基于多时相遥感影像的海洋巡查执法系统构建技术研究

摘要

海岸带是海洋与陆地的交界地带，拥有丰富的自然资源，但同时也是生态系统的脆弱区域。伴随着我国沿海地区的快速发展，海岸带出现了一系列的生态环境问题。因此，提高海岸带地区的环境监测能力和执法效率，对于保护我国海岸带的生态环境和保持经济的可持续发展具有重要的意义。　　当前对地观测技术日新月异，各种航空航天监测手段广泛应用在海岸带监测与执法方面。执法部门对于应用需求具有差异性，快速、准确的获取海岸带变化信息并制作各类专题产品，是当前海监执法部门面临的迫切需求。同时，利用卫星定位技术实现对海岸带变化区域的针对性执法，能够大幅提高执法效率。因此，本文面向海洋监测巡查执法业务需求，研究并实现了一体化的海洋巡查执法系统。本文的主要工作内容包括以下三个方面：　　一、基于多时相高分辨率遥感影像的海岸带监测分析。本文分析了海量高分辨率遥感影像数据的存储方法及快速显示技术，利用FTP和空间数据库技术实现了对高分辨率、大数据量影像的存储管理。研究分析了不同类型的海岸线特点和提取原则，建立了岸线识别解译标志库，提取了胶州湾区域近20年海岸线。通过将海岸线与遥感影像相结合，开发了海岸带的快速对比和海域变化分析功能模块，对胶州湾区域的海岸带变化面积进行了数据统计，并分析了其变化原因。　　二、研究实现了面向行业应用的海洋巡查执法专题制图系统。参照国家标准和海洋执法监测行业标准，研究了海洋巡查执法专题图的制作规范，并设计了海洋巡查执法专题图的制图图式和整饰方案。在此基础上，开发实现了对图名、图例、经纬网和标注等地图整饰要素“一键式”动态绘制的专题制图软件模块，显著提高了专题图的制图效率和规范程度。本文开发的图例要素动态获取与绘制模块，扩展了专题制图系统的应用范围；经纬网间隔的自适应计算实现了标准与美观的统一。　　三、对基于GPS和北斗系统的巡航定位进行研究与实现。本文在分析了目前主流卫星定位系统技术特点的基础上，分别选择GPS和北斗系统作为空间定位数据源，构建开发了巡航执法定位软件模块。针对北斗数据的特点，制定北斗定位信息的解析方案，实现对定位信息的自动解析；通过对GPS和北斗定位数据的规范记录与存储，实现巡查航迹的查询与显示。

目录

声明

1 绪论

1.1研究目的与意义

1.2研究主要内容

2 国内外研究现状

2.1.1 国外海洋巡查执法现状

2.1.2 国内海洋巡查执法现状

2.2海洋巡查执法的主要技术

2.2.1 遥感影像管理

2.2.2 海岸线提取

2.2.3 专题地图制图

2.3海洋巡查执法系统的研究现状

3系统总体设计

3.1 技术架构设计

3.2流程设计

3.3功能设计

4 影像数据管理与对比分析模块设计与实现

4.1高分辨率遥感影像的存储管理与显示研究

4.1.1 基于FTP的海岸带影像文件传输

4.1.2 高分辨率遥感影像重采样分析

4.1.3 基于空间数据库的影像存储机制分析

4.1.4 高分辨率影像的存储管理

4.2基于高分辨率遥感影像的海岸线提取

4.2.1 海岸线的类型及特点

4.2.2 海岸线提取原则

4.2.3 海岸线提取方法

4.3基于遥感影像的海岸带对比分析

4.3.1 多影像匹配显示

4.3.2 长时间序列影像的动态显示

4.3.3 基于海岸线的海域变化分析

5 海洋巡查执法专题图制作模块设计与实现

5.1海洋巡查执法专题图的制作规范研究

5.1.1 制图图式设计

5.1.2 整饰方案设计

5.2专题制图系统的开发与实现

6 巡查定位与航迹显示模块设计与实现

6.1卫星定位系统概述

6.2基于GPS的定位研究与实现

6.3基于北斗系统的定位研究与实现

6.3.1 北斗系统数据特点分析

6.3.2 北斗系统的数据解析

6.3.3 基于北斗系统的巡查执法

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

作者简历

致谢

学位论文数据集