地球信息科学学报 ›› 2021, Vol. 23 ›› Issue (11): 2025-2041.doi: 10.12082/dqxxkx.2021.210225
收稿日期:
2020-04-25
修回日期:
2021-06-27
出版日期:
2021-11-25
发布日期:
2022-01-25
作者简介:
赵泉华(1978— ),女,河北承德人,教授,主要从事遥感影像专题信息提取及应用研究。E-mail: zqhlby@163.com
基金资助:
ZHAO Quanhua*(), WANG Xiao, WANG Xuefeng, LI Yu
Received:
2020-04-25
Revised:
2021-06-27
Online:
2021-11-25
Published:
2022-01-25
Contact:
*ZHAO Quanhua, E-mail: zqhlby@163.com摘要:
受冬季强寒潮侵袭,辽东湾会出现大范围结冰现象。为了分析2015—2020年辽东湾海冰冰情的变化规律与影响因素,本文选取Sentinel-1A/B数据开展辽东湾海冰监测。首先,采用巴氏距离选择最优纹理特征组合,再利用最大似然方法实现海冰分类;然后,根据上述海冰分类结果,分析海冰冰情等级、海冰外缘线、海冰面积、海冰类型和海冰结冰概率等冰情特征的变化规律;最后,研究海水深度、海温、气温和风速与海冰冰情的关系。主要结论如下:① 采用不同纹理特征组合方法和本文方法对2020年2月1日Sentinel-1B影像进行实验,结果表明本文方法的总体分类精度和Kappa系数分别为93.16%和0.85,分类精度最高。② 11月末到12月海冰类型以初生冰为主,间有灰冰;1月到2月中上旬以灰冰为主,间有初生冰和白冰;2月下旬到3月上旬的海冰类型以灰冰和初生冰为主。辽东湾内部结冰概率存在差异,北部沿岸结冰概率高于南部,东部结冰概率高于西部。辽东湾海冰冰情受海水深度、海温和气温影响明显,受风速影响较小。
赵泉华, 王肖, 王雪峰, 李玉. 2015—2020年辽东湾海冰冰情时空特征及其影响因素[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(11): 2025-2041.DOI:10.12082/dqxxkx.2021.210225
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表1
Sentinel-1A/B和Landsat-8数据参数
卫星传感器 | 时段 | 获取日期 | 轨道号 | 成像模式 | 分辨率/m | 极化方式/波段 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Sentinel-1A | 2015—2016 | 2015-11-29 | 2015-12-23 | 3-458 | IW | 10×10 | VV/VH |
2016-01-04 | 2016-01-16 | ||||||
2016-03-04 | |||||||
Sentinel-1B | 2016—2017 | 2016-12-11 | 2016-12-23 | 3-455、 3-460 | IW | 10×10 | VV/VH |
2017-01-04 | 2017-01-16 | ||||||
2017-01-28 | 2017-02-21 | ||||||
Sentinel-1A | 2017—2018 | 2017-11-25 | 2017-12-07 | 98-124、 98-129 | IW | 10×10 | VV/VH |
2017-12-19 | 2017-12-31 | ||||||
2018-01-12 | 2018-01-24 | ||||||
2018-02-05 | 2018-02-17 | ||||||
2018-03-01 | |||||||
Sentinel-1A | 2018—2019 | 2018-12-02 | 2018-12-14 | 98-124、 98-129 | IW | 10×10 | VV/VH |
2018-12-26 | 2019-01-07 | ||||||
2019-01-19 | 2019-01-31 | ||||||
2019-02-12 | 2019-02-24 | ||||||
Sentinel-1B | 2019—2020 | 2019-12-03 | 2019-12-15 | 98-127 | IW | 10×10 | VV/VH |
2019-12-27 | 2020-01-08 | ||||||
2020-01-20 | 2020-02-01 | ||||||
2020-02-13 | 2020-02-25 | ||||||
Landsat-8 | 2015—2016 | 2015-12-07 | 2016-01-24 | 120-32 | - | 30×30 | 1-5, 7 |
2016-02-09 | 2016-02-25 | ||||||
Landsat-8 | 2016—2017 | 2017-02-11 | 120-32 | - | 30×30 | 1-5, 7 |
表2
灰度共生矩阵纹理特征统计量表
特征统计量 | 表达式 | 变量说明 | 物理含义 | 编号 |
---|---|---|---|---|
meanVV | | M、N分别表示灰度共生矩阵的行列数 | 该区域内的平均亮度的情况 | (4) |
varVV | | | 该区域内灰度值的波动情况 | (5) |
conVV | | VH后向散射系数;θ为2个像素连线向量的角度 | 像素灰度值的分布情况和局部变化情况 | (6) |
homVV | | d为2个像素的距离; | 图像中纹理的同质性,可用于衡量纹理的局部变化情况 | (7) |
disVV | | | 设定大小窗口内像素灰度值分布的不规则程度 | (8) |
entVV | | 同上 | 图像的信息量 | (9) |
aswVV | | 同上 | 图像像素灰度值分布的均匀程度和纹理的粗细程度 | (10) |
corVV | | 同上 | 图像的局部相关性和纹理的细致程度 | (11) |
Tab. 6
The comparison table between the basic sea ice condition information calculated in this paper and Bulletin of China Marine Disaster
年度 | 海冰面积最大日 | 最大海冰面积/km2 | 海冰外缘线最大日 | 最大海冰外缘线/n mile | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
本文 | 《中国海洋灾害公报》 | 本文 | 《中国海洋灾害公报》 | 本文 | 《中国海洋灾害公报》 | 本文 | 《中国海洋灾害公报》 | ||||
2015—2016 | 2016-01-24 | 2016-02-01 | 11 212.80 | 21 594.00 | 2016-01-24 | 2016-02-01 | 65.55 | 79.00 | |||
2016—2017 | 2017-02-11 | 2017-01-24 | 7682.56 | 10 515.00 | 2017-02-11 | 2017-01-24 | 49.35 | 49.00 | |||
2017—2018 | 2018-02-05 | 2018-02-06 | 12 738.70 | 18 041.00 | 2018-02-05 | 2018-01-28 | 77.50 | 74.00 | |||
2018—2019 | 2019-02-12 | 2019-02-13 | 8958.80 | 12 058.00 | 2019-02-12 | 2019-02-14 | 53.13 | 52.00 | |||
2019—2020 | 2020-02-01 | 2020-02-06 | 7428.120 | 9165.00 | 2020-02-01 | 2020-02-06 | 47.46 | 45.00 |
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