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。     

广东、广西和海南滨海湿地遥感制图与分析

滨海湿地是介于陆地生态系统和水生生态系统之间的特殊生态系统,是珍贵的湿地资源,具有重要的生态系统功能。掌握滨海湿地的分布状况对于我国滨海湿地自然资源的保护和管理意义重大。文章基于2018—2019年“哨兵2号”卫星10 m分辨率多光谱影像,完成广东、广西和海南滨海湿地的遥感制图;对岩石海岸、砂石海滩、淤泥质海滩、潮间盐水沼泽、红树林、河口水域、河口三角洲/沙洲/沙岛、海岸性咸水湖、海岸性淡水湖、浅海水域共10个亚类建立解译标志,通过目视解译,对滨海湿地进行分类和统计。研究结果显示：广东、广西和海南滨海湿地面积共计1 377 140 hm2,各地滨海湿地面积与岸线长度基本呈正相关,海岸线越长,滨海湿地面积越大,各地典型滨海湿地的类型也不相同。     

Analysis of Jiangsu Tidal Flats Reclamation from 1974 to 2012 Using Remote Sensing

Jiangsu has the most abundant tidal flat resources among China’s coastal provinces. To ease the conflict between the growing population and shrinking usable land and to promote regional sustainable development, large-scale coastal reclamation development activities have been performed in Jiangsu Province since 1949. The present study has integrated multi-source remote sensing images during 1974 to 2012 by using a Multi-point Fast Marching Method (MFMM) to extract the Jiangsu coastal reclamation areas for different time periods. The temporal and spatial patterns of the extent and elevation of the reclamation areas were analysed in order to determine the unused potential for future reclamation. It will provide information necessary to support the development and construction of tidal flats in Jiangsu. Results show that: (1) the reclaimed tidal flats along the Jiangsu coast cover more than 19.86×104 hm2, of which 13.97×104 hm2 is located in Yancheng, 4.84×104 hm2 in Nantong, and 1.05×104 hm2 in Lianyungang; (2) the average elevation of the reclaimed Jiangsu tidal flats has gradually decreased over the last 40 years, while those in Dongtai and Rudong have showed particularly accelerated decrease since the 1990s; and (3) in 2012, very few unused tidal flats two meters above the sea level are left along the Jiangsu coast, and mainly concentrated in Yancheng. As there are still reserving some coastal land resources between 0?2 m, providing us with a potential for future development. All of these findings may be useful for researchers and local authorities for the development and utilization of tidal flat resources in Jiangsu.     

茂名海域水体表层悬浮泥沙浓度时空分布特征的遥感分析

利用Gorden关系式,从茂名海域的多时相卫星影像定量反演了表层悬浮泥沙浓度的时空分布特征。经近期该海域实测悬沙资料验证表明,茂名沿海水体表层悬浮泥沙浓度偏低,一般低于200 mg/L;表层悬浮泥沙浓度在空间尺度上由岸向海呈带状分布,并逐渐降低,其中-1 m以浅区悬沙浓度最高,一般可超过100 mg/L,-10 m以深区浓度最低,一般低于20 mg/L。此外,沿海水体表层悬沙浓度往往在冬季高于夏季,大风天气高于平常天气。     

基于多源卫星遥感的珠江口围填海生命周期分析

围填海是区域社会经济发展到一定阶段向海洋谋求发展空间的一种基本手段。珠江三角洲是我国社会经济发展的热点区域之一,探索其近岸河口区域围填海时空过程并对其未来趋势进行分析对海岸带综合开发具有重要的意义。本研究以多源陆地资源卫星Landsat为数据源,通过影像数据处理分析探讨了珠江口围填海历史变迁过程,并对其围填海生命周期进行了估计。结果表明,珠江口围填海主要发生在改革开放后,其中1978—1988年围填海面积为18 572hm2,1988—1996年间围填海面积为25 528hm2,1996—2005年间围填海面积为13 911hm2,2005—2015年间围填海面积6 723hm2。截至2015年,珠江口共围填海面积64 753hm2,空间上主要集中分布于西部岸段。基于历史围填海时空演变过程,通过围填海生命周期图进一步对珠江口未来的围填海工程实施潜力进行形式预判。结果显示,珠海岸段和深圳前海岸段是珠江口今后实施围填海热点区域,其他区域围填海速度会相对减缓,但随着珠江口海岛逐渐与陆地海岸带相接,该区域围填海过程也将会终止。围填海生命周期分析可为海岸带实施围填海工程规划提供相关决策依据。     

MODIS和GOCI卫星遥感反射率产品在浑浊海区交叉检验分析

对Geostationary Ocean Color Imager(GOCI)和Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)传感器在中国渤海辽东湾海区的卫星大气校正算法开展评估工作。主要对比了GOCI和MODIS的412 nm,443 nm,488 nm,547 nm,678 nm波段的遥感反射率(Remote Sensing Reflectance:Rrs)。结果表明:GOCI的去云算法较严格,在卫星有效数据覆盖率方面差于MODIS;遥感反射率产品比对结果表明:GOCI和MODIS的遥感反射率产品有较好的线性相关,且GOCI反演值大于MODIS反演值;分区域的对比结果表明,MODIS和GOCI的遥感反射率差异随着水体的浑浊度增加而增大,GOCI需要开发适用于近岸水体的大气校正算法。     

用蒙特卡洛方法研究海洋盐度遥感误差

海洋的盐度观测对于气候和海洋科学的研究有重要的意义,盐度的卫星遥感观测需要估计各种因素带来的误差影响。本文基于海面微波辐射理论和海水相对电容率等模型,采用蒙特卡洛模拟方法研究了在盐度遥感中温度误差、仪器误差以及风速误差对于后续的盐度反演的影响。通过计算温度误差产生的盐度误差,并与敏感性方法的对比发现,在低温低盐时温度误差对盐度反演误差的影响较大,2种方法的偏差较大;而在高温高盐时温度误差对盐度反演误差的影响较小,2种方法的偏差较小。辐射计仪器噪声对盐度误差的影响普遍在0.1psu以上,在低温低盐时可达0.5psu以上。风速误差对盐度反演误差的影响在水平极化状态下随入射角增大,在温度低于20℃时普遍超过1psu;在垂直极化状态下随入射角先减小后增大,在温度低于20℃以及较小的入射角下误差也会超过1psu。对误差的综合分析发现,采用垂直极化状态在高温时这2种误差的影响较小。研究发现,当入射角是45.6°和垂直极化状态下,对于3种典型海面状态(35℃和35psu,20℃和35psu,5℃和30psu),反演的盐度反演误差可达到0.162,0.153和0.444psu,达到了卫星单次扫描对盐度反演的误差要求。     

Remote Sensing Observations of Ocean Surface Chlorophyll and Temperature with the Impact of Cyclones and Depressions over the Bay of Bengal Water

MODIS-Aqua derived eight-day composite chlorophyll concentration data analyzed to study the impact of cyclones and depressions on the Bay of Bengal productivity. A total of 15 cyclonic storms and depressions picked up from the India Meteorological Department datasets. MODIS-Aqua data analyzed during October 2002 to December 2009. There was observation of depressions (D), deep depressions (DD), cyclonic storms (CS), severe cyclonic storms (SCS), and very severe cyclonic storms (VSCS) with categories of intensities (“T” numbers 1.5–6) and wind speeds (25–108 knots). The chlorophyll concentration observed to be high (1.0–5.0 mg/m³) with the impact in the coastal and offshore waters. Quickscat scatterometer data showed high wind speed (about 10 meters/second). Sea surface temperature (SST) observed to be decreased (roughly 2°C) with effect of cyclones. The cyclone numbers, intensity, and chlorophyll concentration has been observed to be increasing from 2002 to 2009, with observation of VSCS “Sidr” during 2007. The study would be interesting to link carbon flux/sequestration, marine food chain, and harnessing fishery resources in a postcyclone period.     

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%。     

苏北废黄河三角洲海岸时空演变遥感分析

基于遥感与地理信息系统技术,使用苏北废黄河三角洲海岸地区1978,1987和2000年的Landsat卫星遥感数据,选取岸线指标与波段,提取岸线信息,生成1978-1987年和1987-2000年海岸土地增减时空变化分布图,建立岸线变化距离及增速衡量指标,定量分析了废黄河三角洲海岸面积变化特征,以及灌河口-中山河口、中山河口-扁担港口和扁担港口-双洋河口以南岸段的时空变化格局与分布特征.研究结果表明,废黄河三角洲海岸的自然侵蚀速率呈减小趋势,但侵蚀作用仍在继续.侵蚀强度以废黄河口地区为中心,向南北两侧逐渐减弱.人工保滩护岸措施在一定程度上影响着自然侵蚀格局.其内部各岸段分别呈现缓蚀、侵蚀和基本侵淤平衡的变化格局.     

基于卫星遥感的长山群岛岛礁空间格局分析

群岛的空间分布格局是确定群岛开发利用方向的重要依据。在利用遥感技术和地理信息系统技术相结合的方法对长山群岛岛礁资源进行详细调查的基础上,借用景观生态学中的相关空间格局指数,对长山群岛岛礁资源空间分布格局进行了深入的分析与评价。结果表明:高分辨率卫星遥感影像可以较准确地对长山群岛岛礁空间格局进行调查。基于地理信息系统的岛礁空间格局指标是对长山群岛岛礁空间格局描述的有用方法。长山群岛岛礁在空间分布上表现出明显的空间簇团状分布格局,可以分为长山岛群、广鹿岛群、石城岛群、海洋岛群和獐子岛群,其空间聚集度指数分别为0.28,0.22,0.51,0.13和0.33。这种岛礁的簇团状空间分布格局具有很大的经济开发潜力。     

遥感水深反演海图修测应用研究

卫星遥感技术可以应用于浅海水下目标探测,是特殊区域碍航物探测的有效手段。结合海岛礁的特殊地理环境和测绘需求,采用高分辨率卫星影像进行浅水深反演试验,提出的高分辨率预处理方法实用、有效;并与海图数据结合,进行水深标定和海图修测应用分析。研究结果表明,针对南海岛礁,应用高分辨率卫星影像可以获取岛礁分布和轮廓、概略等深线信息、潜在航道以及水下障碍物信息等,能达到修测海图的目的。     

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。     

基于Landsat8数据的舟山群岛海域悬浮泥沙浓度遥感研究

文章利用舟山近岸海域实测水体光谱及泥沙浓度数据,分析光谱反射率与悬浮泥沙浓度的相关性,并结合Landsat8遥感数据进行该海域的悬浮泥沙浓度遥感反演。研究表明：随着水体悬浮泥沙浓度的增加,各波段的反射率相应增加,且不同波段的增幅有明显不同,水体光谱曲线存在“双峰”现象;Landsat8遥感数据的波段4与波段3的比值与悬浮泥沙浓度的相关性较好;舟山群岛海域总体处于高泥沙浓度的状态,岛屿近岸悬浮泥沙浓度明显高于开阔水域,岛屿周围的悬浮泥沙浓度呈现“西高东低”的格局;一元二次方程模型（二次模型）对舟山海域水体的悬浮泥沙浓度反演精度较其他模型（线性模型,对数模型,指数模型,幂指数模型）高;Landsat8遥感数据可用于舟山海域悬浮泥沙浓度的监测。本研究成果能为近岸海域港口建设、航道安全、环境监测等研究提供数据支持。     

江苏盐城自然保护区核心区环境动态的遥感分析

根据江苏盐城自然保护区核心区两个时相陆地卫星影像资料的分析和对比,研究了 10 a 内核心区的植被演替、人工开发及潮沟系统演化,探讨自然及人为因素对整个原生湿地生态系统的影响.分析结果表明,互花米草滩的面积 10 a 间扩展了 10 倍以上,而作为珍禽的主要栖息地的盐蒿滩、草滩和芦苇滩的面积 10 a 内均有所下降,其中草滩面积的下降尤为明显.10 a 间芦苇田和水禽湖这两种人工湿地的面积增长显著.潮沟系统呈减少和萎缩趋势,在一定程度上是海岸开发活动和互花米草盐沼扩展的结果.保护区核心区的原生生态系统已有退化迹象,珍禽的原生栖息地的面积有所下降,因此建议保护区将工作重点放在保护和重建原生湿地上.     

粤港澳大湾区红树林时空分布演变及现存林龄遥感分析

红树林作为热带、亚热带以红树植物为主体的海岸带生态系统,是重要的海岸湿地类型之一。本文使用多源、多时相遥感数据,形成了1969−2020年粤港澳大湾区岸线、围填海、养殖区、红树林分布数据图集,并利用联合红树林识别指数（CMRI）对大湾区现存红树林进行时序分析得到红树林林龄数据集。结果表明,通过多源遥感数据解译得到现存红树林数据集,结合CMRI时序数据可以建立现存红树林变迁历史,进而有效估算红树林林龄。粤港澳大湾区红树林的时空分布发生了明显变迁,现存红树林面积约为3 316 hm²,大湾区内部各地区存量林龄差异较大,整体林龄均值为20 a。近50年间,岸线整体向海移动,岸线变迁、围填海和养殖区变化显著影响红树林面积、空间分布及林龄大小,人工种植是近20年红树林恢复的主因。     

海水透明度遥感数据检验评估研究

海水透明度是潜艇潜没深度和水雷布设的主要参数,获取海水透明度的方法有传统船舶观测和卫星遥感反演监测.通过海水透明度传统船舶实测资料与卫星遥感监测资料的对比分析,检验评估了海水透明度遥感反演产品的精度,建立了两者的线性关系,校正了海水透明度遥感反演产品的精度.     

胶州湾海域海水浊度和悬浮物粒径分布及遥感反演模型

为拓展无人机搭载多光谱相机在海上应用的广度和精度,利用2021年1月、3—7月共6个航次的胶州湾海域现场观测数据,采用多种数理统计方法,开展了海水浊度和悬浮物粒径时空分布特征及基于多光谱数据的遥感反演研究。浊度和悬浮物粒径的分析结果表明,胶州湾湾内海域表层浊度冬季偏低,春夏季高,特别是5月浊度最高,是春季水华暴发浮游植物大量繁殖的结果。胶州湾悬浮颗粒以极细砂为主;悬浮物粒径冬季较粗、春季较细、夏季最小,与水动力条件的季节变化密切相关。将多光谱数据计算得到的不同波段离水辐照度反射率与浊度和悬浮物粒径分别进行相关性分析,结果显示红光波段(660～680nm)的辐照度反射率对浊度和粒径参数最敏感。基于红光波段的波段组合构建了多种函数类型的浊度反演模型,基于450和660 nm处的离水辐照度反射率构建的多项式模型反演效果最好,预测浊度与实测浊度的相关系数为0.82,预测浊度的均方根误差为1.448 FTU。通过基于红光波段的波段组合以及后向散射系数分别构建平均粒径的反演模型,基于555和660 nm处的离水辐照度反射率构建的多项式模型对平均粒径有较好的预测效果,预测结果的均方根误差为0.051...     

近50年来莱州湾南岸气候变化及环境效应

利用实测的地面气象资料,对近50年来莱州湾南岸的气候变化特征进行了分析。发现自1954年以来莱州湾南岸地区气温持续升高;年均降雨量处于波状起伏状态,1970年以前为多雨期,1970-1990年为少雨期,此后降雨量又有所增加。气温和降水量的变化,加上人类活动不断增强,导致莱州湾南岸海水入侵快速发展,台风风暴潮发生频次和强度有所增加,滨海生态系统发生变化。     

渤海海湾纳潮量现状卫星遥感调查与分析

利用14景环境与灾害监测预报星(HJ-1A/1B)CCD相机卫星数据,提取不同潮位下渤海海湾的水域面积.结合潮汐订正的方法,计算获得了2010年辽东湾、渤海湾和莱州湾的纳潮量分别为9.32x1010m3、3.03x1010m3和0.54×1010m3.计算结果将为渤海动力学研究提供参考.