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。     

基于遥感影像的浙江省三门湾近40年海岸线及海岸带时空变化分析

根据1985、1995、2005、2013和2020年的Landsat卫星图像,采用人机交互手段将三门湾海岸线分为基岩岸线、砂质岸线、淤泥质岸线、人工岸线和河口岸线。采用交互式监督分类将三门湾海岸带的土地利用分为水体、林地、裸地、建设用地和农业用地。研究结果表明：近40年三门湾人工岸线和基岩岸线变化最大,分别增加了80.3 km和减少了79.3 km;近40年三门湾海岸带面积累计增加了130 km2,建设用地和水体是围填海新增土地的主要利用类型,主要的土地转移形式为裸地向建设用地、农业用地的转变以及林地转为建设用地;近40年三门湾岸线分形维数由1.22减小至1.201,人工岸线比例和建设用地占比分别上升了13%和22.57%,总体上呈现向海推进、人工化加强的趋势。人类活动是造成三门湾岸线及海岸带变化的主要原因,随着对海岸带保护与合理利用的推进,三门湾海岸带开发利用格局正逐渐稳中向好。     

基于数字岸线分析系统的海岸线时空变化速率分析——以海州湾为例

本文选取1985−2018年间具有代表性的6期Landsat遥感影像,运用数字海岸线分析系统,综合利用面积法和基线法定量分析海州湾的岸线变迁,并进行岸线分类和驱动力分析。结果表明,30多年来海州湾岸线整体呈持续向海推进的态势,增长岸线比例总体处于不断增加的趋势,除了2005−2009年发生短暂的减小;1985−2018年,岸线长度增加了10.40 km,陆域面积增加了52.84 km²;海州湾岸线以人工岸线为主,且比重日渐增大,从1985年的47.90%到2018年的70.88%,前中期的沿海围垦养殖及后期的围海造陆是海岸线变迁的主要驱动力;其终点变化速率为26.09 m/a,净海岸线变化为155.12 m,记录增加总横断面在各个时期均大于50%,岸线变迁最剧烈的区域为新沭河−高公岛段,陆域增长点在于赣榆新城、连云新城建设和连云港港口建设。     

渤海海岸线的时空变化

渤海已成为中国社会经济发展中广受关注的重点区域。通过对比不同时期渤海岸线长度、面积等要素,重点分析了渤海海岸线30年来时空变化特征。研究结果表明,30年间,渤海海岸带岸线以向海扩张为主,海岸线长度总体呈增加趋势,由1986年2 370.82 km到2016年3 437.59 km;人工岸线占比快速增加,其中最多的为围堤岸线;2006—2016年间各岸段终点速率变化最大,天津段和山东段的海岸线一直保持较高的终点变化速率,并以海岸线前进为主要趋势,表明天津、山东的经济活动范围不断向海洋拓展。研究期间,渤海各岸段的岸线利用程度有不同幅度的提高,总体表现为海岸工程建设、围海造地,人类的活动对岸线的影响已经占据主体地位,围海造地是海岸线变迁的主要驱动因素。     

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。     

江苏省海岸线时空动态变化遥感监测关键技术研究概述

海岸线是海洋与陆地的分界线,海岸线的准确确定对于海岸带空间资源的使用与管理具有重要意义。针对现有的海岸线遥感提取方法存在的技术缺陷,提出从构建海岸线遥感分类体系、改进海岸线遥感推算方法、建立可操作性强的海岸线遥感提取与推算技术体系方面,系统开展海岸线时空动态变化遥感监测的关键技术与应用研究,形成完整可靠的海岸线遥感推算、岸线岸滩动态变化遥感监测技术体系并开展业务化应用,可为海岸带空间资源的合理开发利用提供基础数据支撑和决策分析依据。     

基于遥感解译的长岛南五岛海岸线时空变化研究

海岛是重要的国土资源,在维护国家海洋权益和海洋安全中有举足轻重的地位。文章利用高分辨率的遥感数据(SPOT5、SPOT6)以及海图、地形图等辅助数据,结合实地野外验证,分别获取了1970年、2005年、2009年和2013年长岛南五岛的岸线数据。结果表明:1970年以来,长岛南五岛岸线发生了明显的变迁,岸线变迁形式与海岸地貌类型和人类围填海活动密切相关:基岩海岸的岸段表现为缓慢侵蚀;砂砾质海岸表现为缓慢侵蚀或淤积;人工围填海岸段表现为岸线向海快速淤进,而人工固定海岸(如环岛公路、码头)等岸线则表现为稳定。     

基于遥感和GIS的黄河口最近20年淤蚀时空动态及水沙影响

为研究黄河口近20年来的淤蚀动态,实现对黄河口海岸线的长期动态监测,分析其变化的影响因素,基于Landsat TM、ETM＋以及OLI遥感影像数据,在ENVI环境下,利用一般高潮线法、缨帽变换、监督、非监督分类以及目视解译等方法,提取1998—2018年时间间隔为2年的11个时相的海岸线,并在ArcGIS中进行叠加分析,完成了对近20年黄河口海岸线的动态监测与变迁分析。结果显示：1998—2018年黄河口海岸线变化具有明显的时空差异性,淤进与蚀退并存。总体看,黄河口研究区总面积自1998年至2018年总体呈向内陆蚀退的趋势,海岸线总长度缩短15.73 km,总面积减少65.37 km2;淤积主要发生在黄河入海口的沙嘴处,冲淤强度自2004年开始逐渐减弱;入海口南部的沙嘴侵蚀现象严重,侵蚀强度自2010年有所减弱;孤东大堤附近海岸线没有明显的淤蚀变化。黄河来水来沙与海浪侵蚀作用是影响河口陆域面积变化的主要驱动力,近年来人类活动也成为河口岸线演变的重要影响因素。本研究为实现黄河口的合理规划,科学开发黄河口岸线资源提供了科学依据。     

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。     

南海周边国家近20年海岸线时空变化分析

利用遥感和GIS技术获取了1990-2010年3期南海周边国家不同类型海岸线的时空分布,对近20年来南海周边国家海岸线时空变化特征进行了分析研究。结论如下:(1)南海周边国家岸线人工化趋势明显,自然的生物岸线(主要是红树林)和基岩岸线消失显著。除中国和新加坡外,总体开发强度尚处于初级阶段;(2)研究区大部分区域岸线受人为开发因素影响显著,空间位置以向海推进为主,平均推进速度为8.09 m/a。而湄公河口、泰国湾以及印度尼西亚西北部等区域由于海水的侵蚀作用,向陆后退趋势明显,平均后退速度为5.96 m/a;(3)研究区各个国家海岸线长度变化不一,反映各国对海岸线的开发强度和阶段不同,其中,新加坡岸线开发强度最高,菲律宾和柬埔寨处于简单的海岸开发阶段;(4)中国、新加坡和文莱对其海岸带的开发主要集中在2000年前,而2000年后海岸开发强度有所减弱,其他国家对海岸带的开发主要集中在2000年后,尤其是越南、泰国、马来西亚、印度尼西亚比较明显,而菲律宾对海岸带的开发强度最弱,说明南海周边国家沿海区域经济发展的不均衡性。     

基于遥感的广西防城湾海岸线变迁分析

随着人口增长、城市化和工业化的迅速发展、政策刺激以及对外贸易的日渐加强,防城湾沿岸海岸线变迁加剧。本文利用1973,1979,1990,2000年的Landsat卫星遥感影像和2010年的HJ-1B(环境与灾害监测预报小卫星星座B星)卫星遥感影像,分析了近40 a来防城湾海岸线的变化特征。结果表明:1973—2010年间,防城湾沿岸不断向海推进,陆域面积共增加了4 216.61 hm²;海岸线总长度则减少了36.96 km,其中淤泥质岸线减少最为剧烈,其次为基岩岸线;海岸线变化主要受人为因素影响。根据防城湾的区域特征,将整个研究区划分为防城江口、暗埠口江和渔澫岛3个岸段分别进行详细分析表明:防城江口沿岸以基岩岸线为主,海岸线在1973—2010年间变迁程度很小,仅在防城江河口沿岸向海扩张了约74.58 hm²;暗埠口江沿岸以淤泥岸线为主,近40 a间该岸段岸线不断向海推进,许多原本曲折多变的鹿角湾被逐渐填充;渔澫岛海岸线变迁最为剧烈,近40 a来陆域面积共增加了2 027.41 hm²,岸线长度缩短了2.46 km,遥感影像监测显示1990年时渔澫岛已经陆连,同时从渔澫岛的分形维数计算结果可以看出其海岸线日趋平直。     

近40年来抚仙湖面积时空分异遥感动态监测

湖泊面积的变化能反映区域环境和气候的变化,对研究区域的气候和可持续发展意义重大。在RS、GIS技术的支撑下,以MSS、TM、ETM+、OLI遥感影像,彩红外航片,Quick Bird、World View-2数据为主要数据源,结合基础地理信息数据、专题资料和其他相关研究文献资料,利用膨胀型和腐蚀型算子的边缘检测算法提取抚仙湖1974、1977、1987、1993、1996、2000、2001、2002、2004、2005、2006、2009、2012、2014、2015年共15个时段的湖体边界,计算其面积,并分析抚仙湖岸线和面积的时空变化特征;最后,结合流域的气象、土地利用数据,采用灰色关联分析方法对岸线和面积变化的驱动力进行分析,得出其主要驱动因子并构建其多元线性回归模型。研究结果表明:(1)时间尺度上,1974年以来,抚仙湖岸线和面积的变化趋势都是增大-减小-再增大,2009年以后都在减小,且幅度较大,变化强度明显增强。(2)空间尺度上,40年来,抚仙湖在各个方向上都有萎缩和扩张,变化趋势复杂,总体重心往南偏移。(3)灰色关联分析显示人为和自然因素与岸线和面积变化的关联度都在0.6以上,表明抚仙湖湖面变化是耕地、建筑用地、植被覆盖以及气象因子共同作用的结果,而年平均气温与岸线和面积的关联度分别达到0.935和0.993,表明年平均气温是引起湖面变化的主要因子。     

1973 年以来射阳河口附近海岸蚀淤变化遥感分析

以射阳河口北部扁担港口和射阳河口南部斗龙港口之间的海岸作为研究区,基于1973,1987,2000和2013年四期Landsat影像提取了该岸段岸线,并进行了时空变化分析。结果表明,射阳河口以北的扁担港口—射阳河口岸段仍处于侵蚀状态,呈现侵蚀—淤积—缓慢侵蚀的变化格局,40 a间侵蚀面积为12.6 km2,淤积面积为1.0 km2;射阳河口以南的射阳河口—斗龙港口岸段处于淤积的态势,呈现淤积—快速淤积—缓慢淤积的格局,40 a间淤积的面积为223.1 km2,仅在2000~2013年间该岸段北部出现了侵蚀。结论是虽然射阳河口以南岸段仍总体处于淤积的过程中,但是近年来江苏海岸的侵蚀范围已经扩展到了射阳河口以南,这证明了江苏海岸侵蚀岸段有进一步扩大的趋势。     

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。     

基于无人机高光谱遥感的海岛岸线精准提取方法研究与应用

鉴于传统遥感技术手段对海岛岸线的提取在精度与效率上存在很大不足,通过无人机高光谱遥感技术,结合岸线实地踏勘活动,提出一种海岛岸线类型识别与位置提取方法,并选取实际海岛进行了实验验证,成功获取了不同类型岸线的准确位置,所得成果与传统遥感手段相比,提高了系统性与准确性,为下一步海岛的生态评估工作提供了数据支撑。     

空间分辨率对水深遥感反演的影响分析

遥感水深反演中空间分辨率的影响是一个重要的科学问题。本文使用东岛的QuickBird和WorldView-2多光谱影像及实测水深点进行实验研究,实验使用了原始空间分辨率（2.4/2m）以及4种降空间分辨率（4m,8m,16m和32m）的影像,使用相同的水深控制点开展水深遥感反演,并对水深反演结果使用相同的检查点进行精度验证。实验结果表明,随着空间分辨率由2.4/2m降低至4m,8m和16m,水深遥感反演的精度呈现出逐渐提高的趋势,进一步降低空间分辨率则会导致水深反演精度下降。当影像空间分辨率为16m时,水深反演结果误差最小且与实测水深值相关性最高,此时两景影像的水深反演平均相对误差分别21.2%和13.1%,相对于最大值分别降低了14.7%和2.9%;平均绝对误差分别为2.0m和1.4m,相对于最大值分别降低了1.0m和0.5m。本文研究结果为水深遥感反演研究与应用中遥感数据的选择提供了参考。     

遥感监测的黄河三角洲平原水库及水产养殖场面积变化

利用不同时相(间隔约5 a)的遥感影像分析了黄河三角洲平原水库和水产养殖场面积的变化。结果表明,20世纪70年代后期与80年代初期,黄河三角洲平原水库和水产养殖场面积增长缓慢,自80年代后期增长迅速,按照其与年份的线性回归方程计算,黄河三角洲平原水库和水产养殖面积在2005年和2010年分别将达到352 km2和418 km2,其结果可为黄河三角洲的治理和开发提供参考。     

基于GIS的南海海温时空过程分析研究

海温是海洋环境影响因子之一,对于海洋生态环境、海水养殖业等尤为重要。本文以Argo数据提取的南海海洋温度场数据为例,结合GIS(GeographicInformationSystem)技术,研究南海海温点过程、面过程可视化表达的方法。利用GIS作为可视化框架提供南海海温场的可视化显示,包括放大、缩小和拖动等基本功能,绘制多种形式的数值图像并进行空间分析,包括海温数据曲线绘制、海温值查询、空间插值、等值线等。基于Argo数据可视化表达的结果,从南海海温年变化、随纬度的变化、垂向变化、季节分布特征四方面对南海的海温时空特征进行了分析,结果表明:(1)南海海表温度高温的持续时间比较长,升温过程比降温过程相对要短一些;(2)随着纬度的降低,温度整体升高,温度的年变化幅度越来越小。夏秋两季随着纬度的变化,温度变化不大,春冬两季的温度变化较大;(3)在0~30 m温度变化很小,在深度为30m处温度开始逐渐下降,到达500m以下,海温一年四季都比较接近;(4)冬季海温总体最低,夏季海温总体最高。冬季和秋季,在南海西南方向等值线呈现西北—东南向,等值线比较密集。海温的时空变化研究可以对海洋温跃层、海洋温度锋,海水不同层次的结构的研究提供一定参考。     

遥感与GIS支持下的海洋渔业空间分布研究——以东海为例

基于海洋渔业多年来生产实践所表明的海洋渔场与海洋水文要素密切相关性,将研究区的遥感融合信息与生产数据进行GIS空间配准,同时建立了诸多要素数据的空间聚类模式,利用该模式提取了水文信息和中心渔场信息相关联的空间分布规律的隐伏信息,由此阐述了实现海洋渔业现代化,应用空间遥感融合信息和GIS支持下指导海洋渔业生产的渔情预报有着重要意义.     

Mapping bathymetry based on waterlines observed from low altitude Helikite remote sensing platform

Mapping shoreline changes along coastal regions is critically important in monitoring continuously rising sea surface heights due to climate change and frequent severe storms. Thus, it is especially important if the region has very high tidal ranges over very gentle tidal flats, which is a very vulnerable region. Although the various remote sensing platforms can be used to map shoreline changes, the spatial and temporal resolutions are not enough to obtain it for a short time. Accordingly, in this study we introduce the newly developed low altitude Helikite remote sensing platform to achieve much better resolutions of shorelines and a bathymetry. The Helikite stands for Helium balloon and Kite, which is a kind of aerial platform that uses the advantages of both a Helium balloon and a kite. Field experiments were conducted in the Jaebu Island, off the coast of the west Korean Peninsula in January 29, 2011. In order to extract shorelines from the consecutive images taken by the low altitude Helikite remote sensing platform, active contours without edges (ACWE) is used. Edges or boundaries exist primarily on places between one type of objective and the other. Since the hydrodynamic pressure has an effect everywhere, the locations of the waterlines can be the isobath lines. We could map several waterlines, which would enable us to complete a local bathymetry map ranges from 35 to 60 cm depth. The error resulting from applying ACWE algorithm to the imagery to determine the waterline is approximately less than 1 m. Therefore, it is very unique way to obtain such high resolutions of bathymetry with high accuracy for the regions of extremely high tidal ranges for a short time.