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(fù)雜、多樣化的復(fù)合交叉系統(tǒng)，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(fù)雜的變化。由于海洋動力、地質(zhì)構(gòu)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(jìn)、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(shù)據(jù)，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(shù)已經(jīng)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(guān)信息等。相較于傳統(tǒng)測量、遙感及航拍等方法，視頻監(jiān)測方法能夠?qū)崟r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(jié)合計算機技術(shù)和先進(jìn)的信息分析方法，為沿海管理機構(gòu)提供有效的技術(shù)支撐。
　　本

3、文基于視頻監(jiān)測技術(shù)在海灘環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，以青島市石老人海灘東部為監(jiān)測對象，構(gòu)建了海灘成像與圖像采集系統(tǒng)，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(tǒng)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(xué)鏡頭引起的畸變及對圖像進(jìn)行物方空間坐標(biāo)的描述等問題，實現(xiàn)了基于光學(xué)參數(shù)的計算來進(jìn)行光學(xué)畸變的矯

4、正，以提高測量精度；利用地面控制點，依據(jù)小孔成像特點，建立像點坐標(biāo)與空間坐標(biāo)之間的關(guān)系模型，利用直接線性方程(DLT)標(biāo)定攝像機的內(nèi)外參數(shù)，實現(xiàn)圖像的像方空間坐標(biāo)與物方空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，由于不需要考慮攝像機位置、傾角等參數(shù)，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(biāo)多樣化，提出基于聚類分析的無監(jiān)督學(xué)習(xí)的目標(biāo)物類型自動識別算法實現(xiàn)不同目標(biāo)物的自動分割，為海灘目標(biāo)的快速、自動檢測、統(tǒng)計與評估提供了新的方法?；谒岢?/p>

5、的目標(biāo)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(jìn)行了分析與評估。分析結(jié)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(fēng)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(fēng)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(dá)27000m2，占據(jù)了整個觀測區(qū)域面積的36%。上述研究結(jié)果表明，低成本的近岸視頻