不同类型海岸线遥感解译标志建立和提取方法研究

传统的海岸线现场测量方式费时费力,且个别地区难以到达,遥感技术的出现为海岸线的获取提供了重要手段,可弥补传统方式的不足。应用SPOT5影像,通过野外实地踏勘获取的现场资料及经验,分析各种海岸类型在影像中的特征,从颜色、纹理、地物邻接关系等方面建立海岸类型的遥感解译标志,提出基岩岸线、砂质岸线、粉砂淤泥质岸线、生物岸线和人工岸线的提取原则。经与实测岸线对比,海岸线解译标志和提取原则获取的海岸线在细节上更加合理、准确。

中国南海及邻近海域SST时空分布和变化特征分析

基于2003—2015年的国产自主SST多源遥感融合数据,以中国南海及邻近海域为研究区,开展了SST时空分布和变化特征分析,结果表明:SST的空间分布总体呈现南高北低的特点,在研究区内,纬度每降低1°,SST增大约0.19℃,在近赤道区域,纬度每降低1°,SST约增大0.30℃;SST区域极大值的季节变化特征明显,冬季SST极大值均分布于5°N以南海域,夏季多分布于15°N以北海域,春秋两季分布介于冬春两季之间,秋季略偏向南海北部,春季略偏向南海南部。从时间变化上看,研究区SST呈现震荡上升趋势,上升速率约0.04℃/a;南海南部SST变化比较平缓,SST年变化速率一般小于0.04℃/a;近岸海域受人类活动的影响,SST年变化速率一般在0.05℃/a以上;在河口沿岸海域,受温度较低的冲淡水影响,SST升温不明显。

1979-2010年我国大陆海岸潟湖变迁的多时相遥感分析

潟湖是重要的海岸湿地类型,具有丰富的自然资源和独特的生态功能。近几十年来,我国的海岸潟湖遭到了极大破坏,因此,开展我国海岸潟湖遥感监测与分析具有重要意义。本文根据1979年、1990年、2000年和2010年的4期共102景多时相遥感影像数据,利用遥感和地理信息系统等技术方法对我国大陆海岸潟湖进行了遥感监测,首次调查统计了我国大陆海岸潟湖的名称、数量、分布、岸线长度和面积信息,并对近31年来我国大陆海岸潟湖的变迁状况进行了分析。结果表明,1979年我国大陆海岸潟湖共计251个,近31年,共消失19个潟湖,其中辽宁省消失15个,广东省消失3个,广西壮族自治区消失1个;1979年我国大陆海岸潟湖岸线总长度为2 692.26km,总面积为1 092.805 5km2,至2010年我国大陆海岸潟湖岸线总长度共减少337.80km,潟湖总面积共减少204.103km2;31年间,我国大陆海岸潟湖的岸线长度和潟湖面积总体均处在持续减少的状态,各省(自治区)也基本符合该规律;1979-2010年间,我国大陆海岸潟湖大部分处在老年期,死亡期潟湖消失19个。

我国海岸潟湖卫星遥感分类方法研究

参照Landsat-5TM和HJ-1CCD遥感影像,依据实地踏勘资料及解译经验,分析各种海岸潟湖地貌学成因和发育演变阶段,提出基于潟湖地貌学成因的遥感分类方法。并将我国海岸潟湖划分为滨外坝型、沙坝型、沙嘴型、湾顶坝型、连岛坝型和河口型共6种地貌类型。建立基于发育演变阶段的潟湖遥感分类标准,将海岸潟湖分为青壮年期、老年期和死亡期共3个发育演变过程;结合潟湖在影像中的特征,以近红外、红、绿波段组合后的假彩色影像为例,从色彩、纹理、地物邻接关系等方面建立不同潟湖类型的遥感解译标志;根据所建立的遥感解译标志,对山东省53个海岸潟湖进行遥感分类验证,结果吻合。

海岸潟湖遥感信息提取与精度验证方法

潟湖是水陆交接的地貌体,结合遥感手段实现水陆的准确、快速分割对于潟湖岸线长度和面积信息提取具有重要意义.以山东半岛的海岸潟湖为研究对象,利用7景2010年左右覆盖研究区域的Landsat TM图像,在图像几何校正和信息增强的基础上,采用敏感波段组合的阈值分割方法,通过对比归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)和改进的归一化差异水体指数(MNDWI)方法处理潟湖边界信息的敏感性,确定了基于NDWI的潟湖水陆分割方法,并通过栅矢转换完成了潟湖边界范围的自动提取,为了避免由于栅格精度限制而导致的边界信息提取结果不圆滑,采用样条函数法的插补算法进行平滑处理.同时,为了验证潟湖信息自动提取的精度,提出了一种基于相同地理位置的斑块精度验证方法,利用人工目视解译的结果,从潟湖的形状、岸线长度和面积3个角度评价自动提取的结果,该方法可验证潟湖边界自动提取结果与真实潟湖边界的形状相似度,并对相似度较好的潟湖信息提取结果进行精度分析.

北极星载微波辐射计海表温度遥感观测能力分析

本文利用2016年的AMSR2、GMI、WindSat和HY-2A RM等星载微波辐射计海表温度(SST)数据,分析了北极卫星遥感SST数据的时空覆盖和产品精度情况。结果表明:北极星载微波辐射计SST冬季覆盖率和有效覆盖天数要低于夏季,GMI的SST有效覆盖率较低,AMSR2较高,联合使用AMSR2、GMI、WindSat和HY-2A RM星载微波辐射计SST数据,2月份覆盖率在12%～15%之间,有效观测天数优于26 d,8月份覆盖率全月高于26%,有效观测天数优于29 d。北极地区星载微波辐射计SST数据的误差均要大于全球平均水平,AMSR2数据精度较好,WindSat与AMSR2的精度相当,GMI的均方根误差约是AMSR2的2倍,HY-2A RM数据精度低于其他星载微波辐射计水平。

滨州沿岸近16年间海岛变迁遥感监测

滨州沿岸海岛众多。近16年来,海岛数量不断减少。文章利用3期遥感影像对滨州沿岸海岛变迁进行调查,并分析了其变迁的原因。研究表明,1992—2005年,因养殖与盐田开发导致42个海岛消失,30个海岛失去海岛属性;2005—2008年,因同样原因导致6个海岛消失,1个海岛失去海岛属性。由于现场验证不完整,因此上述结论可能存在一定误差。

2010—2015年环渤海海岸线时空变迁监测与分析

以Landsat ETM+,OLI影像为数据源,开展了2010—2015年环渤海大陆海岸线和岸线摆动区内土地覆盖信息提取,并对其逐年时空变化特征和海岸开发方式进行了系统分析。结果表明:环渤海大陆海岸线长度及类型动态变化显著,岸线长度增加了396.2km,以人工岸线为主,占比超过80%,共增加465.7km;其余岸线类型均出现不同程度缩减,砂质岸线变化最大,减少了35.6km。2010—2015年岸线整体向海推进导致陆域面积净增737.81km2,养殖、建设用地和交通运输用地是渤海主要的用海类型,以养殖用海最多,增加了301.88km^2,建设用地次之,增加了297.14km^2。环渤海经济快速发展带来的人为开发是环渤海岸线变化的主导因素,且开发方式时间异质性显著,2010—2012年增速剧烈,2013年后逐年变缓。

近10年珠海海岸带海岸线时空变化遥感分析

为了更有效地研究珠海市海岸带海岸线的变化,基于2005年、2010年和2015年3期覆盖珠海市海岸带的高分辨率SPOT-5、GF-1和航空DOM遥感影像,建立了珠海海岸带岸线分类体系,并采用人机交互方式提取了3期12类海岸线信息。对海岸线长度及海岸蚀淤情况进行分析,结果表明:(1)2005~2015年珠海市海岸带海岸线总体长度从470.69 km增长到496.95 km,年平均增长2.38 km;(2)2005~2015年珠海市海岸带岸线中,人工岸线一直占较大比重,且10年间呈持续增长状态,总长度增长了40.21 km,而此期间的自然岸线却减少了13.95 km;(3)珠海市海岸带侵蚀面积为0.98 km^2,扩张面积为34.75 km^2。港口码头和建设岸线是扩张主因,养殖围堤岸线、砾石岸线、基岩岸线长度逐年递减并向内陆侵蚀;(4)珠海市高栏港区附近岸线变化最为剧烈,实地调查发现该地区港口从2008年开始建设并逐年向外扩张,至2015年扩张面积为27.65 km^2,平均扩张速率为3.4 km^2/a。通过以上分析,可以得出近10年珠海市海岸带海岸线变迁是海岸开发所引起的,港口码头建设是人类开发海岸的主要方式。

近30年来湄洲湾海岸线变迁遥感监测与分析

以Landsat MSS,TM,ETM+影像为数据源,利用目视解译方法提取了1983年、1993年、2001年和2010年湄洲湾四期海岸线。利用基线法和面积法对湄洲湾的海岸线变迁情况进行了分析,并计算了反映岸线曲折度的岸线曲率。结果表明:近30a来湄洲湾海岸线整体一直处于向海增长态势,海岸线整体曲折度增大,海湾面积在减少,减少了70km2。海岸线长度整体处于增加态势,增加了2.99km,这主要由围填海养殖和港口建设引起。其中2001-2010年湄洲湾海岸线变迁最剧烈,向海增长最大距离为3 406m,陆地面积净增51.74km2,主要由外走马埭围垦、斗尾港区建设和养殖池塘的围填引起;1993-2001年变迁最缓和,向海增长最大距离为2 123m,陆地面积净增5.52km2,主要由养殖池塘围填引起;1983-2010年海岸线曲率分布中值在增大,得出整体曲折度在增大,主要原因是养殖池塘围填和港口建设。

基于多期遥感影像的砂质岸线提取方法——以海阳沙滩为例

文章提出一种基于发展多期影像和归一化水体指数(NDWI)的砂质岸线自动提取方法,以山东半岛海阳沙滩为实验区,应用2005年多个月份的7景Landsat 5TM遥感影像为数据源,提取实验区砂质岸线。利用908专项修测岸线对提取的海岸线进行精度检验。结果表明,岸线偏差距离为20.9m、均方根误差(RMSE)为33.6m。该方法可为砂质岸线的提取与变迁分析研究提供参考依据。

海州湾海洋牧场生态健康评价

海洋牧场生态健康评价是海洋牧场生态保护的基础。本文采用层次分析法(AHP),以水质环境、生物资源和外来压力为准则层,以11个因子为指标层,建立了海州湾海洋牧场生态健康评价体系。通过指标赋值与权重计算,得到如下结论:(1)在准则层中,水质环境对目标层的影响最大为0.65,生物资源的权重次之,为0.28,外来压力的权重最小,为0.07。在指标层综合权重中,对海州湾海洋牧场生态状况影响最大的是溶解氧,其权重为0.2016,浮游植物次之,权重为0.1568;影响力最小的是寒潮,其权重为0.002,亚硝酸盐氮次小,权重为0.007。(2)海州湾海洋牧场综合评价指数CEI=0.68,生态健康状况为中,需要进一步加强生态保护措施,以确保海洋牧场可持续发展。

近40年来清澜湾海岸线及其邻接地物遥感监测与变迁分析

以清澜湾1974,1988,2001,2013年四期的Landsat MSS,TM,ETM+影像和HJ1A CCD1影像及1976年地形图为数据源,采用人机交互方法提取了4期海岸线信息,并对海岸线及其变化,沿海岸线分布的红树林、养殖围塘、潮汐通道变化等进行了时空分析,得到结论如下:1)1974—2013年,海岸线总长度由80.47 km增长到81.86 km。2)清澜港东岸砂质海岸侵蚀,最大蚀退距离为54 m;邦塘珊瑚礁砂质海岸侵蚀程度较高,最大蚀退距离为180 m;其他岸段均向海推进。3)海岸线变迁导致红树林面积减半以及潮汐通道变窄。4)红树林开采、围塘养殖及港口建设等人类活动是清澜湾海岸线变迁的主要原因,约有50.48%的海岸线受到了人类活动影响。

岛礁光学影像图谱特征分析

海岛是重要的国土资源,按照物质组成可以分为基岩岛、沙泥岛和珊瑚岛等3种类型。本文在总结前人在地物要素图谱特征分析方面研究工作的基础上,针对基岩岛和沙泥岛,利用SPOT-5图像,选取近红外、红、绿波段组合标准假彩色图像,针对珊瑚岛,利用Quick Bird图像,选取红、绿、蓝波段组合真彩色图像,使用2种最常用的遥感影像波段合成方法,从这3种海岛的岸线类型、地物特征和海岛所处位置关系等方面,分析岛礁光学影像的图谱特征,为海岛遥感识别与调查研究提供技术保障。

图们江口及邻近区域海岸线遥感监测及变化分析

文章利用1985、1995、2005、2009年的Landsat卫星遥感影像和2015年的GF-1卫星遥感影像,分析近30年来图们江口海岸线的变化特征。结果表明:近30年来图们江口海岸线长度整体呈增长态势,累积增加0.66km,主要由人类开发活动及泥沙堆积等引起;人工岸线比例增大,但1985—1995年因河流改道致使岸线减少3.8km。1985—2005年海岸带淤积面积大于侵蚀面积,其中河流改道使1995—2005年淤积面积达到4.522 7km2;2005—2015年侵蚀面积大于淤积面积;2005—2009年径流量减少使侵蚀面积达到4.203 7km2。河口处的岸线迁移变化最大,其他地区较稳定。

珠海市近海水下地形冲淤演变分析

为研究珠海市海域地形演变,基于2005~2014年海图资料提取了两期水深点和等深线,对比选取最优插值方法,构建珠海市海域水下地形变化图,分析研究区的冲淤变化。结果表明:(1)2005~2014年珠海市海域的0m和2m等深线比10m等深线变化剧烈,变化集中在近岸区域,说明人类改造活动占主导地位;(2)经不同区域冲淤统计和代表性断面分析可得,9年间海底淤积量大于冲刷量,淤积区域集中在澳门港至淇澳岛附近,港珠澳大桥建设为主导因素;冲刷区域集中在崖门水道、进海航道和高栏港附近,港口清淤及航道疏浚为主导因素。

SST融合产品在渤黄海的质量评估与修正研究

为获取高空间分辨率与空间覆盖率的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)产品,基于最优插值方法,对微波辐射计Wind Sat、AMSR-E、ASMR2、HY-2 RM和红外辐射计MODIS、AVHRR的SST观测数据进行融合,生成了一种0.1°空间分辨率的每日SST融合产品,利用浮标数据在渤黄海区域进行了精度评估和修正,并分析了该区域的SST时空分布特征。结果表明:SST融合产品的在中国近海的精度为1.1℃,利用浮标数据修正后的精度略有改善;利用修正的SST产品对渤黄海区域SST分布特征进行了分析,分析结果显示,渤黄海海域冬季海温最为均匀,春季在海水升温过程中海温不均匀性明显。

雷达高度计在海冰厚度探测中的研究进展

海冰是全球变化的指示剂,海冰厚度是海冰最难探测的参数之一。文章对现有的海冰厚度探测方式以及近年来相关研究进行了全面回顾和分析,对卫星雷达高度计、合成孔径雷达反演冰厚所存在的问题进行了总结;重点分析了星下点观测模式的雷达高度计以及雷达干涉测量技术在海冰厚度探测中的应用,分析了三维成像雷达成像高度计在海冰探测中的潜力,以及三维成像雷达成像高度计在海冰厚度探测机理及数据处理方面存在的问题。

集成奇异谱分析和长短期记忆网络的区域海平面变化预测

基于我国首套高精度全球海洋气候数据集(CDRs),选取季节变化较为明显的黄海作为研究区域,利用奇异谱分析(SSA)对黄海海域海平面异常(SLAs)数据进行了时间序列与时空序列的分解去噪,并结合长短期记忆(LSTM)网络构建了SSA-LSTM组合模型,对黄海海域海平面变化趋势进行预测。结果表明:SSA-LSTM组合模型对时间序列的预测精度显著提高,预测长度5年的均方根误差最小为35.04mm;在对时空序列的预测中,预测第1年的均方根误差最小为19.68 mm。同时,利用空间模态进行了海平面变化时空分异规律研究,发现黄海海域海平面变化趋势具有高度一致性,并且与季节、纬度显著相关。预计2016年―2025年黄海海域海平面将以每年3.65±0.79 mm的速率持续上升。

基于Jason-2校正辐射计的降雨率估计算法研究

采用Jason-2校正辐射计的亮温数据与GPM Ku波段测雨雷达的降雨率数据,开展基于Jason-2校正辐射计的降雨率估计算法研究。为避免波束填充效应,对Ku波段测雨雷达降雨率数据进行网格化处理,分别构建3×3,5×5及7×7网格的建模数据集和验证数据集,通过建模数据集建立了3种基于校正辐射计的降雨率估计算法研究,并通过验证数据集进行检验。结果表明:对GPM Ku波段测雨雷达的降雨数据进行3×3,5×5及7×7的网格化处理,可以在降雨率估计算法研究时有效避免波束填充效应,7×7网格化处理方法效果最优。对3种不同的算法比对,发现利用校正辐射计3个通道亮温信息的线性组合形式估计降雨率效果最优,相对偏差可达42.33%。