮位插值完成潮间带DEM构建和潮沟DEM镶嵌处理,得到反映潮间带表面微地形细节特征的高精度潮间带DEM包括:步骤S21:对瞬时水边线依次按照平面位置关系和潮位高低关系进行排序筛选,删除存在错误关系的瞬时水边线,筛选出平面位置聚集、潮高分别在相应设定范围内的瞬时水边线组,计算其对应的影像组的改进归一化差值水体指数MNDWI,以像元为基础进行MNDWI影像序列合成;其中,MNDWI的计算公式如下: 式中,Rg为绿波段反射率;Rswir为短波红外波段反射率;步骤S22:对合成图像进行阈值分割和边缘检测处理,提取合成的水陆分界线;步骤S23:对筛选保留的瞬时水边线和合成的水陆分界线进行离散,利用反距离加权平方插值完成对离散点的潮位赋值,利用TIN方法构建初始潮滩DEM;步骤S24:挑选覆盖潮间带风电区域的平均大潮低潮期影像,根据步骤S12提取潮沟两侧边界线,将其形成面图层,按照边界宽度提取潮沟中线;将潮沟边界线和中线按照步骤S23进行离散、潮位赋值,构建潮沟DEM;步骤S25:将潮沟DEM与初始潮滩DEM进行镶嵌处理,得到反映潮间带表面微地形细节特征的高精度潮间带DEM;从高精度潮间带DEM上提取风机点位处的高程,计算其与风机点位处的假想沙体滩面高程之间的高程差,定量估算风机点位的潮间带冲淤速率,确定潮间带冲淤强度等级,评估风机建设引起的潮间带冲淤状况包括:步骤S41:根据风机点位位置,提取步骤S25中生成的潮间带DEM高程H1,作为潮间带风机点位的实际高程;根据潮间带风机运行期间Δt潮间带风机点位的实际高程H1与步骤S32得到的假想沙体滩面高程H之差,计算得到风机点位的潮间带冲淤速率TCR,公式为: 步骤S42:设定年冲淤深度DY标准,将潮间带冲淤强度等级设为强侵蚀、弱侵蚀、冲淤平衡、弱淤积和强淤积5个等级;根据潮间带冲淤速率TCR所处的强度区间,判定风机建设引起的潮间带冲淤强度等级;步骤S43:计算所有潮间带风机的潮间带冲淤速率TCR,判定风机建设引起的潮间带冲淤强度等级。
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