蘇倩欣，李高聰，李志強(qiáng)，胡鵬鵬

（廣東海洋大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，廣東 湛江 524088）

海岸線(xiàn)作為陸地與海洋的分界線(xiàn)，在我國(guó)是指多年大潮高潮位時(shí)的海陸界限[1]。在海岸泥沙輸運(yùn)、海平面升降等自然因素與海洋工程建設(shè)、圍填海等人類(lèi)活動(dòng)的影響下，海岸線(xiàn)位置具有高度的動(dòng)態(tài)變化特征[2]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)海岸線(xiàn)的監(jiān)測(cè)分析研究始于20 世紀(jì)60 年代，重視海岸線(xiàn)的提取和變遷分析[3]。我國(guó)目前對(duì)于海岸線(xiàn)類(lèi)型的劃分尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，研究學(xué)者大多將海岸線(xiàn)分為自然岸線(xiàn)和人工岸線(xiàn)兩個(gè)一級(jí)類(lèi)[4]，認(rèn)為河口岸線(xiàn)是自然岸線(xiàn)的一類(lèi)或不單獨(dú)分類(lèi)，再根據(jù)地物類(lèi)型對(duì)岸線(xiàn)進(jìn)行二級(jí)類(lèi)的劃分[5-7]。通過(guò)提取海岸線(xiàn)的位置和類(lèi)型，可以分析和探討海岸線(xiàn)長(zhǎng)度、岸線(xiàn)變化與海岸帶土地利用情況等的特征和變遷的驅(qū)動(dòng)因素，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[8]。

與傳統(tǒng)的海岸線(xiàn)實(shí)地測(cè)繪方法相比，遙感技術(shù)具有大范圍、多光譜、多時(shí)序和不受地理環(huán)境制約等突出優(yōu)勢(shì)，目前主要基于遙感影像上岸線(xiàn)的空間關(guān)系或光譜特性?xún)深?lèi)方法實(shí)現(xiàn)岸線(xiàn)的自動(dòng)提取[9]。應(yīng)用于海岸線(xiàn)提取的數(shù)據(jù)源種類(lèi)較多，如Landsat影像、SPOT 影像、合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）影像、激光雷達(dá)（Light Detection and Ranging，LiDAR）點(diǎn)云數(shù)據(jù)、IKONOS 和QuickBird衛(wèi)星影像等[10-14]。其中Landsat 影像應(yīng)用最為廣泛，分辨率在15～30 m，具有運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量大、容易獲取等優(yōu)點(diǎn)[15-18]。目前也有許多學(xué)者采用多種數(shù)據(jù)源，以提高岸線(xiàn)提取結(jié)果的精度。如胡亞斌等[3]基于1973—2017 年的Landsat 和高分影像數(shù)據(jù)，提取了連云港市10 期海岸線(xiàn)信息，分析了其演變特征及成因。眾多學(xué)者在海岸線(xiàn)提取和岸線(xiàn)變遷分析應(yīng)用方面，開(kāi)展了大量工作。海岸線(xiàn)自動(dòng)提取方法眾多，如水體指數(shù)、閾值分離、邊緣檢測(cè)、面向?qū)ο蠛驮詣?dòng)機(jī)等方法[2，11-12，15，18]。但由于研究區(qū)的特殊性和提取方法的特點(diǎn)，單一方法往往無(wú)法取得很好的提取效果。因此，研究和分析各種海岸線(xiàn)提取方法的特點(diǎn)，有助于為特定的海岸線(xiàn)影像或類(lèi)型選取合適的提取方法[19]。如喬學(xué)瑾等[9]針對(duì)國(guó)內(nèi)外岸線(xiàn)提取方法較為單一的現(xiàn)狀，提出兼顧光譜特征與空間關(guān)系的海岸線(xiàn)自動(dòng)提取方法：融合區(qū)域生長(zhǎng)算法的自適應(yīng)Canny 邊緣提取算法和形態(tài)學(xué)方法，優(yōu)化了海岸線(xiàn)的提取結(jié)果，精度在1 個(gè)像元內(nèi)。

關(guān)于海岸線(xiàn)提取方法的研究，較多著眼于探索某類(lèi)新方法在某個(gè)區(qū)域的可行性，對(duì)各種方法綜合系統(tǒng)整理或?qū)Χ喾N提取方法的結(jié)果進(jìn)行精度比較的文章較少。在遙感監(jiān)測(cè)海南島岸線(xiàn)方面，姚曉靜等、包萌、隋燕等、畢京鵬等先后以多期Landsat衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)源，分析了海南島1980—2017 年間的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度和利用類(lèi)型的時(shí)空變化[20-23]，對(duì)海南島岸線(xiàn)的基礎(chǔ)研究較多，便于進(jìn)行對(duì)比和后續(xù)研究。因此，本文首先歸納了9 種基于遙感影像的水邊線(xiàn)提取方法的特點(diǎn)，然后選取目視解譯法、閾值分割法、邊緣檢測(cè)算子法和區(qū)域生長(zhǎng)法應(yīng)用于2021年海南島的岸線(xiàn)提取，比較各方法的特點(diǎn)和提取精度，為岸線(xiàn)提取方法研究提供參考。

1 水邊線(xiàn)提取方法及評(píng)價(jià)

1.1 水邊線(xiàn)提取方法

海岸線(xiàn)提取可大致分為瞬時(shí)水邊線(xiàn)提取和岸線(xiàn)校正兩個(gè)階段[19]。瞬時(shí)水邊線(xiàn)是陸地與海洋的交線(xiàn)，其提取實(shí)質(zhì)上是圖像分割的過(guò)程。海岸線(xiàn)兩側(cè)地表光譜特征因地貌類(lèi)型及土地利用類(lèi)型不同而存在明顯差異[24]，常用的基于遙感影像的岸線(xiàn)自動(dòng)提取方法大致分為兩類(lèi)：（1）利用海岸線(xiàn)的空間關(guān)系，通過(guò)形態(tài)學(xué)法或算子法先對(duì)影像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，優(yōu)化檢測(cè)結(jié)果[9]；（2）基于岸線(xiàn)兩側(cè)光譜特性，通過(guò)水陸分類(lèi)對(duì)影像進(jìn)行分割[9，25]。表1 歸納了常用的9 種提取方法，目視解譯、閾值分割法和邊緣檢測(cè)算子法為最常用的方法。近年來(lái)人們意識(shí)到活動(dòng)輪廓模型、數(shù)據(jù)挖掘、元胞自動(dòng)機(jī)等復(fù)雜智能算法在圖像分類(lèi)與模式識(shí)別中的突出作用，將其應(yīng)用于某類(lèi)岸線(xiàn)的邊緣檢測(cè)，并驗(yàn)證其精度。

表1 主要的水邊線(xiàn)提取方法

1.2 岸線(xiàn)校正與精度評(píng)價(jià)

岸線(xiàn)易受潮汐等因素的影響，可利用潮位高度數(shù)據(jù)計(jì)算得到岸灘坡度及岸線(xiàn)修正距離，校正水邊線(xiàn)。如何校正以得到準(zhǔn)確的岸線(xiàn)，特別是應(yīng)用于地形剖面變化較大的江蘇淤泥質(zhì)海岸，是廣受關(guān)注的問(wèn)題。比較常用的方法最早由MASON D C 等[28]提出，是利用海岸帶遙感影像水邊線(xiàn)蘊(yùn)含的潮位高程信息，構(gòu)建潮灘DEM，推算海岸線(xiàn)。在長(zhǎng)江口[29]、萊州灣[30]的淤泥質(zhì)灘涂的高程重建中均取得了較好的效果。近年來(lái)，有較多學(xué)者改進(jìn)了岸線(xiàn)校正方法。如沙宏杰等[31]根據(jù)多時(shí)相遙感水邊線(xiàn)之間的潮差關(guān)系自動(dòng)判斷江蘇中部淤泥質(zhì)海岸的剖面形態(tài)，采用不同的函數(shù)進(jìn)行剖面擬合，構(gòu)建了一種剖面形態(tài)自適應(yīng)的海岸線(xiàn)遙感推算新方法，精度明顯提高。陳瑋彤等[32]針對(duì)淤泥質(zhì)海岸潮間帶坡度平緩的特點(diǎn)，基于多潮位站插值校正的水邊線(xiàn)離散點(diǎn)潮位賦值及坡度計(jì)算，對(duì)水邊線(xiàn)方法進(jìn)行了改進(jìn)，取得了較好的成果。

經(jīng)過(guò)圖像的預(yù)處理、瞬時(shí)水邊線(xiàn)的提取及岸線(xiàn)校正等步驟，得到真正的海岸線(xiàn)，但其精度仍需驗(yàn)證。目前主要有定性分析與定量分析兩類(lèi)精度評(píng)價(jià)方式。定性分析即人工目視對(duì)比結(jié)果的差異，此法存在人為誤差，且無(wú)法對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行定量化表達(dá)。如今，多采用定量分析方法以精確描述提取結(jié)果與基礎(chǔ)線(xiàn)的匹配程度，主要有3 種：（1）緩沖區(qū)方法[9，14]；（2）計(jì)算用戶(hù)精度、生產(chǎn)者精度和總體精度[33]；（3）計(jì)算平均偏移量與均方根誤差（Root Mean Square Error，RMSE）[6，34]。其中，RMSE 是使用最多的定量方法。

2 海南島的岸線(xiàn)提取方法比較

2.1 海南島概況

海南島是我國(guó)第二大島，位于中國(guó)最南端，四面環(huán)海，是東西方交流的主要通道，包含沿海12 個(gè)市縣。全省陸地總面積3.54×104km2，其中海南本島面積3.39×104km2[35]。海南屬熱帶季風(fēng)氣候，地形為穹形山體，中間高四周低，河流眾多。海岸帶地區(qū)擁有豐富的濕地資源和森林資源，珊瑚礁和紅樹(shù)林海岸全國(guó)典型。海南島的海岸線(xiàn)約占全國(guó)海岸線(xiàn)總長(zhǎng)的1/10，形狀綿延曲折，岬灣眾多，有利于發(fā)展旅游業(yè)及優(yōu)良港灣[21]。1990 年后，海南省海岸線(xiàn)開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了從圍墾養(yǎng)殖到港口建設(shè)、圍填海工程建設(shè)發(fā)展的過(guò)程，人工岸線(xiàn)長(zhǎng)度顯著增加，自然岸線(xiàn)長(zhǎng)度減少，局部砂質(zhì)海岸線(xiàn)侵蝕嚴(yán)重、功能退化[36]。2017 年海南島岸線(xiàn)類(lèi)型長(zhǎng)度、占比及圖像如表2 所示，砂質(zhì)岸線(xiàn)和人工岸線(xiàn)為主要類(lèi)型[23]。

表2 2017 年海南島岸線(xiàn)類(lèi)型

三亞市地處海南島最南端，環(huán)三亞灣展布，熱帶海濱資源豐富，是生態(tài)修復(fù)、海綿城市和綜合管廊建設(shè)綜合試點(diǎn)城市，其海岸環(huán)境的變化及海岸侵蝕演變引起政府重視和研究者的廣泛關(guān)注[37]。侵蝕現(xiàn)象突出表現(xiàn)在三亞灣岸段，西起天涯海角岬，東至鹿回頭半島，主要受砂質(zhì)海岸特性、海平面上升、臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮等自然因素和修建工程、河道挖沙等人為因素的影響[38]。

2.2 提取方法

在ArcGIS、ENVI 和Matlab 平臺(tái)上，以海南島的Landsat OLI 影像為數(shù)據(jù)源（時(shí)間為2021-01-01，行 列 號(hào) 為123046、124046、125046、123047 和124047，來(lái)源于https：//www.usgs.gov/），在不考慮岸線(xiàn)類(lèi)型的情況下，選取目視解譯法、閾值分割法、邊緣檢測(cè)法這3 種最常用方法提取其瞬時(shí)水邊線(xiàn)[7，10，15]，比較各方法的提取結(jié)果。然后綜合多種岸線(xiàn)提取方法，實(shí)現(xiàn)三亞灣岸段的岸線(xiàn)全自動(dòng)提取。多數(shù)提取方法類(lèi)文獻(xiàn)以瞬時(shí)水邊線(xiàn)代替岸線(xiàn)以便于描述，本文提取的岸線(xiàn)均為圖像的瞬時(shí)水邊線(xiàn)[15-16，26]。主要提取過(guò)程如下。

（1） 采用目視解譯法，歸一化差值水體指數(shù)（Normalized Difference Water Index，NDWI）、修正歸一化差值水體指數(shù)（Modified Normalized Difference Water Index，MNDWI）、二次改進(jìn)歸一化差異水體指數(shù)（Second Modified Normalized Difference Water Index， SMNDWI） 3 種 水 體 指 數(shù) 法 及 Sobel、Roberts、Canny 3 種邊緣檢測(cè)算子法提取海南島全島的岸線(xiàn)。目視解譯提取的岸線(xiàn)常常作為基礎(chǔ)岸線(xiàn)或真實(shí)岸線(xiàn)。閾值分割法和邊緣檢測(cè)算子法均是利用圖像灰度值的差異，前者是通過(guò)設(shè)置閾值將目標(biāo)與背景分割，后者是利用邊緣周?chē)叶戎档牟贿B續(xù)性，提取其分界線(xiàn)。水體指數(shù)法多用于提取多波段影像的岸線(xiàn)，經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，提升了圖像的水陸對(duì)比度。這6 種方法比較成熟，采用較多，但容易受噪聲影響，提取結(jié)果需進(jìn)行人工處理以去除偽邊緣、雙線(xiàn)等明顯誤差。一般需要結(jié)合其他方法以實(shí)現(xiàn)高精度提取[2，26]。

得到水體指數(shù)法和算子法提取的岸線(xiàn)后，以目視解譯得到的水邊線(xiàn)作為基礎(chǔ)線(xiàn)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)各方法的岸線(xiàn)長(zhǎng)度、與目視解譯的長(zhǎng)度差值和平面位置精度，比較各方法的提取效果。平面位置精度評(píng)價(jià)，即計(jì)算基礎(chǔ)線(xiàn)與提取水邊線(xiàn)之間的距離，能夠表現(xiàn)各方法提取效果的局部差異，公式[39]如下。

式中，m 表示平面位置精度；Li-L′i表示各方法提取的水邊線(xiàn)到基礎(chǔ)線(xiàn)（目視解譯的水邊線(xiàn)）的水平距離；N 表示樣本個(gè)數(shù)，每種方法采集50 個(gè)樣本，樣本點(diǎn)分布在明顯差異處（圖1）。

（2） 以上水邊線(xiàn)提取方法雖然常用，但提取精度有待提高。為了提高精度，常使用高分辨率影像，結(jié)合多方法進(jìn)行岸線(xiàn)提取。本文以第五波段作為底圖（行列號(hào)為12047 的圖像，裁剪為三亞灣區(qū)域），綜合采用區(qū)域生長(zhǎng)法、Otsu 閾值分割法和Canny 邊緣檢測(cè)方法，提取海南島三亞灣的水邊線(xiàn)，以增強(qiáng)提取效果[16]。三亞灣呈對(duì)數(shù)螺旋形，為岬灣砂壩潟湖海岸，是海南島的主要侵蝕區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)其岸線(xiàn)的快速提取，能夠快速分析其侵蝕速率變化，進(jìn)行岸線(xiàn)位置進(jìn)退的定量研究，具有重要的研究意義。該方法的核心思想是區(qū)域生長(zhǎng)法，即選取一個(gè)種子像素作為區(qū)域的生長(zhǎng)點(diǎn)，然后通過(guò)設(shè)置合適的閾值和生長(zhǎng)規(guī)則以合并區(qū)域內(nèi)與生長(zhǎng)點(diǎn)有相同或相似性質(zhì)的像元。Otsu 閾值法是利用最小二乘法求得圖像的最佳閾值，進(jìn)而對(duì)其灰度進(jìn)行類(lèi)間差分，其結(jié)果圖灰度分布明顯。Canny 邊緣檢測(cè)法作為認(rèn)同度最高的微分算子法，能夠提取盡量多的圖像信息，精度較高[40]。

2.3 提取結(jié)果

比較水體指數(shù)法和邊緣檢測(cè)算子法的岸線(xiàn)提取結(jié)果（表3 和圖1）發(fā)現(xiàn)，各方法的岸線(xiàn)長(zhǎng)度誤差均在26%內(nèi)，整體與真實(shí)地物差別不明顯。其中Canny 的誤差最小，Roberts 和SMNDWI 的誤差較小，提取的岸線(xiàn)比較平滑；Sobel 的長(zhǎng)度誤差最大，岸線(xiàn)位置與真實(shí)有較大差異。

圖1 海南島岸線(xiàn)提取結(jié)果圖

表3 海南島水邊線(xiàn)提取結(jié)果對(duì)比

各方法的岸線(xiàn)平面位置精度均在14 m 以?xún)?nèi)，岸線(xiàn)曲折處偏移量較大。其中SMNDWI 的精度最好，3 種算子法的精度均較好，NDWI 的精度最差。Canny 算子提取的岸線(xiàn)在地物復(fù)雜處（典型岸段）與基礎(chǔ)線(xiàn)的偏移量較大，因此雖然長(zhǎng)度誤差最小，但平面位置精度比SMNDWI 差。綜上所述，Canny算子、Roberts 算子與SMNDWI 均能較為準(zhǔn)確地提取出海岸線(xiàn)，與真實(shí)岸線(xiàn)擬合程度較高；NDWI 提取效果較差。

比較幾種水體指數(shù)法和邊緣檢測(cè)算子法內(nèi)部的提取效果。MNDWI 和SMNDWI 是通過(guò)對(duì)NDWI 的改進(jìn)得到，NDWI 只考慮植被因素，MNDWI 在其基礎(chǔ)上加入土壤或建筑物因素，SMNDWI 能更好地抑制海域特征，探測(cè)水體的細(xì)微變化。這三種方法的提取誤差和平面位置精度呈遞減，提取效果得到改善。Sobel、Roberts 和Canny 的提取誤差和精度也呈現(xiàn)遞減關(guān)系，說(shuō)明二階微分算子Canny 的提取結(jié)果比一階微分算子Sobel 和Roberts 更準(zhǔn)確，與魏東嵐等的試驗(yàn)結(jié)果一致[15]。但如果涉及具體的岸線(xiàn)類(lèi)型，Canny 算子不一定比Sobel、Roberts 算子更有優(yōu)勢(shì)。海南島的岸線(xiàn)以砂質(zhì)岸線(xiàn)和人工岸線(xiàn)為主，根據(jù)前人研究，人工岸線(xiàn)多用Roberts 提取，而砂質(zhì)岸線(xiàn)多用Sobel 提取，而本文的Sobel 和Roberts 提取結(jié)果精度也較好，因此需結(jié)合研究區(qū)特點(diǎn)選擇合適的方法[2，26，41]。

選取的典型岸段分別為儋州灣、花場(chǎng)灣、如意島、清瀾港、新村港和小海，如圖1（a）至圖1（f）所示，主要為海南島養(yǎng)殖塘重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域或港口碼頭區(qū)域，年際面積變化大，岸線(xiàn)類(lèi)型主要為人工岸線(xiàn)[22-23]。各方法的提取結(jié)果在典型岸段具有較明顯差異，原因是這些區(qū)域的岸線(xiàn)曲折、地物形態(tài)極不規(guī)則，各方法的提取結(jié)果差異也直觀表現(xiàn)在彎曲度大的區(qū)域，特別是Canny 方法的提取結(jié)果，在新村港和小海岸段，與目視解譯有較大差異，明顯趨于平滑。

將Otsu 法、區(qū)域生長(zhǎng)法及Canny 邊緣檢測(cè)算子法相結(jié)合，應(yīng)用于三亞灣的岸線(xiàn)提取流程及結(jié)果如圖2 所示。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：（1）經(jīng)Otsu 閾值分割后，海陸分布明顯，易于選擇種子點(diǎn)；（2）采用區(qū)域生長(zhǎng)法選取種子點(diǎn)后，灰度相近區(qū)域合并，陸域地物信息大部分被去除，島嶼信息保留，但三亞河附近的地物無(wú)法完全清除，圖像上陸域?yàn)楹谏?，水域?yàn)榘咨?，突出了海陸交界線(xiàn)；（3）若進(jìn)行腐蝕處理，三亞河周?chē)匚锉蝗コ?，海域擴(kuò)大，同時(shí)鳳凰島、西瑁洲和東瑁洲都被去除，故不采用形態(tài)學(xué)方法；（4）對(duì)區(qū)域生長(zhǎng)法結(jié)果進(jìn)行Canny 邊緣檢測(cè)，提取到完整的岸線(xiàn)。通過(guò)疊加圖發(fā)現(xiàn)：該海岸線(xiàn)提取方法效果較好，海陸分割效果明顯，提取信息較完整，主要表現(xiàn)為三亞河、鳳凰島、西瑁洲和東瑁洲被完整地提取出來(lái)了。因此，可認(rèn)為該方法的提取結(jié)果符合圖像的海岸線(xiàn)分布，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[16]。

圖2 三亞灣水邊線(xiàn)提取流程及結(jié)果

2.4 討論

目前，海岸線(xiàn)提取方法較多，但均有一定的局限性，因此可將多種方法相結(jié)合，融合各方法的優(yōu)勢(shì)，使海岸線(xiàn)的提取效果更好，適用范圍更廣。如王常穎等[27]采用決策樹(shù)方法挖掘地物的分類(lèi)規(guī)則，然后多次運(yùn)用基于密度的聚類(lèi)方法實(shí)現(xiàn)噪聲去除，該方法適用于天津河道區(qū)域的海岸線(xiàn)提取。喬學(xué)瑾等[9]利用融合區(qū)域生長(zhǎng)法、自適應(yīng)Canny 邊緣檢測(cè)法和形態(tài)學(xué)法，提取黃河三角洲復(fù)雜區(qū)域的岸線(xiàn)。在岸線(xiàn)提取過(guò)程中，研究者常使用腐蝕或膨脹方法進(jìn)行結(jié)果優(yōu)化，但本文實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，島嶼信息和河道附近地物會(huì)被腐蝕去除，結(jié)果不理想。因此，提取方法的實(shí)用性需要在其他地區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，探索如深度學(xué)習(xí)等新方法，增強(qiáng)提取效果[19]。

對(duì)于不同類(lèi)型的岸線(xiàn)，其地貌特征存在差別，應(yīng)該采用不同的方法進(jìn)行岸線(xiàn)提取。目前有較多學(xué)者研究不同類(lèi)型岸線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)方法，如莊翠蓉[26]采用Roberts 算子提取基巖岸線(xiàn)、人工岸線(xiàn)和紅土岸線(xiàn)，采用Sobel 算子和小波多尺度方法分別提取砂質(zhì)岸線(xiàn)和淤泥質(zhì)岸線(xiàn)。殷飛等[41]采用Roberts 算子提取基巖岸線(xiàn)和人工岸線(xiàn)，采用監(jiān)督分類(lèi)法和Sobel 算子提取砂質(zhì)岸線(xiàn)，采用灰度形態(tài)學(xué)法和Canny 算子提取淤泥質(zhì)岸線(xiàn)。淤泥質(zhì)海岸由入海河流攜帶泥沙和海岸的侵蝕作用產(chǎn)生，表現(xiàn)為海岸低平，灘涂面積較大，坡度平緩，常有潮溝發(fā)育等特征，是岸線(xiàn)提取的重點(diǎn)。搜索文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，較多學(xué)者采用Canny算子提取淤泥質(zhì)岸線(xiàn)，但提取效果較差，需結(jié)合實(shí)地測(cè)量進(jìn)行人工修測(cè)[2，41]。海南島的淤泥質(zhì)岸線(xiàn)主要分布在儋州灣和后水灣附近（圖1），但各方法的提取結(jié)果差異不明顯。典型岸段主要為人工岸線(xiàn)，Canny 結(jié)果線(xiàn)與目視解譯線(xiàn)差別較大，特別是新村港和小海區(qū)域，但Canny 法提取的全島水邊線(xiàn)結(jié)果誤差最小，因此需要分類(lèi)型進(jìn)行分析。

3 結(jié) 論

本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外多種岸線(xiàn)提取方法，采用目視解譯、閾值分割法、邊緣檢測(cè)算子法和區(qū)域生長(zhǎng)法等方法提取2021 年海南島或三亞灣的岸線(xiàn)，結(jié)果如下。

（1）NDWI 的提取效果較差，岸線(xiàn)曲折處偏移量大；Canny、Roberts 和SMNDWI 的提取誤差較小，精度較高，能較為準(zhǔn)確地提取出海岸線(xiàn)，與真實(shí)岸線(xiàn)擬合程度較高。

（2） 若不考慮岸線(xiàn)類(lèi)型，在海南島區(qū)域，NDWI、MNDWI 和SMNDWI 提取結(jié)果的誤差和精度呈遞減關(guān)系，效果得到改進(jìn)；二階微分算子Canny 的提取結(jié)果比一階微分算子Sobel 和Roberts更準(zhǔn)確。

（3）各提取方法在典型岸段，即形態(tài)不規(guī)則、彎曲度大的養(yǎng)殖塘和港口碼頭區(qū)域，存在明顯差異。

（4）區(qū)域生長(zhǎng)法與Otsu 閾值法、Canny 邊緣檢測(cè)相結(jié)合的岸線(xiàn)自動(dòng)提取方法在三亞灣提取效果較好，海陸分布明顯，地物要素完整，可實(shí)現(xiàn)岸線(xiàn)的快速提取。

未來(lái)可在多方法結(jié)合、探索并應(yīng)用新方法、研究各類(lèi)岸線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)提取方法（尤其是淤泥質(zhì)岸線(xiàn)）等方面完善海岸線(xiàn)提取方法的研究。