海岸线计算实验
基于遥感的海岸线提取方法研究
二、研究现状
➢ 除了这些外，还有的采用了阈值分割法、区域生长 法、边缘检测算法等实现了自动解译。
➢ 但是他们提取的海岸线只是水边线，即卫星过顶时 刻拍摄的水陆分界线，没有考虑到海水悬浮泥沙、 潮位、季节等因素的影响，不是真正意义的海岸线
为了提高海岸线研究的精度，真实地反映海岸线的变化 趋势，必须有一个统一的标准。目前，绝大多数国家，包括 我国现有海洋管理工作的实践都是以平均大潮高潮线为海陆 分界线，有关国家标准和行业标准也都规定其作为海岸线。
三、海岸线的分类与解译方法
从地貌学角度，按海岸形态、成因、物质组成和发展阶 段等特征考虑，主要可分为：基岩海岸、砂（砾）质海岸、 淤泥质海岸、生物海岸和人工海岸。
四、海岸线提取—图像预处理
➢ 图像校正 ➢ 图像分割
四、海岸线提取—分类提取
1、人工海岸和基岩海岸
卫星图像中人工海岸与基岩海岸的共同特点是水陆分界
线非常明显，可以用高通滤波器进行图像锐化增强，常用的
几种边缘检测算法也属于高通滤波器，因此图像锐化增强原
理与边缘检测算法原理相同，只是在模板的设置方法上有区
四、海岸线提取—分类提取
2、砂质海岸—图像噪声的平滑 由于我们对砂质岸线图像进行平滑处理的目的是为了
在去除图像中尖锐噪声点的同时尽量保留图像灰度变化的 “阶梯效果”，保留边缘，通过对比可以看出中值滤波后 图像灰度变化的阶梯效果被保留，而均值平滑后“阶梯效 果”消失，边缘模糊、灰度值呈渐变趋势，根据图像平滑 方法的特点和对图像预处理的视觉效果，中值滤波后的图 像更能突出图像的边界，符合海岸线提取研究的要求。因 此选择中值滤波的方法进行图像平滑。
如何进行海岸线测量与变迁分析
如何进行海岸线测量与变迁分析海岸线作为陆地和海洋的交界线，是地球上最复杂和多变的地貌形态之一。
海岸线的测量与变迁分析对于地理学，海洋学以及环境保护等领域的研究具有重要意义。
本文将介绍如何进行海岸线测量与变迁分析的方法与技术，并探讨其在实际应用中的意义。
一、海岸线测量方法海岸线测量可以通过航空摄影、遥感技术以及地理信息系统（GIS）等多种方法进行。
其中，航空摄影是最常用的方法之一。
通过从高空飞行的航空器上拍摄一系列垂直于海岸线的照片，再结合数学和图像处理技术，可以确定出海岸线的位置。
遥感技术也常被应用于海岸线测量中，通过卫星遥感图像可以更全面、快速地获取海岸线的信息。
此外，地理信息系统（GIS）的应用也越来越普遍，可以将多源数据整合在一起进行海岸线测量和分析。
二、海岸线变迁分析方法海岸线的变迁是由于海浪、潮汐、洋流、风力等自然因素以及人类活动等综合影响而发生的。
为了能够准确地分析海岸线的变迁情况，需要有一系列的方法和技术来支持。
1. 时间序列分析法时间序列分析法是一种从历史遥感图像或地图数据中识别海岸线变迁的方法。
通过比较不同年份的地貌数据，可以观察到海岸线的演变情况。
例如，可以通过选取不同年份的卫星图像，使用图像处理软件来比较不同时间点的海岸线位置，得出海岸线的变动趋势。
2. 海岸形态学分析法海岸形态学是研究海岸线和海岸地貌变化的科学。
通过对海岸线形态、边界线条、河口、滩涂等地貌特征的分析，可以推断出海岸线变迁的原因和机制。
例如，海岸侵蚀和退缩是海岸线变迁的重要因素，可以通过观察海岸线的退缩速度、沉积物的搬运方向等指标来判断海岸线变迁的程度和影响因素。
3. 数值模拟方法数值模拟方法是一种通过计算机模拟海洋特征，进而预测海岸线变迁的方法。
通过建立数学模型，模拟波浪、潮汐、洋流等因素对海岸线的影响，可以预测未来海岸线的变迁趋势。
这种方法可以为海岸工程规划提供重要的科学依据。
三、海岸线测量与变迁分析的意义1. 环境保护与管理海岸线的测量与变迁分析对于环境保护与管理具有重要意义。
基于Koch分形曲线方法计算中国大陆海岸线长度
基于Koch分形曲线方法计算中国大陆海岸线长度一、实验内容运用Koch分形曲线的方法来计算中国海岸线长度，分析实验结果并对此实验加以改进。
二、实验目的了解正交矩阵在几何图形绘制中的应用，掌握循环语句的常用方法。
在此过程中运用并体会坐标变换、鼠标输入数据等方法，复习读入图片及文本文件的方法。
得出计算结果后与实际的长度进行比较并分析，最后给出改进方式。
三、实验原理很显然海岸线是一种复杂但是在局部会保持与整体相似的性质，当然这也是我们可以用分形的方式来模拟出海岸线的形状进而估算出海岸线的长度的理论基础，也是数学家曼德勃罗在1967年所提出的理论。
其具体算法如下：（1）首先用鼠标读取的方式在选定的海岸线图上读出尽可能多的点；（2）然后进行Koch分形的迭代；（3）最后算出分形迭代后的图形长度。
四、实验程序（一）中国海岸线长度读取文件程序：A=imread('D:\sealine.jpg');image(A)P=ginput（二）分型计算程序：function koch(P,N)if nargin==0,P=[0 0;1 0];N=3;endn=max(size(P))-1;A=[cos(pi/3) -sin(pi/3);sin(pi/3) cos(pi/3)];for k=1:Np1=P(1:n,:);p2=P(2:n+1,:);d=(p2-p1)/3;q1=p1+d;q3=p1+2*d;q2=q1+d*A';n=4*n;II=1:4:n-3;P(II,:)=p1;P(II+4,:)=p2;P(II+1,:)=q1;P(II+2,:)=q2;P(II+3,:)=q3;endplot(P(:,1),P(:,2)),axis offaxis image（三）中国海岸线长度计算程序：x=P(:,1);y=P(:,2);plot(x,y)X=diff(x);Y=diff(y);L=sum(sqrt(X.^2+Y.^2))五、实验结果及分析L（模拟海岸线长度）=17857.2794即由分形模拟出的中国海岸线长度为17857.2794千米。
测绘技术中海岸线测量数据处理方法与技巧
测绘技术中海岸线测量数据处理方法与技巧引言：测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色，而其中海岸线测量更是一个复杂而关键的过程。
海岸线测量数据处理的准确性直接影响到海岸工程、环境保护以及资源利用的决策。
本文将介绍一些海岸线测量数据处理的方法与技巧，以帮助测绘工程师更好地处理数据并取得准确的结果。
一、数学模型的应用在海岸线测量中，数学模型是处理数据不可或缺的工具。
常用的数学模型有贝塞尔曲线、贝塞尔曲面、多项式曲线等。
这些数学模型可以对海岸线的形态进行拟合，并通过插值计算进行数据补充。
当考虑到海岸线的多变性和复杂性时，我们可以使用非线性回归模型，如多项式拟合。
通过多项式曲线的逼近，可以更好地描述海岸线的变化趋势，并进行后续的数据处理。
二、数据采集与处理海岸线测量的第一步是数据采集。
可以利用遥感技术、GPS定位等手段获取海岸线的坐标数据。
然而，由于种种因素的影响，所得数据中往往包含误差和噪声，因此需要对数据进行预处理，提高数据的准确性。
常用的数据预处理方法有滤波、插值和去噪等。
滤波可以通过平滑曲线或滤波器来消除数据中的波动。
插值则可以根据已有数据拟合新的数据点，填补海岸线测量中可能存在的数据缺失。
去噪是为了减少数据中的干扰信号，例如风浪引起的干扰，可以使用小波去噪等方法。
三、数据可视化与分析在数据处理的过程中，海岸线测量结果的可视化与分析是非常重要的环节。
通过数据可视化可以更直观地观察海岸线的变化，理解海岸线的形态特征。
同时，数据分析则可以帮助我们从数据中挖掘出更多的有用信息。
常用的数据可视化工具包括散点图、折线图和柱状图等。
通过将测量数据绘制在坐标系中，可以直观地观察到海岸线的变化趋势。
而数据分析可以运用统计学的方法，如回归分析、假设检验等，从中找出与海岸线测量相关的关系，进一步提高数据处理的准确性。
四、影响因素的分析与调整海岸线的变化受到多种环境因素的影响，如潮汐、气象条件、人为活动等。
在数据处理中，我们需要对这些因素进行分析，并根据分析结果对测量数据进行适当的调整。
如何进行海岸线测量及海洋地形制图
如何进行海岸线测量及海洋地形制图海岸线测量及海洋地形制图技术在海洋科学和地理学领域起着重要作用。
这些技术有助于我们了解海洋环境的变化和演变过程，为海洋资源利用和灾害预防提供基础数据。
如何进行准确的海岸线测量和制图是一个关键的问题，下面将介绍一些常用的方法。
一种常用的海岸线测量方法是卫星遥感技术。
通过卫星传感器获取的影像数据可以提供很多有用的信息，包括海岸线的位置和形态等。
利用遥感数据，我们可以进行数字地形模型的制作和海岸线提取。
这种方法可以覆盖大范围的海岸线，并且可以进行连续的监测。
但是，由于影像分辨率的限制，这种方法不能提供高精度的海岸线测量。
另一种常用的方法是激光扫描测量。
激光扫描仪可以发送激光脉冲，并通过测量激光脉冲的回波时间来计算目标物体的距离。
利用激光扫描测量，我们可以获取高精度的地表数据，包括海岸线的位置和高程等。
这种方法适用于小范围的海岸线测量，但是对于大范围的测量任务来说，成本和时间会成为限制因素。
除了上述的常规方法外，还有一些新兴的技术可以进行海岸线测量。
例如，无人机技术可以提供良好的操控性和高分辨率的图像，可以在短时间内完成大范围的测量任务。
同时，激光雷达技术的进步也为海岸线测量提供了新的机会，可以获取更加精细的地表数据。
海洋地形制图是基于海洋地形数据进行绘制的过程。
海洋地形数据可以通过海底地形测量船和潜水器等设备获取。
其中，测量船常用的方法是多波束测深技术。
多波束测深仪通过发送多个波束，可以同时测量目标物体的位置和深度。
利用多波束测深技术，我们可以获取大范围的海底地形数据，并制作出精确的海底地形图。
除了多波束测深技术，还有其他一些方法可以进行海洋地形测量。
例如，声纳测深仪可以通过测量声波的传播时间来计算目标物体的距离。
这种方法适用于浅水区域的海洋地形测量。
此外，无人潜水器和遥控潜水器可以进行深海地形的测量，这些设备可以携带多种传感器，获取多种类型的地形数据。
海洋地形制图的过程包括数据的获取、处理和绘制等。
海岸线长度量算方法的研究
海岸线长度量算方法的研究海岸线是与海洋连接的地表，它是地球表面形态的重要组成部分，具有重要的社会与经济价值。
由于不同的海岸形式，海岸线的长度的估算和测量一直以来都是学者们研究的热点。
海岸线长度评估的方法大致上有两类，一类是技术测量方法，另一类是概念性计算方法。
技术测量方法可以通过使用街道地图、测绘地图或者卫星图像进行调查，并进行现场测量的方法来估算海岸线的长度，广为应用。
而概念性计算方法，则通过计算地理表面形状的变化来评价海岸线的长度，是一种抽象的评估方法。
技术测量方法的主要优点是准确性，可以提供准确的海岸线长度。
但是它也有缺点，包括低效性、投入大、需要调查人员参与，难以在大面积区域进行测量，造成计量成本过高。
而概念性计算方法，则有无需调查人员参与，面积上无限制，海岸线长度的评估成本低的优点。
最近，各种概念性计算方法被研发出来，并受到了学者们的广泛使用。
比较著名的方法有基于轮廓线的多边形原理和空间参数法，用于估算海岸线长度。
多边形原理基于海岸线轮廓线的特性，通过建立海岸线的一系列多边形，运用海岸线上多边形间的距离进行计算，从而估算海岸线的长度。
空间参数法则基于海岸线的空间参数特性，通过提取海岸线上的空间参数，加以分析，从而估算海岸线的长度。
有鉴于此，深入研究这两种方法，以提高量算海岸线长度的准确性和效率愈发重要。
有效地利用这些方法，对于更好的制定海岸线管理政策，研究海岸线形态变化，改进海岸线规划和建设，有着重要的意义。
在研究过程中，要引入相关数学理论，结合海洋科学等知识，完善测算海岸线长度的方法，准确可靠地测量出海岸线长度。
另外，充分参考现有研究成果，运用一些新技术，如卫星遥感等技术，不断完善测量方法，尽可能减少误差，提高准确性。
最后，应结合实际，分析影响海岸线的因素，如海洋潮汐、气候变化、人类活动等，进行研究，发现影响海岸线变化的因素，以实现准确判断海岸线变化的趋势和规律。
综上所述，海岸线长度评估是一个复杂的问题，必须运用各种数学理论、空间参数技术和卫星遥感技术综合探讨，深入研究现存的测量方法，不断推动方法的进步与发展，更好地评估海岸线长度，保护海岸线的自然资源，丰富人们的海洋知识。
使用测绘技术进行海岸线变化监测的步骤
使用测绘技术进行海岸线变化监测的步骤导言：海岸线变化是一个对于海洋地质研究以及海洋环境保护非常重要的课题。
随着全球气候变化的加剧，海岸线的变化对于沿海地区的居民、生态环境以及海洋资源都产生了深远的影响。
因此，及时准确地进行海岸线变化监测就显得尤为重要了。
本文将介绍使用测绘技术进行海岸线变化监测的步骤。
一、收集原始数据收集原始数据是进行海岸线变化监测的第一步。
我们可以利用卫星遥感技术获取高分辨率的海岸线图像。
目前，全球卫星遥感技术非常发达，我们可以选择合适的卫星影像，获取目标海岸线的图像数据。
此外，还可以借助无人机等载具获取更为精细的海岸线影像。
二、图像处理与分析在收集到原始数据后，我们需要对图像进行处理与分析。
首先，利用遥感图像处理软件对原始图像进行去噪、几何校正等处理，以提高图像的质量和准确性。
然后，通过图像分析工具进行海岸线提取。
常用的方法有基于阈值的分割、边缘识别等。
根据具体的测试需求，我们可以选择不同的分析方法。
三、海岸线变化量计算得到了海岸线变化前后的图像后，我们可以通过计算来获取海岸线的变化量。
计算方法有多种，常用的包括明暗计数法、数字图像剖面法、图像匹配法等。
其中，明暗计数法是计算两幅图像明暗值差异的方法，数字图像剖面法是通过绘制两幅图像的剖面线并计算其差异来确定海岸线的变化量，图像匹配法则是通过匹配两幅图像中特定地物的位置并计算其变化量来完成测量。
四、误差分析与校正在进行海岸线变化监测时，数据的准确性至关重要。
因此，我们需要进行误差分析与校正。
误差主要来源于遥感图像的几何校正、大气校正以及海岸线提取过程中的算法等。
通过对误差进行分析与校正，可以提高海岸线变化监测的精度和可靠性。
五、结果展示与分析最后一步是对监测结果进行展示与分析。
我们可以利用地理信息系统（GIS）等工具将海岸线变化结果进行可视化展示，通过制作图表、空间分析等手段对监测结果进行深入分析。
同时，我们还可以将结果与前期的海岸线数据进行比对，以了解海岸线的长期变化趋势。
海岸线长度量算方法的研究
海岸线长度量算方法的研究刘春杉，王华接，沈亮【摘要】海岸线是重要而宝贵的自然资源，准确量算海岸线长度是摸清海洋家底和实施有效管理的前提。
但目前海洋界没有统一的海岸线长度量算方法。
提出基于高斯平均引数的椭球面长度算法，并采用MapBasic语言的实现海岸线长度的自动化计算，通过验证和比对，比目前海洋界普遍采用的平面长度算法更准确，可在实际工作中推广。
【期刊名称】海洋通报【年(卷),期】2011(030)005【总页数】6【关键词】海岸线；椭球面长度算法；高斯平均引数1 背景海岸线是重要而宝贵的战略资源，既是港口、旅游、养殖等海洋产业发展重要载体，也是海洋生态多样性重要的来源，具有一定的稀缺性和不可再生性质。
通过对海岸线的有效管理，合理利用海岸线，并使其发挥最大的社会经济效益，对于当前面临经济结构调整和产业结构升级的广东省来说，具有重要的现实意义。
海岸线位置和长度是海洋综合管理的重要基础数据，准确计算海岸线长度，是摸清海洋资源家底和实现对海岸有效管理的前提。
近年来，受自然和人为因素的影响，海岸线变化较大，20世纪80年代进行的“全国海岸带和海涂资源综合调查”中的海岸线数据资料已不能反映当前我国海岸线的现状，不宜再作为现实管理和规划制订的依据，有必要重新测量海岸线位置并计算其长度。
2003年起，国家海洋局启动了“我国近海海洋综合调查与评价专项”（简称“908”专项），专项要求对海岸线重新做了修测，测量最新的海岸线位置并计算其长度。
与以往大规模调查不同，本次海岸线修测基于WGS84坐标系，采用GPS实测与遥感影像提取相结合的先进技术手段，对于可以到达的海岸，顺直海岸每隔50 m定一个点，曲折海岸适当加密，采用 RTK-GPS实测海岸线；对于难以到达的海岸，则采用1︰10000比例尺地形图矢量化后的数据与2005年的SPOT遥感影像数据叠加拟合、修正、提取海岸线。
最终两者通过GIS系统拼接合并成为完整而连续的海岸线矢量数据。
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(3) P5 ← P2; P2 ← Q1; P3 ← Q2; P4 ← Q3．
A是正交矩阵.
cos / 3 sin / 3 A sin / 3 cos / 3
功能:对向量做旋转变换.
MATLAB代码
function P=koch(P,N) if nargin==0,P=[0 0;1 0];N=3;end n=max(size(P))-1; A=[cos(pi/3) -sin(pi/3);sin(pi/3) cos(pi/3)]; for k=1:N p1=P(1:n,:);p2=P(2:n+1,:); d=(p2-p1)/3; q1=p1+d;q3=p1+2*d;q2=q1+d*A'; n=4*n;II=1:4:n-3; P(II,:)=p1;P(II+4,:)=p2; P(II+1,:)=q1;P(II+2,:)=q2;P(II+3,:)=q3; end plot(P(:,1),P(:,2)),axis off axis image
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Mandelbrot 1924- 2010
Koch分形曲线 算法描述:将一条直线段三等分,删除中间三分之一 部分,用一等边三角形的腰代替,形成四条线段的折 线.每一线段重复以上操作,迭代产生曲线 Kn
Koch岛 Koch分形曲线
基本算法
P1 P2 P1 Q1
Q2
Q3 P2
(1) Q1 ← P1 + (P2－P1)/3; Q3 ← P1 + 2(P2－P1)/3; (2) Q2 ← Q1 + (Q3－Q1)×AT;
Ln 3 2 n1
求 Pn 所围面积和面积数列的极限
lim Area( Pn )
n
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1.将瑞士地图文件 switz.jpg存放 D 盘
2.读入文件 A=imread('D:\sealine.jpg'); 3.显示图形 image(A) 4.使用鼠标输入图形命令 P=ginput 5.计算边界长度与面积 x=P(:,1);y=P(:,2); dx=diff(x);dy=diff(y); L=sum(sqrt(dx.^2+dy.^2)) A=polyarea(x,y) (击回车结束)
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数学实验报告(四选一,或题材自选)
一、 Koch分形雪花 1.算法描述Koch分形雪花
2.证明Koch分形雪花图 Kn 的边数为
Ln 3 4 n1
3.求Koch分形雪花图 Kn 的面积
lim Area( K n )
n
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二、竞赛题的实验设计
(第一届全国大学生数学夏令营第6题 ) 设P1为边长等于1的等边三角形，P2是由P1之各边3等 分点连接成的六边形，··，Pn+1是由Pn之各边3等分 ·· ·· 点连成的多边形。 试证Pn的边数为：
海岸线计算实验
分形图形的基本特征 Koch分形曲线 中国海岸线有多长
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分形概念始现于数学家曼德勃罗 1967 年发表于美国《科学》杂志一篇论文
“英国海岸线有多长” 。 分形(Fractal)图形最基本特征是自相 似性，即某一对象的局部与整体在形 态、功能、信息、时间、空间等方面 具有相似性。 在自相似的图形中，局部只是整 体的缩影，而整体则是局部的放 大。适当的放大或缩小几何尺寸， 整个结构并 Ln n 4 n L0 3 Kn的维数: Dn ln 4 / ln 3 1.2618
Kn的边数:
n
Dn ln N / ln
1
相邻两次的边数比和边长比
参考资料: 分形论——奇异 性探索,作者:林鸿溢
课外作业:完成面积计算的 数学实验报告(电子文档)