基于国产高分遥感的人工种植红树林种间分类方法研究——以广西茅尾海红树林为例

红树林的种间结构组成对红树林生态系统的健康和发展至关重要,而红树林种间分类问题一直以来都是基于遥感手段的红树林监测中的难点。针对该问题,以人工种植为特点的广西茅尾海红树林遥感种间分类为例,基于面向对象的分类思想,提出了一种现场样本与分割对象相结合的红树林种间分类方法。利用GF-2 PMS1高分辨率卫星遥感影像数据,开展了广西茅尾海红树林湿地典型植被精细分类和空间分布研究,并将分类结果与基于像素和传统面向对象SVM分类方法进行了对比。结果显示:总体上,面向对象分类方法更适合用于茅尾海红树林湿地典型植被分类;对于局部混生明显的区域使用基于像素SVM分类方法效果会更好;传统面向对象分类方法中将整个影像分割对象单元作为训练样本可能会在某种程度上造成负面影响。因此,使用文中提出的样本选择新方法进行面向对象分类精度最高,总体精度达到了93.13%,Kappa为0.89。     

基于ENVI 的唐山湾三岛土地利用遥感分类方法的比较分析

对唐山湾三岛2010年10月10 m分辨率的SPOT5多光谱数据源,采用不同分类方法进行识别和判断,并对比不同分类器在遥感影像分类中的应用效果和分类精度。有针对性地探究海岛土地利用遥感分类过程中不同方法的优劣,获取最适于岛陆地区土地利用的遥感分类方法。根据土地利用现状分类标准(GB/T21010-2007)和海岛陆域土地利用类型划分的相关规定,将唐山湾三岛主要分为滩涂、裸地、林地、草地、居住区、内陆水体和潮间带(潮水覆盖区)6类。并分别构建结合人为控制的非监督分类、监督分类和基于专家知识的决策树分类系统,参照更高分辨率影像、先验知识和野外调查资料,评价分类结果与实地调查结果的吻合程度,最终通过总体分类精度和Kappa系数等指标对各分类器精度进行评价和对比分析。     

面向对象的红树林信息提取

红树林是世界上最重要的生态系统之一,对于海岸带的保护起着非常重要的作用。然而,由于红树林所处的地理环境,对其进行实地调查是很困难的。遥感的出现,为我们研究红树林提供了一个很好的技术手段。但由于红树林的光谱信息与其他植被光谱信息的相似性,给红树林信息的提取带来了很大的困难。基于IKONOS卫星影像,采用面向对象的信息提取方法,利用简单的决策树分类方法进行了海岸带红树林信息提取的实验,得到了很好的结果,并与其他方法进行了比较。     

中巴资源卫星在红树林遥感调查中的应用研究

利用资源卫星信息提取技术，探讨中巴资源卫星(CBERS-1 CCD)数据在红树林资源调查中的应用能力。由于红树林群落间光谱特征的近似性和数据本身光谱信息的限制，给分类信息提取带来了困难。将红树林植被分布区与陆地植被分开，结合实地调查结果准确选取各群落训练区，采用神经网络分类法分类，获得了精度较高的分类结果。在此基础上，对主要群落的空间分布特征进行了简要分析。     

应用氮稳定同位素技术对雷州湾海域主要鱼类营养级的研究

1引言海洋食物网是维系海洋生态系统发展的基础,也是海洋生态学基础理论研究的主要内容之一。海洋食物网研究是通过对多种海洋鱼类食物关系的综合分析,了解其种间关系,阐明营养级的能流途径,可为海洋生态系统修复、改善海洋生态环境、保护海洋生物多样性和进一步合理开发利用海洋生物资源提供科学依据。     

雷州湾陆源入海污染负荷及其对海水水质的影响

笔者于2013年9月和12月对雷州湾陆源污染入海现状开展了2期调查和分析,对汇入雷州湾的河流、围海养殖及工业直排等输入源的入海污染负荷进行了估算。统计了不同类型污染源对雷州湾的污染负荷,分析了陆域入海污染物对雷州湾水质的影响,以期对雷州湾陆源污染的防治和海洋生态环境的保护提供科学依据。     

基于Sentinel-2 MSI影像与面向对象相结合的红树林树种精细化分类方法研究

红树林是最典型的滨海生态系统之一，红树林种间类型的精确识别对于红树林生态系统保护、修复及碳储量评估具有重要意义。遥感是开展红树林种间类型识别的有效手段，但传统的遥感红树林分类方法多是基于像元开展的，分类结果“椒盐”现象严重且精度还有很大提升空间。因此，本研究以东寨港红树林保护区为例，基于Sentinel-2 MSI影像，在传统遥感分类方法的基础上引入图像分割技术，分别构建了面向对象的支持向量机（Support Vector Machine,SVM）和随机森林（Random Forest,RF）分类法，并在此基础上对各模型的分类精度和适用性进行了分析。模型对比结果表明：（1）图像分割技术的引入能有效改善分类结果的“椒盐”现象，提升红树林种间类型的识别精度，基于像元使用SVM和RF分类算法总体分类精度分别可达78.82%(Kappa=0.75)和82.94%(Kappa=0.82)，面向对象的SVM和RF模型分类总体精度分别可达81.5%(Kappa=0.78)和92.67%(Kappa=0.88)，相较于以像元为分类对象的模型而言，后者精度分别提高了2.68%和7.43%;(2)从4个模...     

基于SPOT5的红树林遥感分类

以海南岛东寨港国家级红树林自然保护区为例,实地测量了红树林等地物光谱,获取了较为准确的红树林的光谱特征;在采用最大似然分类法提纯红树林信息基础上,结合不同红树种类的光谱特征及植被指数差异,选定可分性阈值,建立决策树分类规则,对SPOT5图像进行种间分类,并检验其分类精度。结果显示,各红树种类的使用精度都达到80%以上,且总体精度达到90%以上,为红树林生态系统业务化遥感监测奠定基础。     

基于高分光学与全极化SAR的海南八门湾红树林种间分类方法

合理的红树种间组成结构是有效发挥红树林湿地生态价值的前提,明确的红树林种间分布信息是开展红树林生态系统治理和规划工作的有效依据。针对海南八门湾红树林湿地,基于高分三号(GF-3)全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)和高分六号(GF-6)多光谱遥感数据,本文提取了35个红树林遥感特征,利用极端梯度提升树(eXtremegradientboosting,XGBoost)算法开展了特征重要性排序、特征筛选和红树林种间分类实验,将其与传统的支持向量机(supportvectormachine,SVM)、随机森林(randomforest,RF)机器学习算法进行精度比较,并基于XGBoost算法进行了3种特征组合方式(优选特征、多光谱特征、全极化SAR特征)的分类精度比较,旨在探索XGBoost对红树林种间分类的适用性和光学与全极化SAR数据对红树林种间分类的能力。结果表明:1)识别红树林种类的优势特征依次为多光谱的光谱波段、极化分解参数、光谱植被指数,且仅利用前8个优选特征(绿光波段反射率G、蓝光波段反射率B、Yamaguchi面散射分量Ys、近红外波...     

雷州马尾藻Sargassum leizhouense(Fucales,Phaeophyta)形态结构及分类研究

本研究通过对产于雷州半岛的雷州马尾藻(Sargassum leizhouense)形态结构进行研究,结合形态解剖、分类学特征等观察,比较了与同类组中其他3种马尾藻的特征差异,澄清了其分类地位,并修改了雷州马尾藻的检索表。结果表明,雷州马尾藻属于马尾藻属、真马尾藻亚属、叶托混生组、拟叶托混生亚组;尽管雷州马尾藻与该组的瓦氏马尾藻(S.vachellianum)、鳞茎马尾藻(S.bulbiferum)及滑托组的亨氏马尾藻(S.henslowianum)形态有许多相似之处,但其与上述3种马尾藻的主要差异在于球芽及分裂叶的有无。本研究不仅修改了雷州马尾藻分类地位,也为将来开展该马尾藻的人工繁育及养殖、加工提供帮助。     

雷州湾建港条件分析

为评价雷州湾建港条件,结合现场勘测资料和实际调查资料,分析了雷州湾的水域环境、气象、水文、泥沙、岸滩演变和地质等条件,认为雷州湾具有水域开阔、水深良好、波浪掩护条件较好、潮流不大、泥沙淤积轻微、岸滩稳定等特点,得出雷州湾具有良好建港条件的研究结论.     

基于ZY-3遥感影像的不同地貌水边线提取方法

水边线的精确提取对于沿海地区的经济开发和海域的使用管理具有重要意义。以雷州半岛东北部为研究区域,利用2017年资源三号(ZY-3)卫星数据为数据源,基于不同海岸地貌特征为划分依据,运用阈值分割法、神经元网络分类法和面向对象法对多光谱数据的人工海岸、砂质海岸、淤泥质海岸和红树林海岸进行水边线提取。通过目视解译提取融合图像的海岸线为基线,将提取的水边线与基线进行定性、定量分析。研究结果表明,对于人工岸线,神经元网络分类法最优,均方根误差为6.4m;对于砂质岸线,阈值分割法最优,均方根误差为5.4m;对于淤泥质及红树林岸线,面向对象法最优,均方根误差分别为23.3m和15.2m。该研究对于不同岸线的提取具有重要的借鉴和指导意义。     

雷州半岛灯楼角热带海岸的景观生态分类

海岸景观由于其边缘效应而具有较高的生产力和生物多样性水平,尤其是本区的热带海岸景观,由于发育有我国大陆唯一的珊瑚礁而显独特。本文根据景观生态学的分类方法,将灯楼角热带海岸景观生态划分为3大类（自然景观、经营景观和人工景观）24亚类,并揭示了本区的景观生态系统的等级和景观的演变与时空分布;由陆向海方向上依次出现陆地景观、海岸景观和沿岸浅海景观,而区域自然景观的出现时间序列上,则是陆地景观、沿岸线海景观和海岸景观。     

Mangrove expansion and rainfall patterns in Moreton Bay, Southeast Queensland, Australia

Changes in rainfall pattern have been suggested as a mechanism for the landward incursion of mangrove into salt marsh. The aim of the research was to assess the relationship between rainfall patterns and the spatial distribution of mangrove forests at study sites in Moreton Bay, Southeast Queensland, Australia, over a 32-year period from 1972 to 2004. To identify periods of relatively consistent rainfall patterns points at which rainfall patterns changed (change-points) were identified using the non-parametric Pettitt–Mann–Whitney-Statistic and the cumulative sum technique. The change-points were then used to define the temporal periods over which changes to mangrove area were assessed. Both mangrove and salt marsh area were measured by digitizing aerial photographs acquired in 1972, 1990 (the year with the most significant change-point), and 2004. The rates of change in mangrove area pre-1990 (a wetter period) and post-1990 (a drier period) were estimated. A significant positive relationship was demonstrated between rainfall variables and landward mangrove expansion, but not for seaward expansion. We concluded that rainfall variability is one of the principal factors influencing the rate of upslope encroachment of mangrove. However, the rate of expansion may vary from site to site due to site-specific geomorphological and hydrological characteristics and the level of disturbance in the catchment.     

广西珍珠湾红树林湿地沉积物烃类物质的分布及来源解析

为研究广西珍珠湾红树林湿地表层沉积物有机质中烃类化合物的分布特征及来源,于2021年9月采集珍珠湾红树林湿地表层沉积物样品13件,对沉积物中的正构烷烃和多环芳烃（PAHs）进行测试分析。分析结果表明：珍珠湾红树林湿地表层沉积物中正构烷烃的含量（干重）为362.17～10 390.72 ng/g,PAHs含量（干重）为7.76～28.06 ng/g,总体处于含量较低的水平;特征参数比值法分析结果显示,正构烷烃主要来源于陆源非浮水草本植物,未受石油及其衍生品的污染;PAHs具有大分子化合物占优势的特征,同分异构体比值法分析结果表明PAHs的潜在来源有石油、石油燃烧和煤炭草木燃烧,主成分分析-多元线性回归分析结果表明,其来源主要为混合燃烧源（＞52%）,其次为石油污染源;应用效应区间低/中值法对PAHs进行生态风险评价,结果表明PAHs生态风险处于较低水平。     

雷州湾浮游植物群落结构特征及其环境影响分析

2013年2月至11月对雷州湾海域的浮游植物和环境因子进行调查,并对该海域浮游植物的群落结构特征及其影响因素进行分析.结果表明,雷州半岛海域浮游植物共有142种,其中硅藻门42属116种,占总种类数的81.3%;甲藻门10属19种,占总种类数的13.8%;蓝藻门5属5种,占总种类数的3.5%;其他门类2属2种,占浮游植物种类数的1.4%.群落结构以低盐沿岸性种类为主,并夹杂有少数外海种类,具有亚热带和沿岸性特征,各季节优势种的优势度并不十分明显,没有全年广布优势种.浮游植物细胞丰度的变化范围为0.26×104~60.35×104cells/dm~3,平均丰度为12.92×104cells/dm~3,呈现秋季冬季夏季春季,以及海湾中部大于湾顶和湾口的时空分布格局.细胞丰度与温度呈现显著的负相关,相关系数为-0.415(p0.05,n=36,双尾),与其他主要生态因子不存在明显的相关性.浮游植物群落的演替发生了较大的变化,种类数较1987年增加了61.4%,优势种类数增加了1倍,丰度增加了约30倍,但群落结构复杂而稳定,是健康的生态群落.     

海湾扇贝血细胞形态学比较研究

为给海湾扇贝的细胞免疫学研究提供基本依据,同时采用光镜和电镜技术观察海湾扇贝血细胞的形态特征,并进行血细胞酸性磷酸酶活性的初步分析.结果表明,海湾扇贝的血细胞可分为透明细胞和颗粒细胞2种类型.与透明细胞相比,颗粒细胞数目多,酸性磷酸酶活性高,细胞核呈肾形或卵圆形,核质比低,细胞质内颗粒状物质丰富,颗粒大小不一,可明显分为大颗粒细胞和小颗粒细胞2类.这些特征表明,海湾扇贝颗粒细胞和透明细胞的免疫学功能是明显不同的.     

基于DeepLabv3架构的高分辨率遥感图像分类

针对目前使用机器学习解决高分辨率遥感图像分类主要存在下采样导致的细节信息丢失问题,提出了一种基于DeepLabv3架构的小波域DeepLabv3-MRF(Markov random field,MRF)算法。选择当前较为普遍的DeepLabv3架构分类算法,能够获得更为精确的分类结果;采用小波域DeepLabv3-MRF算法,还能够获得更为清晰的边缘细节信息。选取南方某地区高分辨率无人机遥感图像进行分类实验,通过小波变换的方向性、非冗余性以及MRF变换像素空间的交互性这三个方面,将分类结果与原始DeepLabv3架构分类结果对比分析。结果表明,所提出的分类方法精度明显高于原始DeepLabv3架构分类算法的精度,总体精度可提升3%左右,并且可以充分表达高分辨率遥感图像细节信息。     

基于指标体系法的海湾生态系统健康评价方法——以莱州湾为例

海湾生态系统在维持能量流动、物质循环、生物群落稳定和生态系统平衡等方面发挥重要作用。文章基于2011-2020年夏季监测数据,选取水环境、沉积环境、生物群落、初级生产力和生态灾害5类指标,通过层次分析法与专家咨询法相结合的方式确定指标权重,基于指标体系法构建莱州湾生态系统健康评价指标体系。评价结果表明：莱州湾近岸海域生态系统长期处于亚健康状态,主要影响指标为水环境和生物群落;生态系统健康评价结果与现行《近岸海洋生态健康评价指南》基本一致,但本方法能够识别溢油和台风等极端事件对生态系统造成的不利影响,较传统方法更为灵敏;区间型指标和环境容许值的引入可避免监测数据“劣势掩盖”“信息漏缺”以及极限监测值对评价结果的放大问题。