基于海底DEM的洋中脊火山锥自动识别方法研究

作     者：党牛 余星 韩喜球 陈安清 DANG Niu;YU Xing;HAN Xiqiu;CHEN Anqing

作者机构：成都理工大学沉积地质研究院四川成都610059 自然资源部海底科学重点实验室浙江杭州310012 自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 

出 版 物：《海洋学研究》 (Journal of Marine Sciences)

年 卷 期：2021年第39卷第3期

页      面：12-20页

学科分类：070704[理学-海洋地质] 0709[理学-地质学] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41872242,42172231) 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(JT2001,JG2001) 大洋“十三五”资源环境专项(DY135-S2-1-02) 

主　　题：火山锥 洋中脊 非监督分类 特征变换 DEM 自动识别 

摘      要：洋中脊是板块扩张和洋壳增生的主要区域,除了发育沿洋脊走向的裂隙式喷发火山脊,还分布有众多零星的中心式喷发火山锥。这些火山锥的形态和分布对了解洋中脊构造和岩浆活动具有重要的指示意义。基于海底多波束地形数据,采用人工或机器解译方法可以识别这些火山锥。本文利用大洋24航次船载多波束测深获得的卡尔斯伯格脊DEM(数字高程模型)数据,以非监督分类为手段,开展洋中脊火山锥的自动提取方法研究。基于原始DEM计算地形坡度、地表粗糙度、正负地形等衍生参数,进行特征变换,提取火山锥的特征信息。使用ISO(迭代自组织)聚类方法对特征变换后的图像进行聚类分析,并利用景观形状指数进行几何筛选,完成火山锥的自动提取。所使用的海底火山锥自动识别方法,正确率达0.8,重叠率约0.7,识别效果较好,效率高,能够在海底大范围的火山锥解译中发挥重要作用。