基于遥感与GIS的象山湾海岸线时空变化研究
海岸线变化监测的遥感技术
海岸线变化监测的遥感技术在我们生活的这个蓝色星球上,海岸线作为海洋与陆地的交界线,一直处于不断变化的动态之中。
这些变化可能是由于自然因素,如海平面上升、海浪侵蚀、风暴潮等,也可能是由于人类活动,如填海造陆、港口建设、沿海开发等。
无论是哪种原因导致的海岸线变化,都对生态环境、经济发展和人类生活产生着深远的影响。
因此,对海岸线变化进行及时、准确的监测至关重要。
而在众多的监测手段中,遥感技术以其独特的优势,成为了海岸线变化监测的重要工具。
遥感技术,简单来说,就是一种不直接接触目标物体,而是通过传感器接收来自目标物体的电磁波信息,并对这些信息进行处理和分析,从而获取目标物体的特征和状态的技术。
在海岸线变化监测中,遥感技术主要通过卫星遥感和航空遥感两种方式来实现。
卫星遥感具有覆盖范围广、重复观测周期短、数据获取成本低等优点。
目前,常用的卫星遥感传感器包括光学传感器和微波传感器。
光学传感器能够获取高分辨率的地表图像,通过对不同时期的图像进行对比分析,可以清晰地看到海岸线的位置变化。
然而,光学传感器容易受到天气条件的影响,在云层遮挡的情况下可能无法获取有效的数据。
微波传感器则不受天气条件的限制,能够全天候工作,但其分辨率相对较低。
为了充分发挥两种传感器的优势,常常将它们的数据进行融合,以提高海岸线变化监测的精度和可靠性。
航空遥感则具有更高的空间分辨率和灵活性,可以根据需要对特定区域进行详细的观测。
在航空遥感中,常用的传感器包括数码相机、激光雷达等。
数码相机能够获取高清晰度的图像,但其覆盖范围相对较小。
激光雷达则可以通过测量激光脉冲从发射到接收的时间差,精确地获取地表的三维信息,对于海岸线的地形变化监测具有重要意义。
利用遥感技术进行海岸线变化监测,首先需要对遥感数据进行预处理。
这包括辐射校正、几何校正、图像增强等步骤,以消除数据中的误差和噪声,提高数据的质量和可用性。
接下来,需要对海岸线进行提取。
海岸线的提取方法有很多种,常用的包括阈值法、边缘检测法、面向对象法等。
如何利用遥感与测绘技术进行海岸带变迁与海洋保护区划的研究与管理
如何利用遥感与测绘技术进行海岸带变迁与海洋保护区划的研究与管理海岸带是陆地与海洋之间的过渡带,是陆地生态系统与海洋生态系统之间相互作用的重要区域。
随着人类经济活动的不断增加,海岸带的环境问题也日益突出。
为了保护海洋和海岸带生态环境,利用遥感与测绘技术进行海岸带变迁与海洋保护区划的研究与管理变得尤为重要。
一、遥感技术在海岸带变迁研究中的应用在研究海岸带变迁过程中,遥感技术可以通过获取大范围、高分辨率、多时相的遥感影像数据,对海岸带的地貌、植被、水域边界等进行快速、准确的获取和分析。
利用遥感技术,可以对海岸线的蚀刻、沙丘的形变、湿地的演变等进行监测和研究,为海岸带变迁的动态过程提供重要的数据支持。
遥感技术的另一个优势是可以进行海洋生态系统的监测。
通过遥感影像数据的获取和分析,可以了解海洋植被分布、水质变化、藻华暴发等情况,为海洋生态保护提供参考。
二、测绘技术在海岸带变迁研究中的应用测绘技术在海岸带变迁研究中的应用主要体现在三个方面:地形测量、潮位测量和海洋地形建模。
地形测量是测绘技术在海岸带变迁研究中的基础工作之一。
地形测量可以通过使用测高仪、全站仪等设备,对不同时间的地形进行测绘比较,从而分析海岸线的演变和地貌的变化。
潮位测量是研究海岸带变迁过程中不可缺少的一项工作。
通过使用潮位计等设备,可以对潮汐的周期和幅度进行监测和研究,从而了解潮汐对海岸线的影响。
海洋地形建模是利用测绘技术对海岸带进行三维地形模型构建的过程。
通过获取高精度的地形数据,结合遥感影像数据,可以对海岸带的地形进行精确建模,为海岸带变迁的研究提供可视化的支持。
三、利用遥感与测绘技术进行海洋保护区划的研究与管理为了保护海洋生态系统,合理划定和管理海洋保护区是至关重要的。
而遥感与测绘技术在海洋保护区划的研究与管理中发挥着重要作用。
利用遥感技术,可以获取海洋保护区内的海洋生态环境数据,如海洋植被分布、水质情况等。
通过分析这些数据,可以确定合适的保护区域和范围,并为保护区的管理提供科学依据。
如何利用测绘技术进行海岸线变迁监测与预测
如何利用测绘技术进行海岸线变迁监测与预测利用测绘技术进行海岸线变迁监测与预测引言:海岸线是海洋与陆地之间的交界线,对于沿海城市和沿海地区的发展至关重要。
然而,由于自然力量和人类活动的影响,海岸线的变迁是不可避免的。
利用测绘技术进行海岸线变迁的监测与预测,可以帮助我们更好地理解和应对这种变化。
一、测绘技术在海岸线变迁监测中的应用1. 卫星遥感技术卫星遥感技术是一种利用人造卫星获取地球表面信息的技术。
通过卫星遥感可以实时获取大范围的海岸线变迁图像,并对其进行分析。
例如,通过监测海洋潮汐和波浪,可以得出海岸线的波动变化,并及时进行预警。
2. 声呐测量技术声呐测量技术是利用声波在水中传播的原理,测量海洋的深度和底质情况。
通过声呐测量可以获得海岸线与水下地形之间的关系,从而帮助分析和预测海岸线的变迁。
3. 高精度测量仪器高精度测量仪器可以用来进行海岸线的精确测量。
例如,全站仪、GPS等仪器可以提供高精度的测量数据,帮助我们更准确地监测海岸线的变化。
二、海岸线变迁的影响因素1. 自然力量海浪、海潮、海流等自然力量是导致海岸线变迁的主要因素。
强大的海浪和海潮会侵蚀岸边土壤,造成海岸线向内陆移动;而海流的流动也会对海岸线的形态产生影响。
2. 气候变化全球气候变化对海岸线变迁有着重要影响。
海平面上升、极端天气事件增多等现象会导致海岸侵蚀加剧,海岸线的变化也更加剧烈。
3. 人类活动人类活动也是引起海岸线变迁的重要因素。
例如,在海岸线附近进行围填海、破坏海岸植被等活动会导致海岸线的后退,而建设堤防、人工岛等活动则会影响海岸线的前进。
三、利用测绘技术进行海岸线变迁预测与规划1. 数据分析与建模通过对海岸线变迁数据进行分析,可以建立海岸线变迁的数学模型,并通过模型来预测未来的海岸线变化趋势。
这有助于制定海岸线的规划与管理策略。
2. 空间信息系统利用测绘技术可以建立海岸线变迁的空间信息系统,将测量数据和监测结果进行整合。
通过这个系统,可以实时监测海岸线变迁,并及时对可能出现的问题进行预警和管理。
基于遥感的海岸线变化监测研究
基于遥感的海岸线变化监测研究一、引言海岸线是海洋与陆地的交界线,它的变化对于沿海地区的生态环境、经济发展和人类活动都有着重要的影响。
随着全球气候变化和人类活动的加剧,海岸线的变化日益显著,因此对海岸线变化进行监测和研究具有重要的现实意义。
遥感技术作为一种高效、大范围、多时相的观测手段,为海岸线变化监测提供了有力的支持。
二、遥感技术在海岸线监测中的优势遥感技术能够快速获取大面积的地表信息,具有以下几个显著的优势:1、大范围覆盖:可以一次性获取大面积的海岸线数据,避免了传统地面测量方法的局限性。
2、多时相观测:能够在不同时间获取数据,从而实现对海岸线变化的动态监测。
3、高精度:现代遥感传感器的精度不断提高,可以提供详细的海岸线信息。
4、成本效益高:相比传统的实地测量,遥感监测成本相对较低。
三、常用的遥感数据源在海岸线变化监测中,常用的遥感数据源包括光学遥感和雷达遥感。
光学遥感数据,如 Landsat 系列卫星、高分系列卫星等,具有较高的空间分辨率和光谱分辨率,能够清晰地反映出海岸线的特征。
但光学遥感数据容易受到天气条件的影响,在云雾遮挡时可能无法获取有效的信息。
雷达遥感数据,如 Sentinel-1 卫星等,具有穿透云雾的能力,能够在各种天气条件下获取数据。
此外,雷达遥感对地表的粗糙度和介电常数较为敏感,对于海岸线的水陆分界识别具有一定的优势。
四、海岸线提取方法1、基于阈值的方法通过设定灰度值、反射率等阈值,将水体与陆地分开,从而提取海岸线。
这种方法简单快速,但对于复杂的海岸线情况可能不够准确。
2、边缘检测方法利用图像的边缘信息来确定海岸线的位置。
常见的边缘检测算法如Sobel 算子、Canny 算子等。
3、面向对象的方法将遥感图像分割成不同的对象,然后根据对象的特征进行分类和提取海岸线。
这种方法能够充分利用图像的光谱、纹理和形状等信息,但计算量较大。
4、机器学习和深度学习方法近年来,随着机器学习和深度学习技术的发展,一些基于支持向量机、随机森林、卷积神经网络等方法也被应用于海岸线提取,取得了较好的效果。
基于多时相遥感影像的海岸线变化监测研究
第43卷第3期2020年3月测绘与空间地理信息GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGYVol.43ꎬNo.3Mar.ꎬ2020收稿日期:2018-10-08作者简介:杨继文(1988-)ꎬ女ꎬ蒙古族ꎬ吉林洮南人ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ2013年毕业于武汉大学地图制图学与地理信息工程专业ꎬ主要从事地图学与地理信息系统方面的应用研究工作ꎮ基于多时相遥感影像的海岸线变化监测研究杨继文1ꎬ刘欣岳2ꎬ邓蜀江1(1.黑龙江省第五测绘地理信息工程院ꎬ黑龙江哈尔滨150081ꎻ2.东华理工大学测绘工程学院ꎬ江西南昌330013)摘要:随着社会经济的高速发展ꎬ沿海经济带正发生着日新月异的变化ꎬ海岸线环境发生了巨大改变ꎮ利用遥感技术不受时间㊁空间限制的特点ꎬ研究海岸线变化监测ꎬ有利于掌握海岸线分布情况ꎬ监测海岸线沿线生态环境ꎮ本文是基于多时相遥感影像ꎬ开展辽宁省大陆海岸线变化监测研究ꎮ关键词:多时相遥感影像ꎻ海岸线ꎻ变化监测中图分类号:P237㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-5867(2020)03-0107-02BasedonMulti-temporalRemoteSensingImagesCoastlineChangeMonitoringYANGJiwen1ꎬLIUXinyue2ꎬDENGShujiang1(1.TheFifthGeographicInformationEngineeringInstituteofSurveyingandMappingꎬHarbin150081ꎬChinaꎻ2.FacultyofGeomaticsꎬEastChinaUniversityofTechnologyꎬNanchang330013ꎬChina)Abstract:Withtherapiddevelopmentofthesocialeconomyꎬthecoastaleconomicbeltisundergoingrapidchangesꎬandthecoastlineenvironmenthasundergonetremendouschanges.Usingremotesensingtechnologyꎬnotlimitedbytimeandspaceꎬstudythechangeofcoastline.Itisconducivetomasteringthedistributionofcoastlinesandmonitoringtheecologicalenvironmentalongthecoastline.Thisstudyisbasedonmulti-temporalremotesensingimagerytocarryoutmonitoringresearchonthechangesofcontinentalcoastlineinLi ̄aoningProvince.Keywords:multi-temporalremotesensingimagesꎻcoastlineꎻchangemonitoring0㊀引㊀言海岸线是陆地与海洋的分界线ꎬ受潮汐㊁风暴㊁人类活动等因素的影响ꎬ海岸线是动态变化的ꎮ海岸线的变迁不仅反映沿线资源开发利用情况ꎬ对生态环境也有重要影响ꎮ随着社会经济的高速发展ꎬ沿海地区盐业㊁水产养殖业㊁港口运输业发展迅猛ꎬ但过度的海水养殖ꎬ废弃闲置的盐田[1]ꎬ建设规模过大的海岸工程ꎬ不仅造成资源浪费ꎬ还会导致海洋环境污染ꎮ同时ꎬ围填海是解决沿海地区土地资源不足的主要方式之一ꎬ大规模的围填海ꎬ兴建海岸工程ꎬ虽然创造了经济价值ꎬ但改变了沿海地区海岸格局ꎬ导致海洋生态系统失衡ꎬ可能造成严重的生态环境灾害ꎮ遥感监测技术具有范围广㊁周期短㊁客观准确的特点ꎬ可弥补常规海岸线测量方法的不足ꎬ能快速获取海岸线动态变化信息ꎬ客观㊁准确地反映海岸线开发利用情况及时空变化[2]ꎮ基于多时相遥感影像开展海岸线变化监测ꎬ有利于掌握大陆海岸线分布情况㊁时空变化特征ꎬ为海洋经济的发展㊁海岸带资源的开发㊁自然环境及生态系统保护等提供数据支持和技术支撑[3]ꎮ1㊀研究现状针对海岸线的时空变迁ꎬ国外很多学者开展了大量研究ꎬMaiti等[4]利用多时相的卫星遥感影像ꎬ研究了1973 2003年印度东部孟加拉湾地区海岸线的时空变迁ꎮSemihEkercin[5]分析了土耳其爱琴海海岸线的时空变化ꎮAhmad等[6]利用GIS分析方法ꎬ模拟海岸线的变化情况ꎬ计算海岸线的变化速率ꎮ国内也有一些学者开展了海岸线变化监测研究ꎮ孙丽娥等[7]利用1983 2012年期间(共6期)的Landsat和环境卫星影像ꎬ提取分析了杭州湾海岸线的变化速率ꎮ陈晓英等[8]提取了4期(1973 2013年)三门湾大陆海岸线ꎬ分析了海岸线长度和陆域面积的变化ꎮ陈曦等[9]利用RS和GIS技术ꎬ分析了辽宁省海岸线1909 2003年间的变迁特征ꎮ李琳等[10]借助遥感手段ꎬ研究分析了1976 2012年间鸭绿江口中方和朝方两侧的海岸线变迁情况ꎮ上述研究主要是在宏观尺度下ꎬ分析较大时间跨度的海岸线时空变迁ꎬ缺少对近年来特定短时期㊁大范围海岸线的变化监测研究ꎮ2㊀研究区域与实验数据本研究区域为辽宁省大陆海岸线ꎮ东起鸭绿江口ꎬ西至绥中县老龙头ꎬ沿海城市有大连㊁丹东㊁锦州㊁营口㊁盘锦和葫芦岛ꎮ辽宁省海岸线较长ꎬ是东北区域唯一的临海地区ꎬ其沿海区域的经济发展速度快ꎬ在全省乃至全国经济发展中具有举足轻重的地位ꎮ本研究收集了2013 2016年覆盖辽宁省海岸带的24景(每年6景影像数据)OLI影像数据ꎬ所有的卫星影像数据下载于美国地质调查局官网(http:/glovis.usgs.gov/)ꎮ影像获取时间在每年5 10月期间的非冬季影像ꎬ研究区域内均为无云或少云遮盖ꎬ保证大陆海岸线位置清晰可见ꎬ为影像自动解译和目视判读提供保障ꎮ影像的分布范围如图1所示ꎮ图1㊀影像分布范围图Fig.1㊀Imagedistributionrange3㊀海岸线变化监测3.1㊀数据预处理首先ꎬ利用Envi软件对Landsat8影像进行了辐射校正㊁几何校正处理ꎬ同时ꎬ对影像进行了图像增强处理ꎬ以提高影像的可解译性ꎬ并统一所有图像的坐标系统(坐标系统㊁投影等)ꎬ再将纠正后的影像数据进行影像拼接㊁裁剪工作ꎬ提取出监测区域的影像ꎮ3.2㊀海岸线信息提取本研究主要提取2013 2016年辽宁省海岸线及沿线变化区域信息ꎮ海岸线信息提取主要采取自动提取与人机交互解译相结合的方式ꎮ首先ꎬ采用NDWI指数自动提取海岸线ꎬ但自动提取的海岸线精度不可靠ꎬ再采用人机交互解译的方式进行提取ꎬ并叠加地理国情监测数据判读海岸线的功能类型ꎮ对于变化区域的信息采集ꎬ本研究是将提取后的海岸线信息进行叠加分析ꎬ得到2013 2016年海岸线的变化区域ꎬ并结合遥感影像各地物纹理及空间分布特征ꎬ目视判读各变化区域的土地利用信息㊁围填海状况等ꎮ3.3㊀外业核查由于部分海岸线及变化区域信息不能仅通过遥感影像解译直接获取ꎬ还需要去实地核查ꎬ具体核查内容包括海岸线类型㊁海岸线使用状况及重点开发情况及海岸线沿线土地利用现状情况等ꎮ由于研究区域范围广ꎬ重点选择变化较大㊁海岸线开发利用较多的区域进行核查ꎮ3.4㊀数据整合集成数据整合是指将内业遥感解译的成果ꎬ以外业核查为准逐一对照ꎮ经数据提取采集㊁一致性处理㊁外业核查㊁数据整合后形成海岸线分布数据㊁海岸线变化区域分布数据ꎮ4㊀海岸线变化分析经统计ꎬ2013年海岸线总长度为2553.69kmꎬ2016年为2619.27kmꎮ2013 2016年海岸线长度变化及自然岸线长度变化趋势如图2所示ꎬ2013 2016年大陆海岸线总长度逐年增长ꎬ而自然岸线长度却逐年减少ꎬ占比也呈降低趋势ꎮ图2㊀2013 2016年海岸线变化趋势图Fig.2㊀2013 2016coastlinechangetrendchart2013 2016年期间ꎬ辽宁省海岸线长度变化明显ꎬ多处海岸线发生变化ꎬ变化区域示例如图3所示ꎮ很多海岸线变化区域都存在建设中的海岸工程ꎮ图3㊀海岸线变化区域对比图Fig.3㊀Coastlinechangeregioncomparisonchart(下转第112页)对最弱ꎻ②对比ENLꎬGoldstein滤波斑点影响最小ꎬ中值-自适应二级去噪效果次之ꎬ中值滤波去噪效果相对最弱ꎻ③对比EPIꎬ中值-自适应二级去噪滤波可以有效地保持边缘信息ꎬ各向异性扩散滤波效果次之ꎬGoldstein滤波效果相对最弱ꎻ④对比S/MSEꎬ各向异性扩散滤波能够较好地保持图像细节信息ꎬ中值-自适应二级去噪滤波效果次之ꎬGol ̄dstein滤波效果相对最弱ꎮ综上所述ꎬ通过对4种滤波方法的定性与定量评价可以得出ꎬ中值-自适应二级去噪滤波和各向异性扩散滤波在滤除图像相位噪声和保持图像的细节信息方面均具有很好的自适应性ꎻ但是中值-自适应二级去噪滤波表现更加全面ꎬ滤波效率更高ꎬ而且对颗粒噪声的滤波效果更理想ꎮ4㊀结束语通过4种滤波算法的对比可以看出ꎬ不同滤波算法可以产生不同的滤波效果ꎬ在不同的应用场景下可以有针对性地选择有效的滤波方法ꎻ同时ꎬ本文的研究工作希望可以为后续滤波方法的精准应用提供一些参考与依据ꎮ另外ꎬ面对科技的飞速发展和需求的日益变化ꎬ通过不同滤波算法的改进与整合ꎬ实现更快速㊁更全面㊁更准确的滤波效果将是未来滤波算法研究的重要课题之一ꎮ参考文献:[1]㊀许才军ꎬ何平ꎬ温扬茂ꎬ等.InSAR技术及应用研究进展[J].测绘地理信息ꎬ2015ꎬ40(2):1-9.[2]㊀王兴旺ꎬ张启斌ꎬ杨勇ꎬ等.InSAR干涉图滤波方法比较[J].安徽农业科学ꎬ2009ꎬ37(17):8095-8097ꎬ8127.[3]㊀曹将兵.InSAR中干涉条纹图滤波方法的研究[D].北京:中国地质大学(北京)ꎬ2007.[4]㊀王路晗.合成孔径雷达及阵列在三维成像中的应用研究[D].南京:南京大学ꎬ2018.[5]㊀王志勇ꎬ张继贤ꎬ黄国满.InSAR干涉条纹图去噪方法的研究[J].测绘科学ꎬ2004ꎬ29(6):30-33.[6]㊀李明亮ꎬ母景琴ꎬ王聪.雷达干涉条纹图滤波方法研究[J].计算机工程与设计ꎬ2008ꎬ29(14):3782-3784.[7]㊀尹宏杰ꎬ王琪洁ꎬ王平ꎬ等.高条纹率InSAR干涉图滤波方法的对比研究[J].大地测量与地球动力学ꎬ2009ꎬ29(5):138-142.[8]㊀黄倩ꎬ麻丽香ꎬ张冰尘ꎬ等.干涉相位图的各向异性扩散方程滤波算法[J].电子与信息学报ꎬ2006ꎬ28(11):1998-2002.[编辑:张㊀曦](上接第108页)㊀㊀图4变化区域分布图显示了2013 2016年辽宁省大陆海岸线变化区域的分布情况ꎬ海岸线及沿线变化区域呈明显空间分布差异ꎬ变化区域主要分布于渤海湾葫芦岛以东区域ꎬ与渤海沿岸相比ꎬ黄海沿岸分布较稀疏ꎬ且相对均匀ꎮ图4㊀海岸线变化区域分布图Fig.4㊀Distributionofcoastlinechangeregion5㊀结束语沿海区域社会经济的快速发展ꎬ大规模修建的海岸工程㊁快速发展的盐业㊁养殖业ꎬ导致海岸线变化明显ꎮ本文运用多时相遥感影像提取了2013 2016年辽宁省海岸线信息ꎬ对海岸线的时空变化进行分析ꎬ有利于高效㊁翔实㊁准确地掌握辽宁省大陆海岸线沿线人类活动情况ꎬ了解沿线海洋资源㊁生态环境现状ꎬ科学地分析辽宁省大陆海岸线时空变化及开发利用潜力ꎬ为海岸线保护㊁环保督查等工作提供数据支撑ꎮ参考文献:[1]㊀任金华.江苏沿海盐田复耕适宜性评价与整治分区研究[D].南京:南京大学ꎬ2013.[2]㊀杨晓梅ꎬ周成虎ꎬ骆剑承ꎬ等.我国海岸带及近海卫星遥感应用信息系统构建和运行的基础研究[J].海洋学报(中文版)ꎬ2002ꎬ24(5):36-45.[3]㊀徐进勇ꎬ张增祥ꎬ赵晓丽ꎬ等.2000 2012年中国北方海岸线时空变化分析[J].地理学报ꎬ2013ꎬ68(5):651-660.[4]㊀MAITISꎬBHATTACHARYAAK.Shorelinechangeanalysisanditsanpplicationtoprediction:Aremotesensingandsta ̄tisticsbasedapproach[J].MarineGeologyꎬ2009ꎬ257(1-4):11-23.[5]㊀SEMIHE.CoastlinechangeassessmentattheAegeanSeaCoastsinTurkeyusingmultitemporalLandsatImagery[J].JournalofCoastalResearchꎬ2007ꎬ23(3):691-698.[6]㊀AHMADSRꎬLAKHANVC.GIS-basedanalysisandmodelingofcoastlineadvanceandretreatalongthecoastofGuyana[J].MarineGeodesyꎬ2012ꎬ35(1):1-15.[7]㊀孙丽娥ꎬ马毅ꎬ张杰ꎬ等.不同类型海岸线遥感解译标志建立和提取方法研究[J].测绘通报ꎬ2011(3):41-44.[8]㊀陈晓英ꎬ张杰ꎬ马毅ꎬ等.近40年来三门湾海岸线时空变化遥感监测与分析[J].海洋科学ꎬ2002(12):32-35.[9]㊀陈曦ꎬ倪金ꎬ邴智武ꎬ等.辽宁省海岸线近百年变迁特征分析[J].地质与资源ꎬ2011ꎬ20(5):354-357.[10]㊀李琳ꎬ张杰ꎬ马毅ꎬ等.1976 2010年鸭绿江口西水道岸线变迁遥感监测与分析[J].测绘通报ꎬ2012(S1):386-390.[编辑:张㊀曦]。
如何利用遥感技术进行海岸带规划和海洋环境保护的实施方案与案例研究
如何利用遥感技术进行海岸带规划和海洋环境保护的实施方案与案例研究海岸带是陆地和海洋相交的地区,具有丰富的生态资源和重要的经济价值。
然而,随着人类活动的增加和气候变化的影响,海岸带的生态环境受到了严重的破坏和威胁。
为了实施科学的海岸带规划和有效的海洋环境保护措施,遥感技术成为了一个重要的工具和手段。
遥感技术利用卫星、飞机等无人机设备采集大量的影像和数据,通过对这些影像和数据的分析和处理,可以获取关于海岸带的空间分布、动态变化以及环境特征等信息。
这些信息对于海岸带规划和海洋环境保护的决策制定具有重要的参考价值。
下面将结合实施方案和案例研究,探讨如何利用遥感技术进行海岸带规划和海洋环境保护。
1. 海岸带规划的实施方案海岸带规划是根据海岸带的自然地理特征、社会经济发展需求和生态环境保护目标,制定出合理的利用和管理方案。
遥感技术在海岸带规划中发挥着重要的作用。
首先,遥感技术可以获取和监测海岸线的位置和变化情况。
将不同时期的海岸线影像数据进行对比分析,可以了解海岸线的退缩、扩张以及沙滩的侵蚀情况。
根据这些信息,可以合理规划海岸防护工程,保护海岸带的稳定性和生态系统的完整性。
其次,遥感技术可以获取和监测海域的潮汐、水深等海洋要素信息。
根据海域的海洋要素分布情况,可以合理规划海域的利用方式,例如确定适宜的渔业生产区域和海洋旅游区域,避免过度开发和捕捞对海洋生态系统的破坏。
另外,遥感技术还可以获取和监测海岸带的陆地利用情况。
通过遥感影像分析,可以了解海岸带的土地利用类型和变化情况。
例如,是否存在非法建筑和违规填海等问题。
根据这些信息,可以制定相应的管理措施,保护海岸带的生态环境。
2. 海洋环境保护的实施方案海洋环境保护是保护海洋生态系统、维护海洋生态安全和提高海洋环境质量的一系列措施和行动。
遥感技术在海洋环境保护中的应用备受关注。
首先,遥感技术可以监测海洋污染物的扩散和分布情况。
通过对海洋影像数据的处理和分析,可以提取出海洋污染物的浓度分布图,了解污染源的位置和范围。
遥感技术在监测海岸线时空变化中的应用与研究
域界线至大神堂岸段 ; ②大神堂至蛏头沽岸段; ③蛏 头沽至永定新河 1岸段 ; 5 ④永定新河 E岸段 ; l ⑤永定 新 河 口至海河 口岸 段 ; 海河河 E岸 段 ; 海河 口至 ⑥ l ⑦
独流减 河 I岸段 ; 独 流减河 口岸 段 ; : 1 ⑧ ⑨独 流减 河至
摘要 : 利用多期遥感数据, 监测天津滨海新区近1年来海岸线的冲淤变化及潮滩利用 , 0 结合历史海岸线资料,
对 其 变 迁 特 征 和 成 因 进 行 分 析 . 用 天 津 市 2 0 — 0 0 个 时 相 的 遥 感 影 像 、 地 利 用 数 据 和海 域 使 用 规 划 资 料 , 利 0 2 2 1 年4 土
津冀 南线岸 段 。
单元 的划 分 , 岸单元 确定 为 : 津冀 北海 域行政 区 海 ①
3 试 验 区海 岸 线 数 据 提 取 与成 因分 析
依据 四期数 据 ,分 别得 到2 0 — 0 4 ,0 4 02 20 年 20 — 2 0 年 ,0 8 2 1 年 的相邻 周期 填 海 造陆 变 化 图 , 0 8 2 0 —0 0
航 空 影像数 据 , 以及该 区域 的土 地利用 数 据 。
22 数 据处 理 .
遥感数 据处 理包 括 图像 的几 何校 正 、 嵌配 准 、 镶 假彩 色合成 及 图像增 强等 步骤 。 何校 正 以1 万 地 几 : 5 形 图为底 图 。 确保校 正效 果 . 为 首先校 正 了2 0 年 的 02
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1 前 言
海岸 带作 为海 陆之 间的过 渡地带 .是 地球 上生
如何利用遥感数据进行海岸线测绘与变迁分析
如何利用遥感数据进行海岸线测绘与变迁分析遥感数据在海岸线测绘和变迁分析方面的应用越来越广泛。
利用遥感数据进行海岸线测绘可以提供高精度的海岸线数据,帮助我们更好地了解海岸线的动态变化。
同时,利用遥感数据进行海岸线变迁分析可以帮助我们预测未来海岸线的走向,为海岸线的管理和保护提供科学依据。
本文将介绍遥感数据在海岸线测绘和变迁分析中的应用,并探讨其优势和挑战。
一、遥感数据在海岸线测绘中的应用海岸线是陆地与海洋交界的界线,其位置和变化对海岸带的生态环境和人类活动都具有重要影响。
传统的海岸线测绘方法主要依赖于人工测量,费时费力且成本较高。
而利用遥感数据进行海岸线测绘可以大幅提高效率和精度。
遥感数据主要分为航空遥感和卫星遥感两种类型。
航空遥感常用的数据有航空摄影和激光雷达数据,而卫星遥感则包括高分辨率遥感影像和合成孔径雷达数据。
这些遥感数据可以提供多时相、多源波段、多分辨率的信息,有助于掌握海岸线的全貌和动态变化。
利用遥感数据进行海岸线测绘首先需要进行图像解译。
通过对底片、影像或雷达数据进行解析,可以辨识出海岸线的特征。
常见的海岸线特征包括海岸边界、滩涂和海岸植被等。
利用计算机辅助解译技术,可以快速准确地提取出海岸线的位置。
二、遥感数据在海岸线变迁分析中的应用海岸线是动态变化的,其受到多种自然和人为因素的影响。
利用遥感数据进行海岸线变迁分析可以帮助我们理解和预测海岸线的变化趋势,为海岸线的管理和保护提供依据。
海岸线的变迁分析主要通过比较不同时相的遥感影像来实现。
利用遥感影像的变化检测技术,可以发现海岸线的移动、侵蚀或者扩张等现象。
在进行海岸线变迁分析时,还可以结合其他地理信息数据如地形、潮汐和风速等,从而获得更全面的解读。
海岸线的变迁分析不仅可以告诉我们海岸线的历史变化,还可以预测未来的趋势。
通过建立变迁模型,可以利用过去的变化数据来预测未来海岸线的发展。
这对于制定海岸线保护策略具有重要意义,可以有效预防海岸线侵蚀带来的环境和经济损失。
如何利用测绘技术进行海岸线变迁监测与评估
如何利用测绘技术进行海岸线变迁监测与评估测绘技术在海岸线变迁监测与评估中起着重要的作用。
海岸线是海洋与陆地之间的过渡区域,它的变迁对于海洋生态系统的稳定性和人类活动的可持续发展具有重要影响。
因此,对海岸线的监测与评估显得尤为重要。
本文将探讨如何利用测绘技术来进行海岸线变迁监测与评估,并介绍一些常用的测绘方法。
首先,利用卫星遥感技术进行海岸线变迁监测已经成为一种主流方法。
卫星遥感技术可以通过高分辨率影像获取大范围的海岸线数据,进一步分析与比较不同时期的影像,从而获得海岸线的变迁情况。
这不仅可以帮助我们了解海岸线的演变速度和方向,还可以预测未来的变迁趋势。
例如,通过遥感影像可以观察到海岸线的退缩或扩张现象,并通过遥感数据的比较,可以获取变迁速度以及变迁前后的地形和植被等信息。
其次,激光扫描雷达技术(LiDAR)也是一种常用的海岸线变迁监测方法。
利用激光扫描雷达技术,我们可以快速获取高分辨率的地形数据,并结合其他测量数据,进行三维建模分析。
通过对不同时间段的激光扫描数据进行比较,可以定量地获得海岸线的变迁速度和变迁范围。
此外,激光扫描雷达技术还可以帮助我们了解海岸线变迁对周边环境和生态系统的影响,为海岸线管理和保护提供科学依据。
不仅如此,测绘船舶技术也是进行海岸线变迁监测与评估的一种重要手段。
利用测绘船舶进行测量,可以获取更精确的海域地形信息。
通过船舶上装备的地形测量设备,可以获得海岸线的精确位置和高程数据,并通过多次测量来确定其变迁情况。
此外,测绘船舶还可以使用声纳技术探测海底地形,并结合其他测量数据,进行海岸线变迁分析。
除了以上提到的方法,地理信息系统(GIS)也是海岸线变迁监测与评估的重要工具。
GIS技术可以将不同类型的数据进行整合和分析,从而实现对海岸线变迁的全面监测和评估。
通过建立海岸线数据库并应用空间分析技术,我们可以更好地理解海岸线变迁与地理环境、气候变化等因素的关系,并预测海岸线未来的变迁趋势。
基于遥感和GIS的山东省岸线时空变化监测
(School of Geography and Environment, Shandong Normal University, Ji'nan Shandong 250014)
Abstract:In recent years, with the improvement of the status of marine land, the development and utilization of coast⁃ al areas of each country have been improved, which has caused the changes of the coastline. Changes in the coastline will cause changes in the coastal zone of a variety of resources and ecological processes, so the study on the change of coastline has important significance. Shandong Province ranked China's eastern coast, the geographical position is su⁃ perior, land and sea resources are rich and varied, with the continuously exploitation of ocean by Shandong Province will definitely cause changes in the coastline, this paper through visual solution and computer translation and classifi⁃ cation, remote sensing image information of Shandong Province coastline in 1995, 2000, 2005, 2010 and 2015 is ex⁃ tracted, five periods of thematic information on the coastline of Shandong Province is obtained, and the spatio-tempo⁃ ral changing rules and driving force are analyzed, providing scientific guidance and data support for coastline protec⁃ tion, development and utilization of Shandong Province coastline by relevant departments . Keywords: Shandong province; coastline; spatio-temporal change
如何进行海岸线变迁监测与分析
如何进行海岸线变迁监测与分析近年来,随着气候变化和人类活动的加剧,海岸线的变迁成为了一个备受关注的话题。
海岸线变迁监测与分析是对海岸线演变过程进行全面、系统把握的重要手段。
本文将介绍如何进行海岸线变迁监测与分析,并探讨其在自然灾害防治、城市规划和环境保护等方面的应用。
首先,海岸线的变迁监测需要借助遥感技术。
遥感技术可以通过卫星、航空和地面传感器获取海岸线的影像数据,进而实现海岸线的监测。
传统的方法主要依靠人工解译影像,但这种方法耗时费力且存在误差。
近年来,随着计算机技术的发展,自动化遥感影像解译方法应运而生。
利用人工智能算法,可以更快速、准确地提取海岸线信息,为海岸线变迁分析提供数据支持。
其次,海岸线变迁监测与分析需要考虑多种因素。
首先,海洋动力因素是导致海岸线变迁的最主要因素之一。
海浪、海流、潮汐等海洋动力过程的作用下,沉积物在海岸带内迁移、沉积,从而引起海岸线的变迁。
此外,河口输沙、岛屿遮挡、岸坡地质等因素也会对海岸线的变迁产生影响。
因此,在进行海岸线变迁监测与分析时,需要综合考虑多种因素的综合作用,建立起一个全面、系统的分析框架。
然后,海岸线变迁监测与分析的结果可以在多个领域得到应用。
首先是自然灾害防治。
海岸线变迁监测可以帮助我们及时发现海岸线后退、侵蚀等迹象,预测海岸带的灾害风险,并采取相应的防灾措施。
例如,根据分析结果,可以采取堤防加固、海岸植被恢复等措施,保护沿海地区的生命财产安全。
其次是城市规划。
海岸线变迁监测可以为城市的规划和发展提供参考依据。
通过监测海岸线的演变趋势,可以预测未来几十年甚至更长时间内的海岸线位置,从而避免将建设用地置于海岸线的风险区域,从而保障城市的可持续发展。
最后是环境保护。
海岸线变迁监测可以帮助我们及时发现海岸带的生态环境变化,保护和修复沿海湿地、栖息地等重要生态系统,并保护珍稀濒危物种的栖息地。
然而,海岸线变迁监测与分析也面临一些挑战。
首先是数据获取的困难。
如何使用遥感影像进行海岸线演变分析和海洋环境监测
如何使用遥感影像进行海岸线演变分析和海洋环境监测随着科技的进步,遥感技术在环境监测领域发挥着越来越重要的作用。
特别是在海洋环境监测中,遥感影像不仅可以提供全球范围内的数据,还可以帮助科学家们分析海岸线的演变情况。
本文将介绍如何使用遥感影像进行海岸线演变分析和海洋环境监测,并探讨其在环境保护和资源管理方面的应用。
一、遥感影像在海岸线演变分析中的应用海岸线是海洋与陆地之间的分界线,其演变过程与自然因素和人类活动密切相关。
传统的海岸线监测方法通常需要人工测量、摄影测量等,耗时费力且工作量巨大。
而使用遥感影像进行海岸线演变分析,可以大大简化工作流程,并提供全球范围内的数据。
通过对不同时期的遥感影像进行比对,可以快速获取海岸线的变化情况,并进一步分析其背后的影响因素。
二、海洋环境监测中的遥感影像应用除了海岸线演变分析外,遥感影像在海洋环境监测中还具有广泛的应用。
例如,通过监测海水温度、叶绿素-a 浓度、浮游植物分布等指标,可以实时监测海洋生态环境的变化。
此外,遥感影像还可以用于监测海洋污染物的扩散情况。
通过对污染物的反射特征进行分析,可以追踪和监测溢油事故、废物排放等事件,为环境保护提供有力的数据支持。
三、遥感影像在环境保护和资源管理中的应用海岸线演变分析和海洋环境监测是环境保护和资源管理的重要组成部分。
遥感影像提供了高分辨率、大范围的数据,可以全面了解海岸线变化的趋势和原因,为决策者提供科学依据。
同时,遥感影像还可以帮助识别和监测海洋生态系统中的生物多样性,并评估人类活动对生态系统的影响。
这些信息对于制定环境保护政策和资源管理规划具有重要意义。
四、遥感技术的发展趋势和挑战随着遥感技术的不断发展,高分辨率、高频率的遥感影像将成为未来海岸线演变分析和海洋环境监测的重要数据源。
此外,遥感技术与人工智能、大数据分析等技术的结合也将进一步提升海洋环境监测的效率和精度。
然而,在使用遥感影像进行海岸线演变分析和海洋环境监测时,仍面临着数据解译、遥感参数提取等挑战。
基于遥感测量的海岸线变化与分析
D :0 37 / . s .0 018 .0 20 .1 OI 1 .86 ji n 10 -9 0 2 1 .2 0 9 s
基 于遥 感 测 量 的海 岸 线 变化 与分 析
李 静 , 张 鹰
( 南京师范大学地理科学学院 , 江苏 南京 204 ) 106
摘 要 :采 用较 高分辨 率的卫 星影像 , 影像 的 空 间数 据 进行 挖 掘 , 译 出不 同时期 的 海 岸线 ; 盐 对 解 在
An l ss o o s l e can e b e n r m o e s n i e s e e t a y i f c a ti h g a d o e t e sng m a ur m n n s
L 她 , HA ig I Z NG Y I l ( colfGo r h a Si c ,N n n om l n e i ,N ni 10 6 h a Sho o ga i l e e aj gN ra ir t a n 20 4 ,C i ) e p c n c i U v sy jg n
n al m ft e c a t n e gh Wa u o e ry4 k o h o sl e ln t s c td wn.Th tag tnn rc s f te c atie so d d wn d rn h 0 i e srih e ig p o e s o h o l lwe o u g te s n i p ro r m 0 9 t 01 h e a n a v rg mg a ain rt ft e c atie o n c e g Ci a g d fo 4 t e id fo 2 0 o 2 0.T n u a ea e p rd to ae o o sln fYa h n t r n e rm m o l h y
基于卫星图像的海岸线变化检测与分析
基于卫星图像的海岸线变化检测与分析一、前言海岸线是陆地与海洋交界处的自然界界线,同时也是人类活动的重要场所。
特别是近海城镇,海岸线的变化与变动直接影响城市的发展与人民的生活。
而卫星遥感技术正是一种非常有效的手段,能够全面、高精度地检测海岸线的变化与分析。
本文将介绍基于卫星图像的海岸线变化检测与分析技术。
二、海岸线变化检测与分析技术1. 遥感数据获取卫星遥感技术是判断海岸线变化与分析的基础。
遥感数据包括影像数据、矢量数据、高程数据以及地面观测数据等。
其中影像数据是最为常用的遥感数据,它可以展现海岸线上的各种地貌特征,包括水体、沙滩、岩石等。
2. 影像去噪与校正在获取影像数据之后,需要进行预处理。
常见的预处理步骤包括去噪与校正。
去噪可以有效地去除掉影像中的噪点。
影像校正则可以将影像与实际地面的坐标系统进行匹配,以确保像素点与地面上的物理点之间的对应关系。
3. 海岸线提取海岸线提取是海岸线变化检测的重要步骤。
提取海岸线需要利用遥感图像上的视觉特征与算法。
常见的海岸线提取算法包括边缘检测算法、形态学算法、角点检测算法、模板匹配算法等。
在提取海岸线时,需要考虑到潮汐等自然因素的影响。
因此,可以针对不同的潮汐时段进行海岸线提取,以获得更加准确的数据。
4. 海岸线变化检测海岸线变化检测是基于卫星图像的海岸线变化分析的重要一环。
采用海岸线提取算法可以获得两个时期的海岸线,并应用数学计算方法进行变化分析。
常用的海岸线变化分析包括面积变化分析、线长变化分析、角度变化分析等。
这些分析可以有效的反映出两个不同时间间隔内海岸线的变化状况,以评价海岸线变化的情况。
5. 海岸线变化原因分析海岸线变化的影响因素较为复杂,如地形、物理条件、人为因素等。
通过对海岸线变化原因的深入分析,可以为海岸线的管理、规划与保护提供前提条件。
常见的海岸线变化原因分析方法包括地形分析法、沉积物分析法、风暴预测分析法等。
三、案例分析以青岛市为例:青岛市是中国的一座海滨城市,其由26个海滨行政区域组成。
基于遥感和激光雷达技术的海岸线变化监测与防护
基于遥感和激光雷达技术的海岸线变化监测与防护海岸线是地球表面特定区域的陆地与海洋相接的边界线,其稳定性对于海岸线沿线生态系统以及人类活动具有重要意义。
然而,随着气候变化和人类活动的影响,海岸线的变化问题日益严重。
为了监测和保护海岸线,遥感和激光雷达技术被广泛应用。
遥感技术是通过远距离的传感器获取关于目标信息的技术。
对于海岸线变化的监测,遥感技术可以提供高分辨率的卫星影像,用于分析和比较不同时间点的海岸线图。
这些影像可以显示土地与海洋的接触点的位置和形态,从而揭示海岸线的演变情况。
基于遥感技术,可以建立海岸线变化的模型,并及时提供更新的海岸线地图,为海岸线防护工作提供重要依据。
激光雷达技术是一种通过激光脉冲测量目标距离的技术。
对于海岸线的变化监测,激光雷达可以提供高精度的地形数据。
通过将激光雷达传感器安装在航空器上,可以获取沿海地区的三维地形模型,包括海洋和陆地边界的高程和形态。
这些数据可以用于海岸线的变化分析,并结合遥感影像进行综合分析。
海岸线变化监测与防护需要综合利用遥感和激光雷达技术。
通过遥感技术获取的高分辨率影像可以提供详细的海岸线图,而激光雷达技术可以提供高精度的地形数据。
这两种技术相结合,可以更好地了解海岸线的变化情况,并预测未来的变化趋势。
在海岸线防护工作中,这些技术可以帮助确定需要加强保护的区域,提前进行海岸线防护工作的规划和预警。
此外,海岸线变化监测与防护还需要结合其他相关学科知识,如地理信息系统(GIS)和海洋学。
通过将遥感和激光雷达数据与其他数据集进行整合,可以更全面地分析海岸线变化的驱动因素,并制定有效的防护措施。
综上所述,基于遥感和激光雷达技术的海岸线变化监测与防护在保护海岸生态环境和人类利益方面具有重要作用。
这些技术的应用可以提供高分辨率的影像和高精度的地形数据,帮助了解海岸线的演变情况,并预测未来的变化趋势。
通过综合分析这些数据,可以制定针对性的海岸线防护措施,从而实现对海岸线的有效保护和管理。
测绘技术在海岸线变化监测中的应用
测绘技术在海岸线变化监测中的应用近年来,随着全球气候变暖和环境变化的加剧,海岸线的变化成为地球科学研究中一个备受关注的重要课题。
测绘技术在海岸线变化监测中起着重要的作用。
本文将从遥感技术、地理信息系统(GIS)以及激光测绘技术等方面探讨测绘技术在海岸线变化监测中的应用。
1. 遥感技术在海岸线变化监测中的应用遥感技术是通过获取卫星遥感数据来进行地表物体的观测和测量的一种技术手段。
对于海岸线变化监测而言,遥感技术能提供高分辨率、大范围的地表信息,帮助科学家和决策者更好地了解和分析海岸线的变化情况。
首先,卫星遥感图像可以提供高质量的海岸线数据。
卫星遥感图像可以反映出海岸线的形态、位置和变化情况,使人们能够直观地了解到海岸线的受损程度和演变趋势。
通过对多时相的遥感图像进行对比和分析,可以定量地计算出海岸线的变化速率,为相关决策提供科学依据。
其次,遥感技术可以提供更全面的海岸线资料。
利用卫星遥感技术,不仅可以获取到海岸线的二维数据,还可以根据多波段遥感图像的特性,获取到海岸线的三维数据。
这些丰富的数据可以帮助科学家更全面地研究海岸线的演变机制,了解不同地区的海岸线变化规律。
2. 地理信息系统在海岸线变化监测中的应用地理信息系统(GIS)是一种整合地理空间数据、进行空间分析和可视化展示的技术。
在海岸线变化监测中,GIS可以帮助我们更好地管理和分析海岸线相关的空间信息。
首先,GIS可以帮助我们对海岸线进行精确的空间定位和测量。
通过将海岸线的坐标数据导入到GIS中,我们可以通过一系列空间分析工具,对海岸线的长度、曲率以及位置进行精确的测量和分析。
这些分析结果可以帮助我们更准确地了解海岸线的变化情况。
其次,GIS还可以将多源海岸线数据进行集成和展示。
通过将不同时间点和不同来源的海岸线数据导入到GIS中,可以方便地进行对比分析,快速找到海岸线变化的规律和趋势。
同时,GIS还可以将海岸线数据与其他地理数据进行叠加,比如气象数据、波浪数据等,进一步深入探讨海岸线变化的原因和机制。
如何进行海岸线变迁监测与分析
如何进行海岸线变迁监测与分析海岸线是连接陆地和海洋的界限,它随着时间的推移会发生变化,这种变化被称为海岸线变迁。
海岸线的变迁对于海洋环境研究、城市规划以及自然灾害预防等领域具有重要意义。
本文将探讨如何进行海岸线变迁监测与分析。
一、遥感技术在海岸线变迁监测与分析中的应用遥感技术是指通过卫星、飞机等远离被观测对象并使用传感器记录数据的方法。
在海岸线变迁监测与分析中,遥感技术可以提供大范围、高精度的数据,对于海岸线的变化进行有效监测具有重要作用。
1.1 高分辨率卫星影像在海岸线监测中的应用高分辨率卫星影像能够捕捉到海岸线上细小的变化,如滩涂的增减、河口的变化等。
通过对不同时间段的卫星影像进行对比,可以快速发现和分析海岸线的变迁情况。
1.2 激光雷达技术在海岸线变迁分析中的应用激光雷达技术可以获取地表高程数据,对于海岸线的变迁分析非常有帮助。
通过多次激光扫描获取的数据,可以生成不同时间点的高程模型,进而计算出海岸线的位置和变化量。
二、海岸线变迁监测与分析方法除了遥感技术,还有其他多种方法可以用于海岸线变迁的监测与分析。
2.1 地面测量法地面测量法是通过在海岸线上设置控制点,使用全站仪等设备进行定点测量,获取海岸线的位置信息。
这种方法精度较高,但需要大量人力和物力的投入,适用于小范围的海岸线变迁监测。
2.2 实地考察法实地考察法是通过人工走访和测量,获取海岸线的位置和变迁情况。
这种方法可以结合地形图、航空摄影图等辅助资料进行综合分析,可以获取较为详细的海岸线变迁信息。
2.3 数学模型法数学模型法是通过建立数学模型来描述和分析海岸线变迁过程。
常用的模型包括数学统计模型、物理过程模型等。
这种方法能够预测未来海岸线变迁趋势,并为相关工程规划提供依据。
三、海岸线变迁监测与分析的意义海岸线变迁监测与分析可以为海洋环境研究和城市规划提供重要参考。
在海洋环境研究中,了解海岸线的变化可以探讨海洋侵蚀、海平面上升以及气候变化等问题。
如何利用遥感技术进行海岸线变迁监测
如何利用遥感技术进行海岸线变迁监测遥感技术是一种利用航空器或卫星对地球表面进行观测和测量的技术。
它通过记录并分析电磁波辐射的反射、散射和吸收等特性,得出地表的信息,包括海岸线的变迁情况。
利用遥感技术进行海岸线变迁监测具有很大的优势,可以提供准确、及时的数据,并帮助我们更好地了解和应对海岸线的变化。
首先,遥感技术可以提供高分辨率的影像数据,帮助我们观测和分析海岸线的变迁情况。
通过卫星或航空器拍摄的影像可以提供全面、连续的观测数据,使我们能够全面了解海岸线的现状和演变情况。
利用卫星遥感技术,我们可以获取大范围的海岸线图像,包括陆地和海洋交界处的地貌、植被、河口等信息。
这些数据可以帮助我们绘制海岸线的变迁图,发现海岸线的稳定性和可持续发展的问题。
其次,遥感技术可以提供多源数据对比分析,更加准确地监测海岸线的变迁情况。
在利用遥感技术进行海岸线变迁监测时,我们可以利用多源数据进行对比分析,进一步提高监测的准确性和可靠性。
例如,我们可以利用不同时间段拍摄的卫星影像来比较海岸线的位移情况,判断其是否发生了变化。
同时,我们还可以结合激光雷达遥感数据,获取更加精确的地形高程信息,从而更好地理解海岸线的变迁过程。
此外,遥感技术还可以提供时序数据分析,帮助我们研究和预测海岸线的变迁趋势。
通过连续观测和记录海岸线的变化,我们可以建立起准确的时序数据,进而分析海岸线变迁的规律和趋势。
利用时间序列图像数据,我们可以计算出海岸线的变迁速度,并预测未来的演化趋势。
这样,我们就可以及时采取措施,预防和应对海岸线的退缩、侵蚀等问题。
除了以上提到的海岸线变迁监测方法,遥感技术还可以结合地理信息系统(GIS)等技术手段,进行更加全面和深入的研究。
地理信息系统可以用来处理、分析和展示遥感数据,帮助我们更好地理解和应用海岸线监测的结果。
例如,我们可以将遥感数据与地形、地貌、潮汐等数据进行叠加分析,揭示海岸线变迁的驱动力和背后的原因。
通过综合分析不同的数据,我们可以更全面地了解海岸线变迁的机制,并制定相应的保护和管理策略。
基于遥感数据和GIS的海岸线动态变化监测与分析方法
基于遥感数据和GIS的海岸线动态变化监测与分析方法海岸线是海洋与陆地之间的边界线,是自然界最为活跃变化的地貌,也是生态系统与经济发展的重要界面。
然而,受到气候变化、人类活动和自然灾害等多种因素的影响,海岸线常常发生动态变化,给海岸带的生态环境和社会经济带来挑战。
为了及时了解和监测海岸线的动态变化,以便进行有效的资源管理和环境保护,遥感数据和地理信息系统(GIS)技术被广泛应用于海岸线动态变化的监测和分析。
一、遥感数据在海岸线监测中的应用遥感数据是通过卫星、航空器等远距离感应设备获取的海岸线信息。
遥感数据具有大范围、高时空分辨率、多源数据等特点,可以提供详细的海岸线变化信息。
常用的遥感数据包括激光雷达数据、多光谱影像和合成孔径雷达数据等。
激光雷达数据由激光测距仪发射的激光束扫描海岸线,并通过接收装置接收反射回来的激光信号,从而测量出海岸线形状和高程信息。
激光雷达数据能够提供高分辨率的地表形态信息,是目前最为精确的海岸线监测方法之一。
多光谱影像是通过卫星或航空器拍摄的多波段影像数据,可以提供丰富的地表信息。
在海岸线监测中,通过对多光谱影像进行分类和变化检测,可以有效地提取出海岸线的位置和变化情况。
此外,合成孔径雷达数据也可以用于海岸线监测,其具有较高的穿透力和观测能力,能够在多云、多雾等恶劣环境下获取准确的海岸线信息。
二、GIS技术在海岸线分析中的应用GIS技术是结合地理信息系统和数据库管理系统的综合性信息处理技术,可以对遥感数据进行空间分析、变化检测和模拟模型建立等操作。
在海岸线分析中,GIS技术可以将遥感数据与地理信息进行一体化处理,实现对海岸线变化的监测、分析和预测。
首先,GIS技术可以通过栅格和矢量数据的集成,提供准确的海岸线位置信息。
通过对遥感数据的处理和分析,可以将海岸线提取出来,并与其他空间数据进行叠加和分析,得到详细的海岸线位置信息。
其次,GIS技术可以对海岸线变化进行时序分析。
通过时间序列遥感数据的处理和分析,可以获得海岸线的演变过程,包括海岸线的蚀刻和淤积、海岸线退缩和前进等变化现象。
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Advances in Geosciences地球科学前沿, 2019, 9(9), 764-771Published Online September 2019 in Hans. /journal/aghttps:///10.12677/ag.2019.99082Temporal and Spatial Changes of Xiangshan Bay Coastline Based on Remote Sensing and GISFaqun FuCollege of Geography and Environmental Sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua ZhejiangReceived: Sep. 3rd, 2019; accepted: Sep. 13th, 2019; published: Sep. 20th, 2019AbstractThis paper is to study the transition process of the Xiangshan Bay coastline in Ningbo in the past 20 years, and to understand the current development and utilization of the coastline in the Xiangshan Bay area. Extracting the coastline and the types of land cover in the change areas of the three periods of 1995, 2007 and 2016, then analyzes the change of coastline length during the two periods of 1995-2007 and 2007-2016 and the change of land cover types in the changed area. The results show that: 1) The coastline of the Xiangshan Bay is shrinking, with a total reduction of 19.11 km, among them, the natural shoreline has been reduced, and the artificial shoreline has increased significantly;2) From 1995 to 2016, the coastline has moved to the ocean by a land area of 30.885 km2, amongthen, the most growth type is construction land, and the growth area consists of towns, residence, industrial areas, industrial areas, or tourist area, marine park, and port terminal.KeywordsRemote Sensing, Coastline Change, Land Cover Change, Time and Space Change基于遥感与GIS的象山湾海岸线时空变化研究付发群浙江师范大学地理与环境科学学院,浙江金华收稿日期:2019年9月3日;录用日期:2019年9月13日;发布日期:2019年9月20日摘要本文为研究近20年来宁波象山湾海岸线的变迁过程,以及了解目前象山湾领域岸线开发利用情况,以TM付发群及Landsat 8遥感影像为数据源,分别提取1995、2007、2016年三个时期的海岸线和变化区内的土地覆盖类型,并分析1995~2007和2007~2016两个时间段内岸线长度变化,和变化区域内的土地覆盖类型的转变。
结果表明:1) 象山湾大陆岸线在不断缩减,20年期间共减少19.11 km,其中自然岸线缩减较多,人工岸线增加明显;2) 1995~2016年岸线整体向海域移动,陆域面积增加了30.885 km2,其中,增长最多的为建设用地及围海养殖用地,增长的用地多为新建城镇、住宅区、工业用地、或者海洋公园以及港口码头等。
关键词遥感,海岸线变迁,土地覆被变化,时空变化Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言海岸线是响应全球变化最迅速、生态环境最敏感、最脆弱的地带,海岸线位于陆地海洋的交界处,会受到陆地、海洋、周边人类活动等因素的共同影响[1]。
随着城市城镇化发展,对城市用地需求的增加,沿海国家、区域以围填海等方式来增加陆地面积,海岸线的形态、长度变化等能反映海洋以及全球的环境变化过程,反映人类活动对环境造成的影响程度,也反映了沿海城市的经济发展、国家政策走向、与生态环境之间的相互作用关系[2][3][4][5]。
对海岸线进行动态的变化监测是进行海岸带研究、环境监测、资源开发规划的基础,这为国家进行海洋资源可持续开发、海洋环境保护提供数据支撑,从而促进海岸带资源的可持续发展。
近年来,随着浙江沿海经济的发展,对陆地面积的需求增大,致使围海造地、港口建设等开发增多,其对沿海海域产生很大影响,沿岸资源不合理开发会引起资源短缺、环境恶化等问题,目前,传统的测量手段进行大范围的海岸线监测需要大量的人力物力资源支撑,而且实施起来较为困难,随着遥感技术的发展,其具有多时相、大范围、长时间序列等优势,被应用到国内外的海岸线研究中[6]。
叶梦姚等人使用6期TM影像,研究了2010~2015年浙江省大陆岸线的变迁及开发空间格局变化,通过分形维数及人工化指数进行研究[7];吴培强等使用ETM+数据,分析2010~2015年环渤海大陆海岸线和逐年岸线摆动区内土地覆被变化,研究岸线开发方式及时空变化[8];康波等人使用RS与GIS技术,分析近30年间长岛南五岛海岸线时空变化特征[9]。
本文使用1995年、2007年、2016年3个时期象山湾区域的遥感影像,通过目视解译结合实地考察提取出各个时期的海岸线,同时得到相邻时期间变化区域的土地用地类型,从而分析了近20年来象山湾海岸线的时空分布特征,研究变化区域内的土地使用情况,研究成果反映出目前象山湾海岸开发的现状,为象山湾海岸带未来的资源开发提供数据支撑。
2. 研究区概况宁波象山湾为湾南岸的礁山角至北岸的黄牛礁海岸区域,南北长约4.2海里,东西宽约26海里(图1)。
象山湾位于浙江象山县领域,北临杭州湾,南邻三门湾,是一个半封闭式狭长海湾,象山湾的海岸线曲折,水域宽阔,象山海域水产资源丰富,湾内渔业资源品种多,海洋渔业则为沿海居民的主要经济来源,象山湾内的渔业主要包括围海养殖、滩涂养殖和网箱养殖。
港内的交通工业发展成熟,象山湾岸线分为生产岸付发群线、生活岸线及自然岸线,岸线资源主要用于海水养殖、旅游休闲区建设、港口码头等,岸线类型主要以基岩海岸和淤泥质海岸为主[10]。
Figure 1. Study area map 图1. 研究区域图3. 数据与方法3.1. 数据源及预处理本文选取1995年、2007年及2016年三期的Landsat 遥感影像,其中,2016年为Landsat 8 OLI 影像,分辨率为15m ,1995、2007年影像则为Landsat 5 TM 影像,影像分辨率30m ,影像条带号为118-40和118-39,象山湾所在区域需两幅遥感影拼接,表1为遥感影像详细信息。
Table 1. Remote sensing image data information 表1. 遥感影像数据信息序号 影像 轨道号 成像时间 空间分辨率(m)1 Landsat5 TM 118-40 1995-08-12 30 2 Landsat5 TM 118-39 1995-08-12 303 Landsat5 TM 118-40 2007-7-28 304 Landsat5 TM 118-39 2007-07-28 30 5 Landsat8 OLI 118-40 2016-07-20 15 6Landsat8 OLI118-392016-07-2015将各时期影像分别运用ENVI 5.0软件进行预处理操作,首先对影像进行几何校正、辐射校正等操作,将同一时期两幅影像加入ENVI ,进行拼接,后对2016年影像选取751波段进行彩色合成,2007和1995年影像选取543彩色合成,为了使影像更加清晰,对图像进行5%拉升增强图像,将ENVI预处理完成的付发群影像加载入ArcGIS软件,使用目视解译的方法,参考GoogleEarth软件,将各时期遥感影像中的海岸线矢量化提取出来,从而得到各时期海岸线图及变化区内土地类型图。
3.2. 海岸线提取本文采用参考文献中的定义,海岸线即海陆分界线,指平均大潮高潮位时的海陆分界线[11],本文是使用ArcGIS 10.1软件,将预处理完成的遥感影像加载入ArcMap中,使用矢量化方法沿影像中海岸分界线处,分别提取出各时期海岸线,根据常见的海岸线类型,结合象山湾地区岸线特点,将海岸线类型分为基岩岸线、砂质岸线、淤泥质岸线、河口岸线及人工岸线五种,参照国家对海岸线分类及定义方案,各种岸线的定义及在遥感影像中的分类标准见表2,本文根据表2及图2标志在ArcMap中分别提取出各时期的海岸线类型。
Table 2. Coastline classification system表2.海岸线分类系统海岸线类型分类标志基岩岸线由岩石构成,岸线曲折且起伏明显,水陆分界线面向,轮廓分明砂质岸线由海岸沙砾、石块构成,受海水冲刷后较为光滑,光谱反射率高,影像中呈白色或灰白色,岸线平直淤泥质岸线多为淤泥构成,位于植被差异明显出,由潮汐作用形成,致使潮水淹没处植被稀疏程度明显,地势平缓河口岸线河口径流及海水冲刷形成,分界线在河流缩减处人工岸线由人为干扰形成的岸线,如码头、防洪堤、养殖区、盐田等,棱角分明,轮廓明晰图2为2016年遥感影像在ENVI中采用751彩色合成时,各种海岸线类型的典型解译标志,根据遥感影像特征及表2中的各种岸线的定义,同时参照GoogleEarth影像,分别提取出各个时期的海岸线类型。