近岸視頻觀測方法研究——以青島石老人海灘為例.pdf

1、海岸是陸地與海水交界的緩沖區(qū)域，是一個高度復雜、多樣化的復合交叉系統，海岸帶的形態(tài)和地貌受氣候、波浪、潮汐、人類活動等因素的影響，在不同時空尺度上發(fā)生著復雜的變化。由于海洋動力、地質構造的演變、海平面上升、人類在海岸帶的開發(fā)利用活動等因素的共同作用，海岸線發(fā)生系列的變動，包括向海淤進、向陸地侵蝕等空間位置上的變化以及岸線走向、岸線長度的變化。及時獲取不同時空尺度的海岸侵蝕與淤積、海岸線的變遷、海岸帶動力要素及地貌形態(tài)等數據，對掌握海岸變

2、化量、分析沉積物輸送及方向、研究陸海相互作用機制、監(jiān)控工程后的海灘變化及海岸管理等具有重大意義。
　　雖然衛(wèi)星遙感、飛機航拍等技術已經成為近岸監(jiān)測的主要手段，但是這些方法成本較高、分辨率低、不能實時監(jiān)測等，難以及時的獲得近岸的相關信息等。相較于傳統測量、遙感及航拍等方法，視頻監(jiān)測方法能夠實時的記錄海岸變化信息，及時的為海灘管理者提供必要的信息；同時結合計算機技術和先進的信息分析方法，為沿海管理機構提供有效的技術支撐。
　　本

3、文基于視頻監(jiān)測技術在海灘環(huán)境監(jiān)測中的應用，以青島市石老人海灘東部為監(jiān)測對象，構建了海灘成像與圖像采集系統，創(chuàng)建了旅游海灘——石老人海灘的實時監(jiān)測與定量分析方法。該系統從2011.05起，每天連續(xù)采集10分鐘長度為600m的石老人海灘東部的序列圖像，收集了近一年的石老人海灘變化圖像，為海灘的高時空變化監(jiān)測提供了有效的信息。
　　圍繞由于光學鏡頭引起的畸變及對圖像進行物方空間坐標的描述等問題，實現了基于光學參數的計算來進行光學畸變的矯

4、正，以提高測量精度；利用地面控制點，依據小孔成像特點，建立像點坐標與空間坐標之間的關系模型，利用直接線性方程(DLT)標定攝像機的內外參數，實現圖像的像方空間坐標與物方空間坐標的轉換，由于不需要考慮攝像機位置、傾角等參數，具有較好實用性。針對所監(jiān)測海灘環(huán)境特點，同時圍繞海灘視頻圖像分析目標多樣化，提出基于聚類分析的無監(jiān)督學習的目標物類型自動識別算法實現不同目標物的自動分割，為海灘目標的快速、自動檢測、統計與評估提供了新的方法?；谒岢?/p>

5、的目標識別方法，對近一年來石老人海灘的面積、海灘的寬度、滸苔的面積等變化信息進行了分析與評估。分析結果表明，針對觀測區(qū)域，海灘的最小寬度僅為9m，最大寬度為129m。海灘的面積最小為18000m2，最大面積為69000m2，而在臺風時期海灘的面積約為33000m2，相較于觀測期間的海灘的最大面積，臺風時期海灘的面積減少了52％。滸苔爆發(fā)時，覆蓋海灘面積可達27000m2，占據了整個觀測區(qū)域面積的36%。上述研究結果表明，低成本的近岸視頻