海洋地理
高兴国, 车俊宇, 尤超帅, 宿殿鹏, 江峻毅, 亓超
基于星载单光子ICESat-2(Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2)测深数据与多光谱影像融合的主被动遥感水深反演方法,因兼具高精度与广覆盖优势,已成为当前大范围水深探测的主流技术路径。然而,其反演精度显著依赖于海底单光子信号提取质量,传统聚类方法易造成水下点云不连续及厚度异常等问题,制约遥感水深反演的效果。为此,文章提出了一种基于地形剖面拟合的浅海水深无原位光学遥感探测方法,采用聚类算法获取海底单光子信号后,通过局部加权回归与样条插值,对水下光子点云数据进行重构与空缺补全,以生成连续的水下地形剖面点云。经过水深校正后,结合Sentinel-2多光谱影像,构建基于波段比值的水深反演模型,从而实现浅海水深反演。利用摩洛凯岛、克鲁克得岛和全富岛3个区域的Sentinel-2和ICESat-2实验数据验证文章方法的有效性,结果显示,文章所提算法具有较优的性能,与DBSCAN聚类算法进行对比可得,在摩洛凯岛,该方法反演水深与ICESat-2测深验证集之间的决定系数(Coefficient of Determination, R2)与均方根误差(Root Mean Squared Error, RMSE)分别为0.98与0.70 m;在克鲁克得岛,模型验证精度R2从0.91提升至0.94,RMSE提升了21%、达0.22 m;全富岛的水深反演精度也得到一定提升。由此可见,通过提高海底光子点云地形剖面的连续性和边界清晰度,能增强水深反演模型的鲁棒性,为浅海水深的光学主被动反演提供一定技术支持。