海南岛海水池塘养殖遥感监测与时空变化分析

以Landsat TM/OLI卫星影像为数据源,采用面向对象的分类方法对1990、2000、2010和2015年4个时相的海南岛海水池塘养殖信息进行提取,利用景观格局指数和质心迁移模型研究海水池塘养殖的时空变化特征及其对近岸生态环境的影响。结果表明,1990—2015年海南岛海水池塘养殖面积持续增长且区域差异明显;空间上表现为从西南向东北的迁移;养殖区景观格局趋于破碎化;池塘养殖的扩张侵占了红树林等自然湿地,严重破坏了沿岸生态环境。研究表明海南岛的海水养殖业需要合理的规划布局和科学的改造升级。     

基于Sentinel-2影像的围海养殖信息提取

为了能够利用遥感图像快速准确地提取围海养殖矢量信息,本文选取养殖水体、堤坝及育苗室等交错分布的海参围海养殖区域作为研究区域,根据研究区域Sentinel-2遥感影像的光谱特征,选用归一化差异水体指数（Normalized Difference Water Index,NDWI）、改进归一化差异水体指数（Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI）和增强水体指数（Enhanced Water Index,EWI）三类水体指数,分别进行提取实验,利用同时期高空间分辨率的高分二号卫星（GF-2）影像作为参考,验证不同方法的提取精度,精度评价结果表明：相较MNDWI和EWI两类水体指数,NDWI的分类精度更高,且利用NDWI提取研究区域的围海养殖信息的效果更好,所以该方法可在养殖区域的动态监测和规划管理中发挥数据支撑作用。     

基于高空间分辨率卫星遥感影像的围填海存量资源监测与评估研究——以营口市南部海岸为例

为详细掌握围填海存量资源状态,提高海域空间资源监管精细化水平,本文提出围填海存量资源概念,并将围填海存量资源划分为围而未填区域、填而未建区域、低密度建设区域、低洼坑塘、低效盐田和低效养殖池塘等6种类型,以及工业区、城镇区等围填海存量资源的消耗类型。在此基础上,采用高空间分辨率卫星遥感影像,建立了面向对象的围填海存量资源遥感影像分类提取方法与技术流程,构建了围填海存量资源指数,并以营口市南部海岸区域为例进行了实证研究。结果表明:（1）面向对象的围填海存量资源遥感影像分类提取方法能够精细地提取围填海存量资源信息,准确率达到90%以上;（2）填而未建区域、低效盐田、低效养殖池塘占研究区围填海存量资源总面积的62.51%,研究区围填海存量资源指数为0.49,但内部差异明显,北部区域为0.66,中部区域为0.44,南部区域为0.37。     

两种池塘养殖模式下异育银鲫(Carassius auratus gibelio)的形质特征差异分析

探究引起银鲫在不同养殖模式下的形质差异原因及形质饰变途径和机制,进而揭示养殖模式致其改变生存对策的内在逻辑,对于指导银鲫养殖模式的改进与优化具重要现实意义。随机选取池塘生态主养模式(M1)和池塘生态套养模式(M2)下经7个月养殖的异育银鲫夏花苗种各70尾为研究对象,采用主成分分析和判别分析方法,系统开展了两种池养模式下异育银鲫形质差异研究,结果表明:(1)池养期间两实验群体的生长速度总体上呈M₂>M₁,在21项生物学表型性状中,M2实验群体显著大于M1实验群体的为L₁ (体长)、L₄ (头宽)、L₁₁ (肛后体长)和NM (净体质量)(P<0.05);(2)所涉20项形质评价性状中, M₁、M₂实验群体间具显著差异(P<0.05)的高达16项,聚类分析也指示两者间的欧式距离已达到显著水平(P<0.05),即M1、M2实验群体已在形质特征上出现显著分化;(3)经主成分分析,提取到的5个特征值均大于1的主成分,其累...     

厦门海岸线遥感动态监测研究

海岸线是指多年大潮高潮位时的海陆界线。不同类型海岸有各自的地貌特征,它们在遥感影像上的解译标志与提取方法也存在差异。目前大部分海岸线自动提取研究只是解译出遥感影像中的水边线,即卫星在过顶时刻所记录的海水与陆地的瞬时交界线,并不是真正意义上的海岸线。本文以厦门地区海岸影像为研究对象,根据不同海岸类型的地貌特点采用不同的海岸线解译方法,提取出1987年、1997年和2007年的海岸线,并进行岸线变迁原因分析。实践表明：人工海岸、基岩海岸、砂质海岸及红土海岸的海岸线解译标志明显,提取效果较好,基本能够实现计算机自动提取;淤泥质海岸在遥感图像上呈现复杂的边缘,仍没有理想的线性特征自动提取技术,是海岸线提取中的难点。     

海岸水边线提取方法在GF-2卫星影像中的适应性研究

准确提取海岸水边线是海岸线变迁研究中必不可少的基本工作。本文以海南省陵水黎族自治县2016年的GF-2影像为数据源,在大气校正和正射校正等预处理的基础上,结合数学形态学处理等方法,采用NDWI (Normalized Difference Water Index)阈值法、ISOADTA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique Algorithm)、SVM (Support Vector Machine)和面向对象法（Object-Oriented Classification,OOC）等4种不同方法来对海岸水边线进行提取,并对其提取结果进行定性和定量评估,进而分析比较了这4种方法在提取人工海岸、砂质海岸和基岩海岸等3种不同海岸类型的水边线时的提取效果和提取精度。结果表明,SVM方法在3种海岸水边线上的总体提取效果最好,总体提取精度最高。     

基于Sentinel-2A卫星数据面向对象的水边线提取——以如东县为例

使用基于面向对象的方法提取水边线, B分量作为阈值分割条件, Sentinel-2A数据作为提取水边线的影像,通过多尺度分割与光谱差异分割组合的方式。对如东沿海的淤泥质海岸、交通围堤海岸和养殖围堤海岸3种不同类型的海岸水边线进行提取。通过提取的水边线与影像叠加,并对受潮汐影响较小的水边线做精度验证。总体来说,提取的水边线较为准确。水边线的快速准确提取,对监测海岸带动态变化具有重要意义。     

基于多期遥感影像的砂质岸线提取方法——以海阳沙滩为例

文章提出一种基于发展多期影像和归一化水体指数(NDWI)的砂质岸线自动提取方法,以山东半岛海阳沙滩为实验区,应用2005年多个月份的7景Landsat 5TM遥感影像为数据源,提取实验区砂质岸线。利用908专项修测岸线对提取的海岸线进行精度检验。结果表明,岸线偏差距离为20.9m、均方根误差(RMSE)为33.6m。该方法可为砂质岸线的提取与变迁分析研究提供参考依据。     

采用池塘模式评价日粮中添加蔗糖糖蜜养殖吉富品系尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)幼鱼效果

本实验模拟池塘养殖环境, 对吉富品系尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)幼鱼实用日粮中添加蔗糖糖蜜的养殖效果以及对水质影响进行了研究。试验设计了6种等氮(34.8%)、等能量(16.4MJ/kg)的试验日粮, 对照组日粮为20%小麦次粉, 试验组1—5按20%—100%比例添加蔗糖糖蜜替代日粮中小麦次粉。试验结果表明, 实验结束时(56d), 各实验组鱼成活率为100%, 当日粮中蔗糖糖蜜替代80%次粉及以下时, 其摄食量和特定生长率与对照组鱼无显著性差异, 但当日粮中蔗糖糖蜜完全替代次粉时, 这两种指标显著下降(P<0.05)。当日粮中蔗糖糖蜜替代40%次粉以下时, 试验组鱼饲料效率、鱼体近似成分、肝体指数与主要水质指标与对照组无显著性差异(P>0.05)。本实验认为, 在池塘养殖环境下, 吉富品系尼罗罗非幼鱼实用日粮中蔗糖糖蜜可以替代40%及以下的次粉, 即蔗糖糖蜜在配合饲料中添加量不宜高于8%。     

基于结构特征的遥感影像海岸码头分割方法

在分析水边线对码头提取的作用和海岸码头的结构特征的基础上,提出了一种基于结构特征的遥感影像海岸码头分割方法。该方法在遥感影像水边线提取的基础上,利用道格拉斯-普克算法通过压缩得到关键节点,接着在节点中选取满足要求的凹点,然后依据海岸结构特征通过对凹点的筛选分割出海岸规则突出物,最后通过对规则突出物的分析验证得到海岸码头。实验结果表明,该方法能够从水边线中将码头区域分割出来,并且受停靠船舶等噪声影响较小,为下一步海岸码头的精确提取奠定了坚实基础。     

基于谷歌地球引擎平台的海上养殖信息提取方法研究——以福建省平潭县为例

海上养殖业对粮食安全有着至关重要的作用。然而,海上养殖的无序扩张和开发,阻碍了海上交通,同时也造成了海洋环境问题。为及时、准确地获取海上养殖信息,满足海岸带调查以及推进海上养殖规范化、科学化,提出一种基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine, GEE)平台实现长时间序列下海上养殖区信息快速提取的方法。本研究构建了一个基于随机森林分类的海上养殖区信息提取模型,该模型综合利用了Sentinel 1卫星SAR影像数据的VV和VH极化波段,以及Sentinel 2卫星的多光谱影像数据。此外,模型还融合了4个用于增强养殖区特征的指数,以提高养殖区域信息提取的准确性和效率。这种方法的应用旨在优化海上养殖区的识别过程,通过精确分析和利用不同数据源的互补优势,展现了〖JP2〗遥感技术在海洋养殖监测领域的巨大潜力。本研究对2017—2021年平潭县海上养殖区域进行判定与提取,实验结果表明,以养殖密度较低,养殖特征不明显为特征的海上养殖区,基于GEE平台的海上养殖区信息提取方法精度在90%以上,表明在复杂水体背景下对养殖区快速识别取得较好的效果,可为海上养殖科学规划与规范化管理提供有效的参考依据。     

1989-2019年环渤海地区养殖池的空间变化特征

养殖池是海水养殖业的重要表现形式,研究环渤海地区养殖池的时空变化对判断该区域海水养殖的发展历程具有重要意义.本研究基于1989-2019年共44景Landsat影像,利用目视解译的方法获取养殖池的矢量分布数据,在此基础上利用平均中心及标准差椭圆等方法对环渤海地区近30年来养殖池的空间变化特征进行分析.研究结果表明:19...     

基于Sentinel-2A和GF-1B遥感数据的海岸带水产养殖识别方法比较

近海水产养殖为人类提供优质的动物蛋白,对海洋经济高质量发展具有重要意义。卫星遥感技术已被广泛用于海岸带水产养殖的监测,但目前相关的研究聚焦基于单一传感器卫星数据并使用单一信息提取算法而忽略与不同卫星传感器以及处理方法之间的比较。本研究以北莉岛东北部为研究区,基于多光谱Sentinel 2A卫星和高分一号B（GF 1B）卫星数据,分别使用自适应阈值法、支持向量机监督分类法以及多尺度分割面向对象分类法,开展海岸带人工水产养殖区的识别。研究表明,更高空间分辨率的GF 1B卫星对人工水产养殖水网密集区的提取正确率远优于Sentinel 2A卫星;基于高空间分辨率GF 1B卫星,多尺度分割面向对象分类法的正确率最高,为94.65%,优于支持向量机监督分类法的94.45%和自适应阈值法的84.62%;自适应阈值法更适用于中等空间分辨率卫星数据的水产养殖信息提取,其提取的水产养殖水面的面积与目视解译提取的面积差异小于4%。针对单个养殖池使用情况的业务化监测需使用高空间分辨率卫星数据,而大范围水产养殖面积的变化分析则可应用中等空间分辨率卫星数据。     

Spatial analysis of the impact of shrimp culture on the coastal wetlands on the Northern coast of Sinaloa, Mexico

In the Mexican coasts, as in many tropical and subtropical coastal areas, shrimp culture grew exponentially over the last three decades. This process has produced an intense debate on the economic benefits but also about the extent and intensity of the impact of this activity on the coastal ecosystems, particularly the effects of pond construction on mangrove areas and other coastal wetlands. For the Northern coast of Sinaloa (Northwest Mexico), a region where shrimp culture is actively practiced and reproduces most of the shrimp controlled production model in Mexico, a land cover change-detection analysis, with Landsat images, outputs that 75% of the shrimp farming in this region has been built on saltmarshes while less than 1% was constructed on mangrove areas. Through the estimation of landscape metrics for different scenarios (with and without shrimp culture infrastructure), we find that in addition to direct removal of saltmarshes, shrimp aquaculture has significantly modified the spatial patterns of coastal wetlands, retreating wetland borders and fragmenting their patches. These last impacts are mainly related with the development of the linear infrastructure associated with shrimp culture (drainage channels and roads), rather than the construction of the ponds. Present findings and other from similar studies done in Northwest Mexico; allow us to estimate that 60% of shrimp farming in Mexico impacted directly on saltmarshes, contrasting with the 3% of shrimp farms built on mangroves.     

海水垂向入侵问题研究进展

随着全球气候变暖,风暴潮在沿海地区的频率和强度均可能增长,由此引发的海水垂向入侵可能会造成大面积的含水层淡水咸化。同时,由人类活动引起的沿海虾塘咸水养殖规模日益增长,由此引发的咸水垂向入侵可能会导致沿海地区地下水水质及生态环境的恶化。虽然已有一部分学者在海水(咸水)垂向入侵的研究中取得了成果,但由于海水(咸水)垂向入侵过程复杂,其对地下水咸化及恢复规律依然有待深入研究。文章阐述了海水垂向入侵的危害及前人的研究办法,总结了他们的研究成果并得出了海水垂向入侵的影响因子,指出了洪水和养殖活动对沿海地区含水层的威胁。得出的结果如下:研究海水垂向入侵常用的方法包括室内试验和数值模拟;海水垂向入侵主要与地形地貌、含水层性质和水文气象条件有关;虾塘养殖等人类活动可能会成为垂向咸水入侵的潜在来源。建议未来在海水垂向入侵研究中将多种现场观测实验方法结合起来。数值模拟应注重与现场观测实验数据相互验证,模型简化的方式有必要仔细考虑。虾塘养殖等人类活动可能造成的垂向咸水入侵问题应更多地受到关注。     

Modelling the impacts of semi-intensive aquaculture on the foodweb functioning of a Nile Delta coastal lake

Nutrient loadings are an important component of aquaculture impacts as they can lead to cascade effects at the ecosystem level. An evaluation of these effects on foodweb functioning is presented and discussed for the case study of Lake Burullus in the Nile Delta, Egypt, where semi-intensive aquaculture in earthen ponds has grown remarkably in recent decades. Estimations of nutrient loads into the lake's brackish water, from agriculture and fish ponds, were assessed. A biogeochemical model was set up and calibrated to simulate the loads from nitrogen, phosphorus and phytoplankton, with and without fish ponds. The biogeochemical model was coupled offline to a foodweb model to test the effects of additional nutrient loads from aquaculture on the lake's foodweb functioning. The results obtained by comparing the present conditions of aquaculture development with a no-aquaculture scenario allowed us to identify a set of indicators of foodweb functioning which are sensitive to changes in nutrient loads from aquaculture. The limited changes in phytoplankton concentration with respect to changes in nutrient loads suggested that primary production in Lake Burullus is presently controlled largely by factors other than nutrient influxes from aquaculture. This study emphasises the potential benefits of using a combination of biogeochemical and foodweb models to assess the cumulative effects of nutrient loading from aquaculture on a receiving water body.     

Using normative evaluations to plan for and manage shellfish aquaculture development in Rhode Island coastal waters

As shellfish aquaculture activities grow in the US, researchers, practitioners, resource users, and others have questioned how much development can be accommodated by natural and social systems. In a unique application of the normative evaluation approach to shellfish aquaculture development, this study uses data from a mail survey to (1) examine Rhode Islanders’ support for aquaculture in general and in RI waters; (2) investigate how different features of an aquaculture farm influence normative evaluations; and (3) explore areas of agreement and disagreement among stakeholder groups for social carrying capacities associated with aquaculture in RI coastal waters. Findings demonstrate that respondents do not strictly support or oppose aquaculture development; instead support depends on the waterbody where the aquaculture is occurring, the amount of area used for aquaculture, and ways in which aquaculture is conducted. Social norm curves show that levels of acceptabilities for shellfish aquaculture development in two RI waterbodies decline with increasing levels of aquaculture activities. Comparisons among sub-sets of respondents highlight disagreement among groups on the level beyond which shellfish aquaculture development is no longer acceptable (social carrying capacity). Results from normative evaluation studies can be used in combination with physical, ecological, and biological carrying capacities; management goals and objectives; other resource uses and values; and desired social and ecological conditions to inform policy discussions about shellfish aquaculture development in coastal waters.