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。     

基于RS的辽河口三角洲现代沉积体形态演变研究

辽河口是渤海重要的入海口之一,河口拦门沙浅滩发育。文章利用20世纪40年代、50年代军用地图和70年代以来Landsat系列卫星MSS、TM、OLI遥感影像,通过人工解译与水边线相结合的方法来提取海岸线和拦门沙浅滩形态信息,分析近70年来辽河口三角洲现代沉积体的形态演变。结果表明,近70年间,辽河口海岸线受河流沉积影响不断向海淤进,80年代以来,由于人类活动的影响使得海岸线变迁愈加显著;口门处小型拦门沙浅滩始终受河流和海洋水动力作用而频繁变动;盖州滩位置和主体形态无较大变化,仅滩体南部因受海洋动力改造而变化明显。     

珠江口磨刀门月际尺度地貌演变研究

本文基于二维波流耦合泥沙数学模型对磨刀门河口月际尺度地貌演变进行了模拟研究。结果表明:（1）枯季,无波浪作用下,磨刀门河口总体呈淤积状态;波流耦合后,磨刀门河口整体由淤积转为以冲刷为主。洪季,无波浪作用下,磨刀门河口除西汊外均呈淤积状态;波流耦合后,拦门沙内坡与中心区转为冲刷状态,整体仍以淤积为主,但总淤积量减少;（2）月际尺度上,地貌变化幅度为厘米级,洪枯季具有明显差异。不考虑波浪作用下,磨刀门河口洪、枯季均以淤积为主,但洪季淤积幅度更大;波流耦合后,磨刀门河口呈洪淤枯冲的格局;（3）空间上,拦门沙外坡洪淤枯冲,拦门沙顶洪季淤积、枯季变化不大,内坡洪枯季均为冲刷。此外,拦门沙内坡以径潮流作用产生的底切应力为主,外坡以波浪作用引起的底切应力为主。     

基于遥感和GIS的辽河口拦门沙演变研究

河口拦门沙浅滩冲淤演变对于河口生态环境保护及资源开发利用等具有十分重要的意义。以辽河口拦门沙地带为研究对象,采用遥感和GIS相结合的方法,克服了实测地形资料缺乏的困境,对辽河口拦门沙的冲淤演变特征进行了研究,并探讨了演变的原因机制。研究结果表明：近期辽河口拦门沙外缘整体呈侵蚀后退趋势,这主要与流域来沙减少有关;蛤蜊岗子滩和西滩都有向东淤涨的趋势,这与拦门沙外缘侵蚀的泥沙向上游搬运及局部河势变化产生的泥沙输移有关;辽河干流水道内江心洲不断向下游淤涨,对局部河势及拦门沙浅滩的演变会产生较大的影响。     

基于遥感的北部湾茅尾海岸滩时空变化研究

受全球气候变化以及人类活动的影响,河流入海水沙通量急剧减少,直接影响海域的生态系统。岸线和潮滩作为海岸带的重要组成部分,其演变趋势牵动着整个海湾生态环境的变化。本文基于数字化海岸线分析系统(Digital Shoreline Analysis System,DSAS),研究了广西北部湾茅尾海岸线的时空变化。文中建立了新遥感指数——滩涂指数(Tidal Flat Index,TFI),提取出露水面潮滩范围,并结合历史潮位数据分析茅尾海潮滩变化趋势。研究结果表明:(1)20世纪90年代至今,北部湾茅尾海岸线总体向海推进。其中,受填海造陆影响,钦江区域岸线向海推进速率由0.15 m/a提高到0.98 m/a;因潮流、波浪作用等因素,茅岭江区域岸线一直处于淤积状态,2001年前后受河流来沙减少的影响,岸线向海推进的速率发生突变。(2)由于清淤工程的实施,茅尾海潮滩在2013年后面积显著缩小,在时间和空间上剔除清淤工程影响,研究发现,茅岭江河口三角洲受河流来沙减少的影响较为明显,表现为三角洲面积减少,三角洲南侧遭受明显冲刷。     

基于TM影像的胶州湾水深遥感

以胶州湾20m以内浅水域为研究区域,并按照0～2m、2—5m、5—10m、10～20m的水深对其进行分区,利用Landsat-5 TM数据进行水深遥感。结果表明：各区分别建立线性回归模型反演水深的精度要高于不分区时建立的模型;无论分区与否,多波段组合模型的反演精度最高,且在既不是太深也不很浅的区域反演效果最好;新建立的多时相单波段模型反演水深的精度在水深较浅的区域精度有较大的提高。     

珠江口伶仃洋地貌特征演变与纳潮能力变化研究

在自然和人为的双重作用下,珠江口伶仃洋地貌特征发生了巨大变化,改变了水动力环境,致使纳潮能力也发生深刻变化。本文以珠江口伶仃洋地貌变化和纳潮能力变化为研究对象,采用近百年来的古地图资料、人类活动和水文特征等资料,通过第四纪地质学、地图学、遥感学、历史地理学等方法,反演内伶仃洋形态变化过程,探讨1906年以来珠江口伶仃洋的地貌变化过程。采用岸线分维数、形状指数、纳潮量、潮差消减能力,定量反映地貌变化对纳潮能力的影响。结果表明,1906-2014年,地形演变造成伶仃洋纳潮量减少了14.50%;1971-2014年,伶仃洋纳潮量减少了11.27%。海岸线的变化引起纳潮能力逐渐变弱,潮差沿程变化率减小了0.23,尤其是自1971年以来,因堤围等建设,河口岸线逐渐平直,纳潮能力逐渐减弱。     

基于耀斑改正的多光谱水深反演方法研究

利用WorldView-2四波段卫星数据和电子海图数据,基于改进的耀斑改正算法和双波段比值算法,反演获得了3处典型海域的浅水水深。通过不同海域、不同耀斑条件下水深反演实验,探讨了RED,NIR波段在典型四波段水深反演中的作用和影响,发现在双波段比值法水深反演中,引入RED+NIR波段进行耀斑改正处理,可以增加珊瑚、海藻等绿色物质覆盖海底的反射率,有效地提高该类海域的水深反演精度。基于耀斑改正的多光谱水深反演方法,适用于中轻度耀斑条件下,水质较清澈的浅海水深反演,可在国内外典型四波段卫星数据水深反演中推广应用。     

基于面向对象影像分析方法的我国西沙珊瑚礁地貌单元信息提取

珊瑚礁地貌单元的空间分布对于理解珊瑚礁生态系统的地质构造过程具有重要作用。然而,基于像素的影像分析方法往往获取不到较高精度的分类结果。本文基于面向对象的影像分析方法,利用Landsat 8卫星影像数据对我国西沙地区的珊瑚环礁进行了地貌单元的遥感信息提取。借鉴于美国千年珊瑚礁测绘项目的工作成果,本文首先针对研究区特点定义了十类珊瑚礁地貌单元类型。然后,基于对象的多层次关系特点,并综合利用对象的光谱、形状、上下文关系等特征,建立合适的分类规则集,获取了研究区较大尺度的珊瑚环礁地貌分区图,其分类精度普遍高于80%。虽然研究结果表明基于面向对象的影像分析方法可以有效的进行珊瑚礁遥感信息提取,但其规则集的可移植性仍需要今后的工作加以改善。     

基于Worldview-2多光谱卫星数据的浅水水深遥感反演

随着卫星遥感技术的不断发展,高分辨率卫星影像逐渐应用到水深遥感反演领域。利用Worldview-2高分辨率卫星数据和电子海图数据,基于双波段比值法,反演获得实验区域20m以浅的水深。实验表明,Worldview-2等高分辨率多光谱卫星数据,具有一定反演浅水水深的能力,但在5m以浅的水域反演误差较大;双波段比值法,这种半经验半理论的模型,在水深遥感反演中具有更好的适用性;对比了一次线性、二次多项式、指数、对数等拟合方法,发现对数拟合的方法获取绝对水深,其精度相对其他方法更高。     

基于遥感图像分析的极区海冰漂移研究

自然水体中石油污染含量的时空间分布是数字地球领域水体环境研究的一个重要参数,利用遥感技术提取水中石油含量也是数字地球研究领域的一个热点问题.基于2009-2013年进行的六次石油类污水野外配比实验数据,结合2013年6月-2014年4月晴天获取的中国辽宁盘锦辽河油田Landsat 8/OLI遥感数据,在对配比实验测定值、Landsat 8/OLI传感器模拟值和Landsat 8/OLI传感器过境值等三类遥感反射比数据进行归一化处理的基础上,通过对波段特征进行分析,发现含油水样与无油水样在绿色、红色和近红外波段的遥感反射比存在明显的差异,由此提出了水体石油污染归一化遥感反射比指数NDPRI (Normalized Difference Petroleum Remote Sensing Reflectance Index),该指数可用来判断水体是否存在油污染,进一步建立利用NDPRI来反演水中石油含量遥感模式.结果表明:(1)含油水样和无油水样在蓝色波段的归一化遥感反射比差别不大;(2)含油水样在绿色和红色波段的归一化遥感反射比明显低于无油水样;(3)无油水样在近红外波段的归一化遥感反射比呈现下降趋势,而含油水样的归一化遥感反射比随着石油类浓度含量的增加而明显抬升,呈现出较好的线性关系;(4)含油水样,其NDPRI小于0.45,此阈值作为是否有油污染的判断值.最后,利用2014年4-8月污水厂获取的现场实测数据对模式进行验证,相对误差为13.5％,表明所建立的模式具有良好的石油含量反演精度.     

基于遥感图像分析的极区海冰漂移研究

对极区的海冰运动进行观测具有重要的意义,卫星遥感技术是目前极区海冰监测的重要手段.星载多光谱仪器和合成孔径雷达(SAR)能够生产高分辨率、宽刈幅、连续的遥感图像,是开展海冰遥感监测的优选载荷.通过对极区遥感图像的分析,可以获取极区海冰漂移运动的资料信息.文中提供了可用于极区海冰漂移研究的遥感资料源,详细介绍了两种基于遥感图像的海冰运动分析方法:相关匹配法与光流算法,以及两种方法的对比;利用文中介绍的遥感资料和分析方法,在两极海区发现了明显的海冰中尺度运动特征.     

基于同态滤波的海表图像照度校正

应用数字图像处理与分析的方法来研究海洋动态过程中,由于光照不均而造成的海表面图像亮度不均,致使图像对比度不强和图像降质。采用修正系数的同态滤波,实验显示图像对比度得到提高,图像更加清晰,是一种有效的照度校正处理方法。     

南海形成演化探究

通过分析前人对南海的研究,对南海扩张期次、扩张脊结构、动力来源等几个关键研究问题进行探讨。认为应将南海放入到欧亚板块、印度一澳大利亚板块和太平洋板块三大板块相互作用的统一构造应力场中进行研究。利用FLAC软件,首次对南海及邻区进行数值模拟分析,并进一步探讨了南海的形成演化机制,认为南海的打开和扩张是印度板块与欧亚板块的碰撞、地幔柱上涌以及太平洋板块向欧亚板块的俯冲共同作用的结果。     

地貌素描在黄渤海海岸地貌研究中的应用

地貌素描是地貌调查的一种重要方法，它能直观而又突出地表现典型地貌类型的特征形态和三维空间透视感。与摄影方法相比．地貌素描不受光线和摄影角度的限制，是外业摄影方法的一种补充手段。本文选取了作者多年来创作的部分典型海岸地貌素描图，较逼真地说明了海岸地质构造和地貌特点，阐述了地貌素描在海岸地貌调查中的作用。     

珠江口近海海域海浪预报方法研究

根据珠江口近海海域的风区和水深等特点,将该海域划分为4个区域,结合港口规范方法、SMB 方法、适用于深浅水的风浪要素计算方法、原苏联预报模式以及莆田海堤试验站方法等 5 种风浪经验预报模式,对该海域 2004～2005 年的风浪进行后报、检验和订正,总结出对应不同区域最适合的风浪预报方法.     

海岸地貌建模方法研究--以长江口九段沙、芦潮港附近边滩为例

河口、海岸是陆海相互作用及人类活动最频繁的地区之一,了解和把握海岸地貌的变迁及发育模式对于海岸资源的开发和保护至关重要。模型是对客观事物的概括和抽象,本文对海岸滩地和水下三角洲地形演变的研究总结了4种方法,重点讨论了模型的构建,并根据作者的研究实例给出了模型的具体应用。在剖面模型的应用中通过不同年代剖面的对比分析可了解海岸地貌的动态变化,平面模型则通过等深线的退缩、扩张及形态变化来研究岸滩的动态冲淤及海岸地形的宏观变化,而冲淤速率分布平面图是分析大范围海域冲淤趋势和局部变化的有效手段。测点统计模型是一种静态分析方法,用来建立测量点的高程和坡度与岸滩冲淤的关系。     

古淮口岸线冲淤演变

根据实地调查资料及有关文献,对古淮河口的动态冲淤演变进行了研究。由于海面变化,黄河夺淮等诸多自然与人文因素的影响,古淮口海岸线变迁十分复杂。黄河夺淮前,河口东迁缓慢;黄河夺淮后,河口岸线东迁速度加快;黄河北归后,此带岸线蚀退严重。     

茅尾海养殖区重金属污染调查与评价

文章对2012—2014年8月平潮期钦州茅尾海增养殖区水质以及表层沉积物中的铜、铬、镉、汞、砷含量进行了调查和评价。结果表明,茅尾海养殖区水体和沉积物中重金属含量水平能满足规定的海水水产养殖标准值要求,水体中重金属总含量呈递减趋势,而沉积物中则相反,沉积物中重金属总体潜在生态危害程度仍处于低水平,但潜在生态危害的程度略有上升的趋势,潜在生态危害较大的是镉和汞。     

河口/近海区域低氧形成的物理机制研究进展

低氧/缺氧已成为严重威胁河口/近海与陆架浅海生态系统安全的要素之一。生物地球化学过程大量耗氧与水体分层限制表、底层水体交换是河口/近海低氧/缺氧问题的直接原因;而河口/近海和陆架海的各种物理过程控制了营养盐和有机质输运、水体层化,成为导致低氧/缺氧发生的根本原因之一。先讨论了近几年来国内外主要大河河口/近海和陆架浅海低氧现象发生的物理机制:径流冲淡水、潮汐、风、环流对低氧的影响,以及低氧对海-气大尺度变化和气候变化的响应等。再以长江口为例,重点分析了水动力过程对长江口夏季底层低氧的具体影响,同时对溶解氧统计模型和动力学模型的研究工作进行了阐述。最后对各种研究方法的优缺点进行总结,对长江口外海夏季底层低氧的研究工作进行了展望。