基于半分析方法的黄河口悬浮物浓度遥感反演

河口区的悬浮物浓度受陆源输入和水动力等其他因素的影响严重,具有重要研究意义。本文利用黄河口及其邻近区域采集的145个站位光谱数据和悬浮物(Suspended Particulate Matter,SPM)浓度数据,检验了Nechad模型、多波段准分析算法(Quasi-Analytical Algorithm,QAA)、最优化模型和半经验辐射传输模型(Semi-Empirical Radiative Transfer,SERT)在黄河口水域的适用性。结果表明,QAA561模型和Nechad561模型在低浓度水域反演结果较好,QAA655模型反演结果较差,Nechad665模型适合于低浓度水域,但反演精度低。QAA865模型和Nechad865模型在中高浓度水域的反演结果较好。SERT655模型反演精度较低。最优化模型和SERT滑动模型的反演精度较高。由于黄河口水域悬浮物浓度变化范围较大,因此,本文建立了分段QAA模型和Nechad模型。分段模型的反演结果均优于单一模型。根据误差敏感性分析可知,Nechad分段模型和QAA分段模型对于遥感反射率的50%以内的误差不敏感,稳定可靠。将分段模型应用于Landsat-8 OLI数据,获取了悬浮物浓度时空分布图。结果表明,反演结果与已有研究具有相似的分布特征。两种模型得到的悬浮物浓度在数值上存在差异,然而分布趋势在中高浓度季节有非常好的一致性。     

2015年黄海浒苔演变特征的遥感分析

为揭示2015年黄海区域浒苔演变特征, 利用MODIS(moderate-resolution imaging spectrometer)数据, 通过计算漂浮藻类指数(floating algae index, FAI)建立了浒苔信息的数据集, 进而获取了浒苔的时空变化规律特征。研究发现, 5月13日浒苔条带最早出现在苏北近岸, 之后浒苔条带向北和向东漂移, 浒苔覆盖面积逐渐变大; 向北漂移的浒苔逐渐发展成大规模聚集的形态, 而向东的条带仍旧是分散的形态; 向北漂移的浒苔条带6月12日到达半岛顶端后出现大规模登陆的情况, 登陆的依次顺序为乳山—青岛—海阳; 在苏北近岸的浒苔一直持续到8月5日。对2015年浒苔时空演变特征与往年情况进行初步对比分析, 发现其与2013年浒苔漂移路径和登陆过程存在显著差异, 具有很强的年际差异。     

黄河口清水沟流路地貌特征研究

黄河入海流路自1976年5月改道至清水沟流路以来,其地貌形态一直处于剧烈的变化当中,以往的研究虽然关注了典型断面主槽的形态特征及过流能力的变化,但对于清水沟流路范围界限内河道断面整体形态及其沿程变化等地貌特征还缺乏系统研究.本文以2019年10月黄河口现行清水沟流路范围渔洼以下河段加测横断面为研究对象,辨识现状地貌分布...     

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。     

黄河三角洲湿地高光谱遥感研究进展

黄河三角洲湿地是我国暖温带最广阔、最完整、最年轻的滨海湿地,是黄河流域生态保护和高质量发展的重要组成部分,具有重要的生态保护和科学研究价值。物种多样、生境复杂、变化剧烈是黄河三角洲湿地的重要特点,高光谱遥感是黄河三角洲湿地生态监测的重要技术手段。本文首先阐述了高光谱遥感在河口湿地开展植被、土壤和水质等基本要素监测方面的优势,之后重点综述了其在黄河三角洲滨海湿地开展植被遥感监测、土壤参数反演和水质参数反演的研究进展,最后基于黄河三角洲湿地生态监测现状,提出了高光谱遥感的未来需求和发展展望。     

2010-2017年珠江河口海岸线遥感监测和动态变化分析

海岸带是受全球气候变化及人类活动影响最大的地带。本文主要依托谷歌地球平台提供的时序高分辨率卫星遥感影像,提取了2010-2017年珠江河口地区海岸线信息,对不同时期的海岸线长度、类型及围海造地面积的变化情况进行了统计分析,对引起变化的驱动机制进行了探讨。结果表明:(1) 2010-2017年珠江河口海岸线呈现先减少、后缓慢增长趋势。2010-2011年由于海面整治工程,海岸线长度略微缩减,2011-2013年为快速增长阶段,2013年后海岸线长度变化不大,略微呈现增长;(2)在基岩海岸线、砂砾质海岸线、淤泥质海岸线、人工海岸线、生物海岸线五种海岸线类型中,人工海岸线最长,占总长度的比例始终在85%以上,年均正向变化强度最大,达到0.28%,呈现稳定扩展趋势;淤泥质海岸线的负向变化强度最大,为-0.28%,呈现稳定萎缩趋势;(3)围海造地面积呈增加态势,年均变化面积为0.25 km^2;引起围海造地面积增加的主要原因为港口和码头建设。     

基于HICO波段的滨海土壤盐分遥感反演研究

本研究以黄河三角洲滨海盐渍土为例,尝试使用HICO （Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean）高光谱影像结合现场实测高光谱数据进行表层土壤全盐含量的反演。采用波段组合的方法建立光谱参量,通过相关分析筛选出敏感光谱参量,以决定系数R2选出最佳模型;利用HICO影像反射率与实测高光谱反射率之间的关系,对模型进行修正,并应用于影像。研究发现,比值（RI）、差值（DI）波段组合方法建立的光谱参量与表层土壤全盐含量的相关性明显提高。DI_{（845,473）}、DI_{（839,490）}、DI_{（845,496）}及DI_{（839,501）}的幂函数模型效果最好,且验证决定系数R2均大于0.86,相对分析误差RPD>3,RMSE较小。此外,HICO遥感影像的模型反演结果较为一致,能够反映表层土壤全盐含量的分布。研究显示,利用高光谱数据进行表层土壤全盐含量的反演建模具有可行性,可为区域表层土壤全盐含量的定量反演提供参考。     

基于遥感光谱反射率反演黄河口海域Ⅱ类水体悬浮泥沙浓度模型

依据黄河口海域含沙水体野外实测光谱反射率为参考实验数据,结合水体表面光谱观测数据建立了经验回归模型,从而定量估测黄河口海域水体表层悬浮泥沙质量浓度,最终得出黄河口海域不同年份水体的悬浮泥沙质量浓度图,这对分析河口海岸带冲淤变化过程具有重要的意义。     

黄河三角洲海岸线动态变化规律与预测研究

通过10帧黄河三角洲地区不同时相卫星遥感影像对比和利用实测水深资料,对1976年以来黄河三角洲海岸线的冲淤变化规律及过程进行分析研究。利用遥感监测数据构建海岸线演变回归模型,对海岸线的未来形态变化进行预测。研究结果表明,三角洲总岸线长度自1992年来逐年减小;刁口岸段自1976年来由持续侵蚀向冲淤平衡过渡;新河口岸段自1976年来不断淤积扩张,但近年来陆域面积开始出现缩小趋势。     

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。     

黄河三角洲多年海岸线动态变迁特征及演化规律

以黄河三角洲1976—2014年的MSS、TM、ETM+影像为数据源,采用一般高潮线法提取不同时期的海岸线,结合RS遥感与GIS技术,对黄河三角洲的岸线变化进行监测.结果表明,1976年以来黄河三角洲的岸线形态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,以海洋侵蚀作用为主,属于蚀退型海岸;清水沟流路区的岸线整体向海域推进,海岸处于进淤状态,属于强淤进型海岸.黄河三角洲岸线变化频繁而快速,黄河的入海流路、水沙量、降水量等是影响黄河三角洲岸线变化的重要因素;行水期黄河三角洲岸线一般以淤进造陆为主,停止行河岸段,海岸侵蚀后退速率趋于缓慢,逐渐地变得相对稳定,在长时间不行水的海岸段,岸线基本保持稳定,随着黄河三角洲海岸带人类工程经济活动的加剧,该区域的海岸线演变受人类的影响越来越大.     

2010年秋季黄河口及其邻近海域中小型浮游动物的群落特征

为掌握黄河口邻近水域中小型浮游动物的现状并弥补此类重要浮游生物类群在以往调查研究中的欠缺, 于2010 年9 月在黄河口及其邻近海域用浅水Ⅱ型浮游生物网采集了浮游动物样品, 分析了中小型浮游动物的种类组成、丰度分布、优势种、生物多样性及群落结构。本次调查共鉴定浮游动物成体48 种, 浮游幼虫21 类, 桡足类和水螅水母为最主要的浮游动物类群, 分别占浮游动物成体种数的37.5%和20.8%。浮游动物丰度为2 300.1～266 232.0 个/m³, 平均丰度为37 074.3 个/m³。优势种(类)8种, 分别为夜光虫、强额拟哲水蚤、小拟哲水蚤、背针胸刺水蚤、异体住囊虫、桡足类无节幼虫、双壳类幼体以及腹足类幼体, 其中夜光虫为研究水域最主要优势种。对各站位物种组成和丰度进行分析,调查水域中小型浮游动物可划分为4 个组群, 各组群的分布格局受到水温、盐度和海流的共同影响。该研究为此水域生态系统的长期变化研究提供了重要基础资料和参考依据。     

基于RS 和GIS 的近代黄河三角洲滩涂变化分析

黄河携带泥沙入海不断淤积而形成丰富的滩涂是三角洲地区重要的后备土地资源, 掌握滩涂的空间分布及演化特征对合理开发滩涂, 加强滩涂资源的保护和可持续利用, 促进黄河三角洲高效生态经济区发展都有重要意义。选取近代黄河三角洲地区1989 年和2000 年landsat TM/ETM+影像, 利用基于专家知识的监督、目视判读分类方法, 提取了两个时期内不同行政区域和不同自然岸段的黄河三角洲滩涂信息。通过土地利用类型转换矩阵分析了滩涂与其他土地利用类型间的相互转化关系, 得出1989～2000 年间, 黄河三角洲中潮位滩涂主要向林草地(15.9%)、海域(12%)、其他用地(7%, 含已围待用地)和养殖、盐田用地(6.3%)等土地利用类型转化; 同时又有36.5%的海域、6.5%的水域和2.5%的林草地转化为滩涂; 而总体上滩涂面积呈减少趋势, 减少面积为246.42 km²。海洋动力作用、黄河断流、人类活动是致使滩涂面积减少的主要因素。     

基于GIS黄河口拦门沙区域水深线的自动提取

为了能够实现黄河口拦门沙区域水深线的自动提取,结合ArcGIS Engine分析了水深线提取的步骤和给出了程序实现的关键代码,实现了黄河口拦门沙区域水深线的自动提取,并成功应用于黄河口地理信息系统。     

基于HJ-1A高光谱的黄河口碱蓬和柽柳盖度反演模型研究

碱蓬和柽柳是黄河口湿地典型的盐生植物类型,是多种保护珍禽的主要栖息地,具有景观尺度较小、分布广且多混生的特点。应用覆盖黄河口北部潮滩的HJ-1A高光谱遥感影像,基于现场测量的端元光谱和从遥感影像中使用顺序最大角凸锥法(SAMCC)自动提取的端元光谱,应用线性光谱分解法(LSU)、正交子空间投影法(OSP)、匹配滤波法(MF)、最小能量约束法(CEM)和自适应一致估计法(ACE)5种不同光谱解混方法进行混合像元光谱解混,对比两种方法得到的端元光谱分别对碱蓬和柽柳盖度的反演能力,并给出相应的反演模型。结果显示:(1)现场测量端元光谱取得了较好的碱蓬和柽柳盖度反演结果,其中应用LSU方法的光谱解混结果与现场测量盖度的决定系数对于碱蓬和柽柳分别达到了0.88和0.95;(2)两种端元获取方式的光谱解混结果中,LSU和OSP方法均获得了较高的相关性,ACE解混方法的相关性都最低;(3)SAMCC方法提取端元光谱对柽柳的分解结果与现场测量盖度的相关性远高于碱蓬。     

2011—2020年调水调沙前后黄河口海域浮游动物年间变化及影响因子

依据2011—2020年(2016年中断)黄河调水调沙工程实施前、后黄河口海域18个站位野外调查数据, 研究浮游动物种类组成和丰度变化及优势种更替, 以查明黄河口海域浮游动物的年间变动规律及调水调沙工程的影响。结果显示: 共记录浮游动物82种类(包括浮游幼体16类), 其中刺胞动物种类数最多, 共记录26种, 其次是桡足类出现23种。浮游动物种类组成的年间变化差异显著(P < 0.05), 2017年(未进行调水调沙)最低; 调水调沙前、后分别记录浮游动物69种和75种, 调水调沙前后种类数呈正相关(r=0.684, P=0.042); 调水调沙前后优势种更替率较高; 浮游动物丰度在2011—2015年较高, 2017—2020年相对较低, 调水调沙后浮游动物丰度年间变化达极显著水平(P < 0.01), 而调水调沙前后没有显著差异; 浮游动物丰度水平分布总体呈现从黄河口近岸到离岸递减趋势, 密集区位于黄河口北部近岸海域, 调水调沙后密集中心较调水调沙前向离岸海域略有推移。冗余分析表明, 对黄河口浮游动物年间变化影响较大的因子是叶绿素a浓度、溶解氧浓度和水温。研究表明: 2011—2020年调水调沙期间黄河口海域浮游动物丰度年间变动大于调水调沙前后变动, 调水调沙实施对浮游动物影响持续时间较短。     

基于Landsat 8影像的黄河口悬浮物质量浓度遥感反演

悬浮物质量浓度是黄河口海域重要的水质和水环境监测参数之一,直接影响着水面以下光场的分布,进而影响水体的初级生产力和水域生态环境。本文基于2011年6—7月和11—12月共计89组现场实测悬浮物质量浓度和光谱数据,分析了黄河口及其附近海域不同悬浮物质量浓度的水体光谱特征,尝试利用多种波段组合建立悬浮物质量浓度遥感反演算法。结果表明865 nm波段与波段比655 nm/560 nm组合形式算法反演结果最优,算法相关系数R²为0.95,平均相对误差为25.65%。将算法应用于2014—2016年共7景Landsat 8 OLI遥感影像,分析了不同年份黄河口悬浮物质量浓度的时空分布特征,黄河口海域悬浮物质量浓度分布总体呈现近岸高,离岸低的特点,不同时期悬浮物质量浓度量值上有显著变化。     

黄河口附近海区水文要素基本特征

根据大量的实测资料,较详细地分析了黄河口附近海区的温度、盐度、密度时空分布变化规律,探讨了该海区的水流动力结构.阐明了渤海中部区高盐水团较稳定,沿岸冲淡水堆积,其中莱州湾是常年堆积最多的海区,等密度线南下倾斜,有利于黄河入海水偏东扩散.发现在莱州湾口一线有盐度低槽,可能是常流向东的主要路线.     

黄、东海边界悬浮物输运量的卫星遥感估算

利用2002—2015年的中等分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)第4波段反射率产品对黄、东海边界的悬浮物输运情况进行了分析, 同时利用黄、东海2003年现场实测的悬浮物含量数据和这期间准实时的MODIS影像数据, 建立了基于MODIS第4波段遥感反射率的悬浮物含量遥感反演模型。基于该模型, 反演黄、东海表层悬浮物浓度, 并计算悬浮物扩散面积。利用反演得到的表层悬浮物浓度和悬浮物浓度垂向预测模型, 获取垂直方向上的悬浮物浓度, 同时结合水深、扩散面积数据, 计算特定时刻水体中的悬浮物含量。利用插值方法获得整个输运过程中各时刻水体中的悬浮物的含量, 计算各个时刻悬浮物含量的总和作为悬浮物的输送量。对2002年10月至2003年4月黄海向东海的悬浮输送量进行估算, 估算结果为153Mt。     

黄河三角洲河口区滨海湿地面积动态变化与影响因素分析

采用遥感和地理信息系统技术,根据遥感影像数据和实测水深数据,分析了现代黄河三角洲河口区滨海湿地面积的变化规律,并计算了研究区湿地面积与黄河入海沙量之间的相关性。结果表明,黄河改道清水沟流路初期,三角洲河口区滨海湿地面积呈快速增长之势,但滩涂面积变化较复杂,1996年实施清8出汉工程后,低潮线至水下-2,-5和-6m湿地...