一种基于Canny和数学形态学的海洋锋检测方法
2014-08-14张伟曹洋罗玉
张伟,曹洋,罗玉
(中国卫星海上测控部,江苏 江阴 214431)
海洋锋一般是指水平方向上毗邻的性质明显不同的两种或几种水体之间的狭窄过渡带,是一种重要的中尺度现象。海洋锋的研究可以广泛地应用于海洋渔业、环境保护、海难救助、海洋倾废、水声技术利用等方面,是海洋领域的研究重点之一(冯士筰等,1999)。
自20世纪70年代以来,国外对于海洋锋的检测研究已经取得了很大的发展。许多不同的算法应用于海洋锋的自动检测。比较常用的是梯度算法,其中用到的算子有Davis(1975)提到的Sobel算子、Laplacian算子及其他梯度算子,但Holyer等(1989)认为这些梯度算子对噪声过于敏感,同时容易忽略细小的边缘,于是提出了聚类阴影(cluster-shade)算法,其后Cayula等 (1992)考虑到海洋锋两侧水团特征具有明显区别,提出了基于直方图分析的SIED(single-image edgedetection)算法,该算法检测效果好,并具有较好的鲁棒性,目前被广泛的应用于不同海域的研究(Belkin et al,2009; Miller et al, 2008; Nieto et al, 2006;Mavoretal,2001)。
国内对海洋锋检测研究起步较晚,主要是利用较成熟的算法对海洋锋进行提取,都取得了一定的效果。薛存金等(2007)通过小波多尺度分析特性,对海洋锋进行了各尺度信息的提取;薛存金等(2008)根据形态学梯度理论,调整结构元素的尺寸以适应海洋锋的形态特点,较好的提取出海洋锋形态特征。
在具有较高空间分辨率的MODIS海表温度(Sea Surface Temperature,SST)数据分布图中,由于海洋水体混合程度高,温度变化缓慢,缺乏明确边界和强烈反差,相较其他低分辨率图像,其海洋锋弱边缘特征更加突出,常用的边缘检测技术不能较好的检测出这种弱边缘。……
