辽河口海岸线变迁

图２ Ｐ Ｏ Ｔ ５卫星遥感影像 校正后的 Ｓ Ｆ ｉ ． ２ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄＲ Ｓ ｉ ｍ ａ ｅｏ ｆ Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５ Ｃ ｇ ｇ
谌艳珍 等： 辽河口海岸线近百年来的变迁
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图３ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ卫星遥感影像 校正后的 Ｌ Ｆ ｉ ． ３ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄＲ Ｓ ｉ ｍ ａ ｅｏ ｆＬ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ Ｃ ｇ ｇ
］ １ 地区有着显著的不同和鲜明的特点［ 。
岸带变迁的遥感应用研究， 取得了大量的研究成果。 本文利 用 遥 感 和 Ｇ 分析处理了１ Ｉ Ｓ 技 术， ９ ７ ９年的 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ卫星影像、 １ ９ ８ ８年的 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ 卫星 影像和２ ０ ０ ３年的 Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５卫星影像等多源多时相遥 感影像数据， 并参考了 １ ９ ０ ９ 年德国测绘的辽东湾地 图、 １ ９ ４ ５年美国军用航空图、 １ ９ ９ ０ 年地形图 ３ 个时期 的相关图件及历史文献资料， 结合野外实际调查工作 成果， 探讨了辽河口海岸线近百年来的变迁， 为未来 该区海岸带动态监测研究等提供科学依据。
图４ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ 卫星遥感影像 校正后的 Ｌ Ｆ ｉ ． ４ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄＲ Ｓ ｉ ｍ ａ ｅｏ ｆＬ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ Ｃ ｇ ｇ
Ｐ Ｏ Ｔ ５ 的 ４ 个多光谱波段进行假彩色 在使用 Ｓ 合成时， 比较了４种典型的 Ｒ 即： （ ） 短 Ｇ Ｂ 组合方式， １ 波红外、 近红外、 红组合； （ ） 红、 近红外、 绿组合； （ ） ２ ３ 近红外、 短波红外、 红组合； （ 近红外、 红、 绿组合。 ４） 短波红外波段对土壤湿度、 植被覆盖和树叶含水量比
分布下， 可消除由于各影像误差不同对海岸线变迁监 本文按 测所带来的影响。在各个时相的几何校正中， 主要为道路的交叉点 照分布均匀的原则选取控制点， 及永久建筑物， 如油井平台、 主干道路的交叉点和海 堤转折处等。 ２ ． ２ ． １ ． ２ 彩色合成 根据 Ｌ 、 ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ 卫星遥感影像 数据和 Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５ 各波段的电磁波特征及主要设计用 采取不同的彩色合成方式。 途， 红） 、 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ 卫 星 遥 感 图 像 选 择 了 ７（ ６ （ 绿） 、 （ 蓝 ） 波段合成 。 ５ Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ 卫 星 遥 感 图 像 中 可 见 光 ３ 波 段 （ 、 、 ） 间相关性最大， 其次为 ＴＭ ＴＭ １ ２ ３ ５ 和 ＴＭ ７波 段， 而 ＴＭ ４波段拥有较大的独立性。 为了使该卫星 遥感图像能够提供更多的类别和更高的分类精度， 合 成图像时要求３ 波段的图像信息最大、 相关性小， 冗 余度小， 合成后的图像质量应得到整体改善。 综合陆 不同波段间组合对比特征以及 地卫星各波段的特征、 前人所进行的研究结果， 本文选取了 ＴＭ 、 、 ５ ４ ３ 作为 最佳波段组合。 这 ３ 波段合成图像后的假彩色接近 于真彩色， 图 像 上 的 陆 地 地 物 明 显， 水陆边界清晰 可见。
２ 资料采集和研究方法
２ ． １ 资料采集 采用的 卫 星 遥 感 影 像 包 括： １ ９ ７ ９年的 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔ 、 年的 和 年 的 Ｍ Ｓ Ｓ１ ９ ８ ８ Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ ２ ０ ０ ３ Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５ 其中 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ 卫星影像的分辨率 ３种卫星影像， 为８ 波段为１ ） ， ０ｍ（ ４ Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ 卫星影像的分辨 ～ 率分别为３ 波段为１ 、 ） 和１ 波段为６ ） ， ０ｍ（ ５ ７ ２ ０ｍ（ ～ 波段为 １～ Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５卫星影像的分辨率分别为 １ ０ｍ（ ） 和２ 波段为 ４ ） （ 表１ ） 。 采用的地形图包括： ３ ０ ｍ（ 比 例 尺 为１ １ ９ ０ ９年 德 国 测 绘 的 辽 东 湾 地 图 （ ∶ １ ０ ０ 万） 、 比例尺为 １ 和 １ ９ ４ ５年美国军用航空图 （ ∶ ５ ０ 万） 年国家测绘局出版的地形图 （ 比例尺为 万 １ ９ ９ ０ １ ∶ ５ ） （ 表１ ） 。
作者简介： 谌艳珍（ ， 女， 江苏盐城市人， 硕士研究生， 主要从事海洋地质方面的研究工作。 １ ９ ８ ６ －）
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１ 研究区概况
辽河是我国的７大江河之一， 位于东北地区南部， 发 源于河北省七老图山脉光头岭， 流经河北、 内蒙古、 吉林、 辽宁４省区， 于辽宁省盘锦市注入渤海。辽河下游进入 盘锦市区段即被称为双台子河， 辽河口段即为双台子河 段（ 图１ ） 。辽河口位于渤海辽东湾顶部， 海岸线与潮流
图１ 研究区位置示意图 Ｆ ｉ ． １ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｒ ｅ ａ Ｌ ｇ ｙａ 表１ 各卫星遥感影像和地形图的基本参数 Ｔ ａ ｂ ． １ Ｓ ｉ ｍ ａ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｏ ｏ ｒ ａ ｈ ｉ ｃｄ ａ ｔ ａ Ｒ ｇ ｐ ｇ ｐ
项目 Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５卫星影像 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ 卫星影像 获取日期或 成图时间 ２ ０ ０ ３ ０ ９ １ ０ 波段数 １ ３ ～ ４ 、 １ ５ ７ ～ ６ １ ４ ～ 分辨率或 比例尺 １ ０ｍ ２ ０ｍ ３ ０ｍ １ ２ ０ｍ ８ ０ｍ １ ∶ ５万
Hale Waihona Puke Baidu－ －
１ ∶ ５ ０万 １ ∶ １ ０ ０万
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２ ８卷 ２期
２ ． ２ 研究方法 为了从收集的影像中得到需要的信息， 分别对卫 然后自动及 星遥感影像和地形图数据进行了预处理， 人工交互解译提取岸线， 并进行了野外实际调查验 最后结合历史文献资料， 利用 Ｇ 证， Ｉ Ｓ 软件对近百年 来辽河口５期的海岸线进行叠加分析。 ２ ． ２ ． １ 卫星遥感数据的预处理 卫星遥感数据预处理过程： 几何精校正和包括彩 线性拉伸等的信息增强处理。 色合成、 ２ ． ２ ． １ ． １ 几何精校正 在上述 ３ 种卫星遥感影像数据源中， Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５卫 因此首 星遥感影像数据的分辨率及图像质量为最好， 先对 Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５卫星遥感影像进行了几何精校正。 以 西安 ８ 作为几何校正的主 １ ９ ９ ０年地形图 （ ０ 坐标系 ） 控图件， 进行影像图与地形图的配准， 误差小于 １ 个 像元； 再以校正后的 Ｓ 分别对 Ｐ Ｏ Ｔ ５ 卫星影像数据， Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ和 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴＭ 卫星影像进行图对图 以保证所使用的卫星遥感影像数据处于同一 的校正， 坐标系统内， 便于进行对比 （ 图 ２～ 图 ４ ） 。 相对于 ３ 种卫星遥感数据源需要对照地形图进行分别的校正 相比， 本文的方法更容易实现选取合格的地面控制点 （ ） ， 且由于校正后的各时相图像均处于同一误差 Ｇ Ｃ Ｐ
第２ ８卷 第 ２期 ２０１０ 年 ６ 月
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Ｖ ｏ ｌ ． ２ ８ ｏ ． ２ Ｎ ， Ｊ ｕ ｎ ｅ ２０１０
文章编号： ） １ ０ ０ １ ９ ０ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ０ ０ ２ ０ ０ １ ４ ０ ８
辽河口海岸线近百年来的变迁
谌艳珍１， 方国智１， 倪 金２， 胡 克１
（ 中国地质大学（ 北京）海洋学院， 北京 ； 辽宁省地质矿产调查院 ， 辽宁 沈阳 ） １ ． １ ０ ０ ０ ８ ３ ２ ． １ １ ０ ０ ３ ２
摘 要： 运用遥感和 Ｇ 对１ 、 Ｉ Ｓ技术， ９ ７ ９年的 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ １ ９ ８ ８年的 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＴ Ｍ 和２ ０ ０ ３年的 Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５ 并结合 １ 、 ３ 种卫星影像进行了多源多时相遥感数据的分析和处理 ， ９ ０ ９ １ ９ ４ ５和１ ９ ９ ０ 年 ３ 个时期的 解译提取了辽河口 ５ 期的海岸线 ， 分析 、 探讨了 地形图等历史文献资料和野外实际调查工作成果 ， 辽河口海岸线近百年来的变迁 ， 结果表明 ： （ 辽河水系的变迁和流域生态环境的 １） １ ９ ０ ９～１ ９ ４ ５ 年， ２ 破坏 ， 导致盘锦湾海岸线迅速向海湾的中心外推 ， 变迁面积达 ４ ， 盘锦湾面积急剧缩小 ； ３ ４ｋ ｍ １ ９ ４ ５ 由于辽河口附近滩槽的自然冲淤变化 ， 盘锦湾逐渐变小直至消失 ， 海岸淤积变迁面积达 １ ９ ７ ９年， ～ ２ ； 辽河口区增建虾池 、 围海造田及新建油井平台等人类活动 ， 对海岸线变迁的 ３ ３ １ｋ ｍ １ ９ ７ ９ 年以来 ，
海岸线变化研究的手段各异， 传统的研究方法有 历史海图、 地形图和实测浅海剖面分析统计等方法。 近年来， 对地形观测具有宏观、 快速、 高频、 定量和节 约等突出优势的遥感技术， 在海岸线变化监测、 研究
收稿日期： ２ ０ １ ０ ０ ３ ０ １ 项 目： 辽宁省海岸带地质环境调查评价资助项目（ ） １ ２ １ ２ ０ １ ０ ５ ４ ０ ５ ０ ２
２ 影响逐渐凸显 ， 变迁面积达 ２ ， 完全改变了河口地区的景观格局 。（ 与传统的地形图数据 ５ ３ｋ ｍ ２）
相比 ， 卫星遥感方法极大地提高了获取所需信息的速度 ， 具有更高的光谱分辨率 、 空间分辨率等技 术上的优势 ， 对及时调整应对海岸线变化的措施也有很大帮助 ， 因此是海岸带动态监测研究的现代 化的重要方法 。 关键词： 遥感； 海岸线变迁； 辽河口 中图分类号： ； Ｔ Ｐ ７ ５ Ｐ ７ ３ ７ ． １ Ａ 文献标识码： 成为海岸带动态监测研究的现 工作中得到不断应用， 代化的重要方法。自２ 研究者们 ０世纪９ ０ 年代以来，
］ ］ ］ ２ － ３ ４ ５ 、 黄河三角洲［ 、 杭州湾［ 、 台湾西部沿 在渤海湾［ ］ ］ ］ ６ ７ ８ － ９ 海［ 、 福建沿海［ 和珠江口［ 等地都相继开展了海
０ 引言
海岸带是人类生存和发展的主要活动区域之一， 受全球气候变化、 陆地变化、 海平面上升以及人类活 动的影响， 处在这一区域前锋地带的海岸线， 具有复 敏感和多变的特性， 是环境监测过程中重点关注 杂、 的区域之一。河口地区因受入海河流和海洋动力的 双重作用， 海岸线变化的速度和方向往往较一般海岸
方向垂直， 河口处的大潮潮差可达４ｍ 多， 是强潮河口， 河口呈明显的喇叭形， 潮汐类型属于非正规半日混合
］ １ ０ 。辽河口地区自然生态景观独特， 拥有国家级芦苇 潮［
沼泽湿地自然保护区， 被誉为我国的“ 北方水乡” 。辽河 不仅是我国的优质产粮基地， 同时 口地区的经济发达， 还拥有著名的辽河油田， 是我国石油生产的重要基地 之一， 因此人类活动对该区生态环境有巨大的影响。
１ ９ ８ ８ １ ０ ０ ９
Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔＭ Ｓ Ｓ 卫星影像 １ ９ ９ ０年地形图 （ 西安８ ０坐标系） １ ９ ４ ５年美国军用航空图 １ ９ ０ ９年德国测绘的 辽东湾地图
１ ９ ７ ９ ０ ８ ０ ６
１ ９ ９ ０ ０ ５ ２ ０
－
１ ９ ４ ５ ０ ５ ０ ４ １ ９ ０ ９ ０ ３ ０ ５
即红、 近红外、 绿组合， 该组合方式影像图经直方图线 图中的水体整体呈蓝 性拉伸后具有很好的伪自然色， 近岸部分带有紫红色） ， 植被和村庄分别呈绿色和 色（ 灰色。 ２ ． ２ ． １ ． ３ 线性拉伸 线性拉伸， 是指按照一定比例， 把原始影像的亮 度值范围按线性模型扩展到任意指定范围， 增强波段 光谱值之间的对比度， 获得最大可能动态范围的反差 从而突出图像的细微变化。 在海域图像中， 大 增强， 量的像元集中在一个很窄的亮度值范围内， 降低了人 眼对地物目标的分辨能力。经过线性拉伸后的图像， 灰度动态扩大， 对比度改善， 质量也提高了。 ２ ． ２ ． ２ 海岸线的提取 最常见海岸的类型主要有 ４ 类： 淤泥质海岸、 人 工海岸、 砂质海岸和基岩海岸。 本文研究区的海岸线 主要是由淤泥质海岸和人工海岸构成。 对于研究区 内岸滩面积较小的淤泥质海岸， 本文选择了地物 （ 如 虾池和公路等 ） 与淤泥质海岸的分界线作为海 植被、
较敏感， 所以在有短波红外波段的组合方式中， 林地 和农作物的影像图色彩较丰富， 但是由于短波红外波 段的空间分辨率较低 （ 原始分辨率为 ２ ， 且Ｃ ０ｍ） Ｃ Ｄ 存在过饱和的现象， 因而造成影像图的垂直方向上产 生条带。为此， 本文采用了上述的第二种组合方式，
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海 洋 学 研 究
２ ８卷 ２期