基于影像间潮滩地形修正的海岸线监测研究——以黄河三角洲为例

针对潮滩环境中潮汐和坡度变化对海岸线变化监测的影响,提出一种通过两景影像计算潮滩坡降进而准确获得海岸线的方法,并利用坡降值估算潮滩体积。以岸线变化较剧烈的黄河三角洲南部的甜水沟口至小清河口的粉砂淤泥质潮滩为例进行应用研究。结合遥感影像、实测固定断面数据和水深测量数据分析表明,影像间的潮差对坡降估算值虽有较大影响,但选择合适潮位估算潮滩坡降是可行的,估算坡降的最小相对误差可达0.2%,均方根误差小于实测坡降一个数量级。1973-2009 年甜水沟口至小清河口14 个年份的岸线变化分析显示,黄河改道对本区的直接淤积影响在甜水沟向南3 km范围内,最大淤积区位于甜水沟口附近,年均淤积率31 m/a,而后在1989-2002 年海区南部出现较大幅度淤积,主要为黄河入海水沙直接或间接淤积造成的;研究时段内岸滩总体演化趋势为蚀退,最大年均蚀退速率51 m/a,黄河改道造成的海洋动力变化是影响本区海岸冲刷的主要因素。验证表明,本文方法计算的潮滩体积用于指示海滩冲淤变迁是合理可行的。     

基于SPOT影像的筏式养殖区提取方法研究

本文以山东省荣成市黑泥湾及其北部海域作为研究区,分析了筏式养殖区在SPOT5假彩色合成影像上的亮度特征;根据纯水体亮度受悬沙分布影响较大的特点,设计了以邻域分析为基础的图像增强及分类方法,并在ArcGIS软件中实现;运用Erdas软件聚类统计、去除分析工具消除噪声,提高精度。该方法可快速监测浅海筏式养殖区空间分布情况,为提高用海管理水平并进行科学用海规划提供服务。     

HY-1 CCD宽波段水色要素反演算法

利用2003年春季黄海、东海区现场实测数据,建立了HY1卫星4波段CCD成像仪水色要素反演算法.由于HY1CCD的宽波段特性阻碍了黄色物质的反演,因此反演的水色要素仅包括水体表层的总悬浮物、悬浮泥沙(SS)以及叶绿素a的浓度.现场遥感反射率光谱由ASD地物波谱仪测量,对于叶绿素a的浓度利用现场萃取荧光法测量,总悬浮物、悬浮泥沙由实验室滤膜称重法获得.反演算法的拟合相关系数均大于0.88,平均相对误差在40%以下.对反演算法进行了误差灵敏度分析,结果表明对于总悬浮物、悬浮泥沙和低浊度水体中的叶绿素a的浓度反演算法能够满足日常的业务运行要求,但是对于高浊度水体中叶绿素a的浓度反演算法对某个波段组合比较敏感,仍需要进一步探讨.     

探地雷达在确定全新世海侵线方面的应用

针对全新世大暖期古海岸线位置的不确定性问题,提出了一种利用探地雷达进行最大海侵位置追踪的方法,在探地雷达可获得连续沉积地层图像的理论基础上,在具有丰富研究资料的莱州湾东岸开展了实验研究。结果表明,利用Mala RAMAC100MHz天线结合相应的图像处理手段,能够识别区域10 m以内浅地层中海陆相沉积物分界面,与已有钻孔和现场探挖浅孔剖面对比,具有较好的一致性。证实了利用探地雷达追踪全新世海侵时期古地层、将海相层尖灭点处确定为最大海侵线位置,进一步恢复古环境是可行的。本文为研究古海岸线位置提供的方法,即通过探地雷达探测地层,得到高清的可视化图像,这使得古海岸线位置确定更精确、更直观。     

南黄海西部海域高分辨率声学地层及其沉积环境

通过对高分辨率浅地层剖面的分析解译,对南黄海西部陆架区进行了声学地层划分。南黄海西部海域声学地层剖面可划分为5套地层Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2,每套地层代表一次全球性(或区域性)海平面变化周期内的海进一海退这样一个完整的旋回变化过程所形成的海侵或海退沉积层序。将典型声学地层剖面与区内钻孔岩心的沉积地层岩性单元对比研究,得到各声学反射层的时代、岩性及沉积环境。并发现依据浅地层进行的声学地层划分与钻孔岩心的地质地层划分有较好的对应关系。结合区内钻孔岩心的分析结果,对晚更新世以来南黄海陆架区的沉积环境及沉积过程进行了探讨。     

胶莱运河南北入海口地貌遥感解译与分析

根据胶州湾附近2001、1994、1988和1979年的TM影像及莱州湾附近2002年ETM、2000年ETM和1984年TM等遥感影像数据,分析了胶莱运河南北入海口附近的地貌变化特征。结果表明,在北胶莱河河口及其西侧岸滩和大沽河河口及其西侧岸滩地区受人类活动影响（如人工养殖、防洪堤坝等）岸线变化显著,而北胶莱河河口东岸和大沽河河口东岸地区岸线无明显变化。结合前人的研究成果,还分析了胶莱人工运河开通后可能对环境造成的影响。     

小清河口附近海域泥沙运动特征及风场对泥沙输运的影响

根据对莱州湾内小清河口附近海域的海流、含沙量、底质类型分布的观测资料,并结合数值模型的计算结果,分析了该海域的泥沙输运趋势及底床冲淤变化情况。从整个海区来看,含沙量总体趋势为由岸向海逐渐增大,并呈现出北高南低的分布特点,在小清河入海口东北方向海域有一含沙量高值区;底质泥沙的分布沿纵向等深线显示了自岸向海由粗到细的分布规律,沿横向呈北细南粗的特征;浅滩泥沙局部搬运是泥沙淤积的主要来源,河口北侧海域有一较大侵蚀区,淤积区主要分布在河槽以南的滩涂和近岸区域,风场对该海域泥沙输运影响非常显著,小清河河口附近区域在一般天气下海水较清,如遇海向大风,则水体浑黄,但风后悬沙很快沉降,水体又变清。利用数值计算的方法研究了风场对该海域的影响,其影响大约是无风时平均值的10倍。     

桑沟湾海冰厚度遥感反演研究

为解决现场调查数据覆盖不足的问题,利用卫星遥感数据(Landsat TM和ETM+)对桑沟湾海域的海冰厚度进行了反演。与Zubov模型计算结果相比,本反演结果与之接近(相关系数0.89)。由遥感影像提取结果看出,桑沟湾海冰厚度随时间和空间变化明显。在轻冰年份,桑沟湾基本无冰。在偏重冰年和重冰年份,桑沟湾出现大量浮冰,并且海冰在水动力和风应力的作用下,呈现由近岸到离岸冰厚不断减小的趋势。重冰年份桑沟湾南侧由于受潮汐和风力推动作用下发生挤压变形,近岸出现平均冰厚较大的海冰(20 cm),桑沟湾中部也出现平均厚度约5~10 cm的海冰。     

海南岛近岸养殖区台风浪预报技术研究

随着海南深水网箱养殖规模的不断扩大,海浪精细化预报的需求越来越紧迫。以海南岛周边海域为目标区域,基于近岸海洋模式ADCIRC(Advancedcirculationmodel)和海浪模式SWAN(Simulating WavesNearshore),建立了海南岛近岸养殖区台风浪数值预报系统。该系统采用非结构高分辨率网格,近岸分辨率达到了100m。选取2014年第9号超强台风"威马逊"(RAMMASUN)进行针对海南岛近岸养殖区的台风浪数值模拟后报。模拟结果与实测数据较为吻合。采用全球预报系统GFS(Global Forecast System)风场和气压场数据作为驱动场对2018年7月的一次热带风暴过程进行预报,48小时、24小时预报的有效波高和实测结果比较平均相对误差分别为20.75%和17.0%。总体来说,该模型的预报精度可以满足近岸养殖区台风浪预报业务的需求。