T/CI329—2024主被動融合淺水水下地形提取技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationforshallowwaterbathymetrybasedonintegrationofactiveandpassivemethods2024-04-15發(fā)布2024-04-15實施中國國際科技促進會發(fā)布I 2 2 2 3 3 3 4 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 7本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)大學(xué)、海南師范大學(xué)、河南理工大學(xué)、中國黃榮永、李國元、谷延鋒、欒奎峰、朱衛(wèi)東1基本要求、數(shù)據(jù)準備與處理、水下地形提取算法、精度評價、產(chǎn)品質(zhì)量檢查等內(nèi)2規(guī)范性引用文件水體其固有光學(xué)參數(shù)的變化主要由浮游植物及其附屬物的變化決定2MRE:平均相對誤差(MeanRelativeError)3輻射校正幾何校正多項式法輻射校正幾何校正多項式法耀斑校正被動光學(xué)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)耀斑校正主動測深數(shù)據(jù)處理測試樣本陸地掩膜訓(xùn)練樣本主動測深數(shù)據(jù)處理測試樣本陸地掩膜訓(xùn)練樣本坐標統(tǒng)一坐標統(tǒng)一實測水深數(shù)據(jù)衛(wèi)星遙感影像篩選遙感影像處理水下地形提取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法精度評價產(chǎn)品質(zhì)量檢查水下地形提取產(chǎn)品注：在一般情況下，空間分辨率優(yōu)于30m更有利于水下地形衛(wèi)星遙感提取。選擇與測量任務(wù)需求時間相近的、成像質(zhì)量好的、覆蓋反演區(qū)域的一等可見光波段和近紅外波段(770-89a)影像層次豐富、色彩清晰、色調(diào)均勻、反差適b)影像無傳感器條帶噪聲，主要工作區(qū)無明顯環(huán)境噪聲。47.2.1.1.2波段的輻射亮度應(yīng)采用下列公式計算：=?+··················································(1)b)控制點在影像上均勻分布；b)對選取區(qū)域內(nèi)的像元，以近紅外波段為軸，以可見光波段為軸進行統(tǒng)計回歸分析，確定斜c)根據(jù)耀斑校正公式獲取整幅影像耀斑7.2.3.2耀斑校正應(yīng)采用下列公式計()=()?()[()?()]································(2)()——斜率；()——近紅外波段地表反射率值。7.2.4.1使用提取遙感影像水體，將陸地進行掩膜處理。的計算7.2.4.2值應(yīng)采用下列公式計算：=···············································(3)57.3.1統(tǒng)一坐標系水深數(shù)據(jù)坐標系統(tǒng)一到CGCS2000。7.3.2樣本優(yōu)化樣本優(yōu)化步驟應(yīng)采用以下步驟：a)去除被影像噪聲淹沒的水深點；b)根據(jù)實際作業(yè)情況將1倍塞氏盤深度范圍進行等深度分層，每個分層中選取相同數(shù)量的水深c)建立訓(xùn)練樣本和測試樣本，分別用于水下地形提取和精度驗證。8水下地形提取方法8.1比值法水下地形提取8.1.1宜采用影像藍光、綠光波段進行水下地形提取。8.1.2實測水深數(shù)據(jù)訓(xùn)練樣本數(shù)量大于30為宜。8.1.3水深提取應(yīng)采用下列公式計算：式中：C?——斜率，通過線性回歸獲得；Co——偏移量，通過線性回歸獲得：n——某一固定常數(shù)，通常取1000;8.2多項式法水下地形提取8.2.1宜采用影像藍光、綠光、紅光等波段進行水下地形提取。8.2.2實測水深數(shù)據(jù)訓(xùn)練樣本數(shù)量大于30為宜。8.2.3水深提取應(yīng)采用下列公式計算：式中：R(λ;)——第i個波段的地表反射率；8.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法水下地形提取8.3.1宜采用影像藍光、綠光、紅光等波段進行水下地形提取。8.3.2實測水深數(shù)據(jù)訓(xùn)練樣本數(shù)量大于300為宜。8.3.3將經(jīng)過預(yù)處理的遙感影像多個波段地表反射率作為輸入層的輸入值、水深值作為輸出層的輸出值，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。通過輸入信號的正向傳播和誤差的反向傳播來不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值，通過最速下降法使網(wǎng)絡(luò)的誤差平方和最小。8.3.4BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型見圖2。6圖2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)示意圖9成果質(zhì)量檢查9.1精度評價9.1.1利用實測水深數(shù)據(jù)測試樣本，對水下地形提取結(jié)果進行精度評價。定量評價指標使用RMSE和MRE。 (6) (7)2——提取水深值；9.1.3在0～20m水深范圍內(nèi)，RMSE應(yīng)小于2m。9.2水下地形提取產(chǎn)品質(zhì)量檢查9.2.1檢查因船舶、養(yǎng)殖箱等水面設(shè)施遮擋水下光學(xué)信號造成提取結(jié)果異常的區(qū)域，掩膜消除。9.2.2檢查成果圖色彩選