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.     

广西钦州茅尾海综合整治水动力影响研究

为了评估广西钦州茅尾海综合整治对水动力的影响,基于普林斯顿海洋模式(POM模式)建立了广西钦州湾及茅尾海精细化水动力模式,模式的水平分辨率达到100 m,同时采用干湿网格技术考虑漫滩过程。通过数值模拟的方法,研究了茅尾海综合整治对茅尾海和外湾的潮流场以及茅尾海的纳潮量所产生的影响。结果表明:清淤一期、二期和三期工程完成后茅尾海的大潮纳潮量分别增加了6.1%,13.0%和21.7%,而平均纳潮量分别增加了3.1%,9.8%和18.1%。在茅尾海清淤的范围内,由于水深加深,大部分海区的流速均有明显减小;而在从龙门港到外湾的大部分海区,由于茅尾海清淤后纳潮量显著增大,流速明显增强,有利于钦州湾航道的维护。     

基于DEM数据的菲律宾海典型区地貌类型划分

深远海海底地质环境复杂,地貌形态多变,目前没有形成统一的地貌类型划分量化标准.本文主要针对这一问题,选择菲律宾海中南部典型区作为研究区,结合已有规范、标准和区域构造演化特征,提出了海山、海丘、海底裂谷、山间谷地、山间洼地、山间盆地6种四级地貌单元的量化划分标准.利用ArcGIS平台对DEM数据进行深度处理,提取高程、坡...     

基于Landsat8TIRS数据的海表温度反演算法对比

海水表面温度是研究气候变化的重要参数,具有重要研究意义。为了选出适用于近海海域的最优温度反演算法,本文基于Landsat8卫星遥感数据,以北部湾海域为研究区,对比分析了包括辐射方程传输法（RTM）、单窗算法（MW）、单通道算法（SC）、线性劈窗算法（SW1）和非线性劈窗算法（SW2）在内的海表温度反演算法的反演精度并进行了敏感性分析。同时本文利用劈窗协方差−方差比值法（SWCVR）来反演大气水汽含量数据,减少了温度反演过程中对外部数据的依赖,研究结果表明：（1）基于Landsat8 TIRS数据的SWCVR法进行大气水汽含量反演的效果较好,误差约在0.5 g/cm2;（2）与实测海温数据相比SW2与SC算法精度较高,误差约为0.6 K;RTM与SW1算法次之,误差约为1.6 K与1.9 K;MW算法精度较低,误差约为2.5 K;（3）与AVHRR SST产品进行相比两种劈窗算法的精度较高,误差约为1 K和1.3 K,SC算法精度较劈窗算法略低,误差约为1.4 K左右,RTM与MW算法精度较低,误差约为2 K与3 K;（4）SW2算法对参数的敏感性最低,其次是SC算法、SW1算法与MW算法,RTM算法的敏感性最高。     

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。     

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。     

茅尾海钦江河口光滩时空变化过程研究

河口潮滩一般由生长于中高潮滩的植被和植被前缘光滩（裸滩）构成,光滩的时空变化直接关联潮滩冲淤及植被演替状态。本文基于Landsat 5 TM及Sentinel-2 MSI等多期遥感影像,利用随机森林分类算法与数字岸线分析系统探讨茅尾海钦江河口光滩在1986—2021年期间的变化过程。结果表明：①近40年钦江河口光滩面积总体呈现明显损失的状态,可分为1986—2002年冲淤平衡、2002—2007年快速淤积、2007—2014年急剧降低和2014—2021年缓慢淤涨4个阶段;②光滩淤积的区域主要分布于钦江沙井河口口门及内侧河槽与潮汐通道边缘,侵蚀出现在钦江沙井河口及钦江沙冲河口航道及潮沟区域;③茅尾海清淤工程是引起钦江河口光滩自2008年到2014年面积减少的直接因素,潮间带植被扩张和2015年之后大范围生蚝养殖引起的水动力减弱导致光滩向海淤涨。当前海平面上升未对光滩造成明显影响,但入海泥沙的变化一定程度上影响光滩冲淤演变。本研究可为区域河口潮滩资源的可持续高效利用提供部分理论与技术支撑。     

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.