江苏淤泥质海岸海岸线分形机理研究

结合国内外分形研究进展,系统探讨了江苏淤泥质海岸海岸线的分形机理问题,指出;江苏海岸的形成受到了构造和河流泥沙淤积的双重作用,而海岸线的走向则受到了构造,河流淤积,滩面物质组成与沿海黄海沿岸流的共同作用;另外,江苏海岸线分维的变化与海岸的淤积和侵蚀有着必然的联系;再者,江苏海岸物质组成具有分形性质,这是江苏海岸线具有分形性质的物质基础。     

江苏中部淤泥质海岸岸线变化遥感监测研究

海岸线监测是了解海岸冲淤变化的基础。针对淤泥质海岸潮间带坡度平缓的特点,考虑到潮汐对遥感海岸线监测的影响,基于多潮位站插值校正的水边线离散点潮位赋值及坡度计算对水边线方法进行了改进,并结合潮间带实测坡度资料校正,推算遥感海岸线。选择江苏中部冲淤变化频繁、自然岸线保有率较高的扁担河口至川东港岸段开展海岸线变迁遥感监测研究。结果表明,研究区坡度主要在0.001~0.002之间,潮间带宽度由北向南越来越宽。北部扁担河口至射阳河口岸段处于冲刷环境中,大量以养殖塘围堤为主的人工岸线不断被侵蚀后退;射阳河口至四卯酉河口岸段以海岸线在自然状态下的动态变化为主,2010-2015年平均冲淤速率小于10 m/a,变化幅度较小;南部四卯酉河口至川东港岸段,自然岸线淤长明显,同时人工围垦导致岸线不断向海推进。根据监测结果,认为新洋港至斗龙港岸段应为研究区由北部侵蚀转向南部淤长的过渡带。     

剖面形态自适应的海岸线遥感推算方法

淤泥质海岸冲淤变化大,岸滩剖面形态多样。本文首先根据多时相遥感水边线之间的潮差关系自动判断岸滩剖面形态,进而分别采用不同的函数进行剖面拟合,构建了一种剖面形态自适应的海岸线遥感推算新方法,并在江苏中部淤泥质海岸进行了实证应用。研究表明：下凹形侵蚀岸段、斜坡形平缓岸段和上凸形淤长岸段分别采用三指数衰减函数、线性函数和二阶多项式函数具有良好的剖面拟合效果,利用3条水边线数据拟合所得剖面平均坡度绝对误差分别为0.20‰、–0.17‰和0.13‰,小于剖面实测平均坡度一个数量级。利用5条水边线数据拟合进行海岸线推算时,侵蚀岸段、平缓岸段的海岸线平面位置误差分别为6.5 m和–91.96 m,与平均坡度法相比,误差减小约82.4%。进一步考虑岸滩季节性变化时,使用冬季的水边线数据推算海岸线,对侵蚀岸段和淤长岸段影响不大,但对斜坡形平缓岸段,误差减小约63.65%,因此使用冬季的水边线数据比不区分季节具有更高的海岸线推算精度。     

基于机载LiDAR与潮汐推算的海岸带自然岸线遥感提取方法研究

海岸线对于海岸带保护与管理具有重要意义。海岸线现场测绘施测周期长且在地形复杂的区域施测难度大,基于遥感影像的海岸线判绘对解译人员的要求高,难以获取严格意义的海岸线。针对上述问题,本文提出一种基于机载LiDAR与潮汐推算的自然岸线遥感提取方法:基于机载LiDAR系统获取的航空正射影像解译瞬时水边线,应用LiDAR系统提取的DEM和建立的高程系统转换模型,通过潮汐数据推算研究区域的海岸线。通过与“908专项”航空遥感调查岸线结果比对,按本文方法所提取的3种自然岸线(砂质岸线、基岩岸线和淤泥质岸线)的均方根误差分别为1.66,5.23和32.48 m。结果表明,该方法可用于砂质岸线和基岩岸线的提取,且具有无需开展现场测量工作的优势,可提高海岸线提取的效率。     

基于多源遥感的1987-2021年广西海岸线变迁分析

海岸线的变迁直接影响海岸带生态环境的变化,具有重要的研究意义。以广西海岸带为研究区,通过多景遥感卫星影像,在基于半自动化提取的基础上,利用MNDWI阈值分割技术和潮位校正原理,获取了近35年间广西海岸线的总长度变化。结果表明：广西海岸线的长度在近35年来呈现出先减后增的趋势,其中人工岸线的比重不断增长,淤泥岸线比重不断减小,其他的生物岸线、砂质岸线和基岩岸线长度总体趋势呈减小状态。其中,淤泥沉积、海潮波浪侵蚀和气象灾害是主要的自然驱动力,围海造陆、破坏红树林、修建海堤等为主要的人为驱动力。     

基于遥感的黄河三角洲海岸线变化研究

以黄河三角洲的Landsat TM/ETM+影像(1989~2009年)为数据源,采用遥感与地理信息系统技术,对黄河三角洲的岸线与面积变化进行监测。结果表明:1989年以来,黄河三角洲的岸线形状及长度均发生了较大变化,其中北部的刁口河流路区岸线向内陆蚀退明显;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,部分区域有蚀退现象;神仙沟流路区主要为人工海堤,岸线变化不大。黄河三角洲的整体面积在1989~2009年处于增加中,但2006~2009年,面积变化为负值。从淤蚀情况来看,1989~2009年,黄河三角洲的淤蚀强度经历了"和缓-剧烈"的过程。这说明20年来黄河三角洲整体上处于增长发育中,但2006年后三角洲整体上呈现蚀退现象,同时黄河三角洲的淤蚀情况变得比以往更剧烈,意味着更强的海陆交汇作用和岸线变化。黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响三角洲岸线变化的重要因素,而人工堤坝能够在一定程度上维持海岸线的稳定。对黄河三角洲海岸线变化的研究有助于有效地管理和保护区域的社会和生态环境。     

杭州湾海岸线变迁遥感监测与分析

以Landsat MSS、TM、ETM+影像和HJ1B CCD2影像为主要数据源,采用人机交互的方式提取了1983～2012年间的6期杭州湾海岸线。分别采用端点变化率(EPR)法和叠加分析法定量化计算了岸线变迁速率及陆域面积变化,并按照地级市分岸段进行了岸线变迁分析。结合相关资料,开展了杭州湾南岸和北岸的变迁驱动力分析。结果表明:杭州湾沿岸以人工岸线为主,岸线变迁剧烈,变迁速率分布不均,绍兴市、杭州市、宁波市、嘉兴市、上海市围填程度依次降低。人类围填是杭州湾海岸线变迁的主要驱动力。     

高分辨率遥感影像海岸线半自动提取方法

海岸线快速准确提取具有十分重要的意义。利用遥感技术提取海岸线具有宏观、快速、综合、高频、动态和低成本等突出优势。然而,利用人工解译费时费力,而计算机自动解译精度低。对此,提出一种半自动的面向对象海岸线提取方法。首先利用eCognition进行图像分割,通过人机交互的方式进行海、陆标记,然后利用光谱直方图测度对象之间的相似性,最后通过两阶段对象合并的方式实现海岸线提取。使用高分2号数据分别提取人工和潮滩海岸。实验表明,本文方法具有快速、通用性强、精度高的优势。     

厦门海岸线遥感动态监测研究

海岸线是指多年大潮高潮位时的海陆界线。不同类型海岸有各自的地貌特征,它们在遥感影像上的解译标志与提取方法也存在差异。目前大部分海岸线自动提取研究只是解译出遥感影像中的水边线,即卫星在过顶时刻所记录的海水与陆地的瞬时交界线,并不是真正意义上的海岸线。本文以厦门地区海岸影像为研究对象,根据不同海岸类型的地貌特点采用不同的海岸线解译方法,提取出1987年、1997年和2007年的海岸线,并进行岸线变迁原因分析。实践表明：人工海岸、基岩海岸、砂质海岸及红土海岸的海岸线解译标志明显,提取效果较好,基本能够实现计算机自动提取;淤泥质海岸在遥感图像上呈现复杂的边缘,仍没有理想的线性特征自动提取技术,是海岸线提取中的难点。     

基于遥感的环渤海地区海岸线变化及驱动力分析

环渤海地区海岸线空间分布和类型对沿岸生态环境状态和人类活动具有指示作用。近年来该地区海岸线不断变化,生态环境平衡状态遭破坏,各种生态环境问题凸显。文章以环渤海海岸作为研究区,利用2000年、2005年和2010年3期Landsat TM遥感影像作为主要数据源,提取研究区不同类型海岸线,并从自然因素和以围填海为人工驱动力的外在表现对海岸线变化进行定量分析。结果显示:2000年、2005年和2010年环渤海地区海岸线总长度分别为2 455.8km、2 666.8km和3 049.7km,呈逐年增加趋势;前后5年以及10年间的围填海总面积分别为448.5km2、1 151.5km2和1 558.7km2,其直接导致自然岸线萎缩和人工岸线增加,建设围堤变化尤为突出,长度从2000年的374.5km增长到2010年的1 145.9km;研究区内开发建设活动频繁,尤其是津冀沿海港口建设规模大、数量多,是环渤海沿岸开发强度最大的区域。     

基于遥感图像增强的海岸线提取方法

在人类活动和自然环境的影响下,海岸带长期处于变化状态,准确提取和实时监测海岸线变化对我国海岸带的利用与开发具有重要意义。文章利用Landsat TM遥感图像和ERDAS IMAGINE遥感图像处理软件的监督分类和图像增强方法,提出两种海岸线获取方法,完成海岸线的自动提取,实现海岸带的大面积同步和动态监测。     

基于深度置信网络(DBN)的赤潮高光谱遥感提取研究

赤潮是严重的海洋灾害,有效监测赤潮对于保护海洋生态环境具有重要意义。高光谱遥感具有光谱分辨率高、图谱合一等优势,适合于海洋赤潮监测。深度学习是机器学习领域的前沿,为高光谱遥感分类提供了新的思路。深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)兼具监督分类与非监督分类的特点,通过构建DBN模型,将DBN应用于赤潮灾害遥感监测中,应用渤海机载高光谱遥感数据开展赤潮分类,以达到提取高光谱图像中赤潮水体范围的目的。通过设置对照实验,对比经典的SVM监督分类方法与ISODATA非监督分类方法,发现DBN模型在相同实验条件下具有更高的分类精度,赤潮遥感提取精度提高了3%～11%。     

基于遥感和GIS的烟台芝罘湾海岸线变迁研究

利用RS和GIS技术,提取了1976-2016年间9个时相的芝罘湾海岸线的时空分布信息,从海岸线和海湾形态两个方面出发,分析了在人类开发活动影响下典型陆连岛地区海岸线的时空变化特征及趋势。结果表明:近40 a来,芝罘湾海岸线整体向海推进,海岸线长度整体增加了15.78 km;岸线结构变化显著,自然岸线比例持续减少,人工岸线逐渐占据主导地位;3个分岸段变化不均衡,芝罘湾西岸岸线变化最显著,而南岸变化相对较小;海湾面积逐渐向海萎缩,自1976年以来海湾面积减少了7.93 km^2。海湾形状指数增加了1.08,海湾形状整体趋于复杂化;海湾重心总体上表现为不断背离陆地而趋向海洋的特点,近40 a来海湾重心整体向海偏移了606.25 m。岸线分形维数整体增大,说明岸线趋于复杂化。     

基于遥感影像的海岸线提取技术研究进展

常用于水边线提取的遥感手段主要有卫星光学遥感、微波遥感和激光雷达技术。从这三种常用的水边线提取遥感技术角度出发,分析比较了基于各类型数据提取水边线的主要方法原理、特点及适用情况。介绍了潮位校正和基于DEM数据的两种获取真实海岸线的研究方法及三维激光扫描数据的应用。最后就目前该领域的不足之处提出了今后研究的可行性建议。     

基于海洋一号D卫星海岸带成像仪的赤潮遥感监测特征

为进一步加强对赤潮等海洋生态灾害的动态监测,科学支撑海洋防灾减灾工作,文章基于海洋一号D卫星搭载的海岸带成像仪数据,选取北部湾、茂名近岸和陵水湾为研究区域,分析2021年2月发生的4例赤潮事件的遥感影像、叶绿素a浓度和赤潮指数特征。研究结果表明：遥感影像可清晰呈现赤潮分布状况,叶绿素a浓度和赤潮指数的异常值范围与遥感影像一致,赤潮水体的叶绿素a浓度和赤潮指数整体高于非赤潮水体。     

基于遥感和GIS的舟山岛岸线资源时空变迁及其利用演进研究

本文以舟山岛为例,以乡镇街道为基本分析单元,根据遥感与GIS方法,进行了1999-2012年间海岸线长度与人工岸线比例、曲折度、利用集约度、资源利用类型的时空变化观测与统计分析。结果表明:(1)舟山岛的岸线在1999年至2012年间不断变化,但变化幅度逐渐减缓,逐渐趋于稳定。区域集中性明显,主要集中在生态风险低的区域。在岸线范围变化的同时,人工化指数也在不断上升;(2)本岛岸线利用方式变化明显,主导利用方式为港口与工业岸线和城镇生活岸线。岸线各利用类型存在部分相互转化,主要是对其它用途岸线开发。舟山岛岸线利用用途相互转化较为合理;(3)随着岸线范围与利用类型的变化,舟山岛岸线利用集约度不断提高,说明本岛对于岸线利用的定位逐渐精准化。结合舟山市海洋功能区划岸线管理效果的回顾性分析,对舟山岛乃至更多海岛县的岸线资源未来的可持续发展提出合理意见。     

基于边缘引导约束的高分辨率遥感影像海岸线提取

针对海岸线的影像特征,提出一种基于边缘引导约束的海岸线提取方法。该方法是在遥感影像进行中值滤波处理,去除噪声的基础上,通过交互方式对遥感影像进行灰度拉伸,以增强海岸线特征;再利用梯度算子卷积运算得到梯度影像;然后通过边缘像素点和灰度差阈值引导种子点进行生长,进而提取包括滩涂在内的水域或其他地物;最后通过轮廓跟踪提取生长区域的边界,即海岸线。试验表明,该方法可准确提取出海岸线位置,效果较好。     

使用多源遥感影像监测深圳市海岸线变迁

海岸线是陆地与海洋的分界线,一般指海潮时高潮所到达的界线。文章以深圳市为例,以1988—2015年的多景Landsat和SPOT影像为数据源,分类提取5个时相的深圳市海岸线,利用遥感和地理信息系统手段,系统分析岸线类型、长度、位置变化特征,并用实测数据加以验证。结果表明,通过多时相遥感数据可以快速、准确、客观地提取不同类型海岸线的空间和类型信息,从而构建科学、准确、响应快速的监测体系。     

三种遥感反演海岸线方法的实验对比分析

在分析海岸线提取算法基础上,以环渤海的Landsat7 ETM+影像为数据源,以基岩海岸线和淤泥质海岸线两种典型的海岸线为研究对象,采用Sobel边缘检测算法、阈值分割法和K最邻近分类算法进行海岸线提取实验。通过实验对比分析,归纳和总结了针对不同类型海岸线提取算法的适用性。     

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。