长江三角洲滩涂信息提取及时空演变特征研究

来源 :江苏师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinhongwei678
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海岸带是陆地和海洋之间的过渡区域,受到陆地环境与海洋环境的双重影响。滩涂是海岸带的重要组成部分,在地貌学上称为“潮间带”,指沿海大潮高潮位与低潮位之间的潮浸地带,它不仅是重要的生态系统,也是城市发展和空间扩张所需的重要后备土地资源。但近年来滩涂资源出现普遍退化的迹象,已经对滩涂湿地生态系统和区域社会经济可持续发展构成了严重威胁,使得滩涂资源保护与开发之间的矛盾日益凸显,迫切需要开展详细的滩涂资源调查及其演变规律的研究。然而,由于滩涂周期性地被潮水淹没,且滩面泥泞、通达性较差、变化频繁,使得传统的调查方法难以满足这一高度动态环境的变化监测需求。遥感技术具有宏观、快速、高频度观测和低成本等突出优势,为长期大面积的滩涂资源调查和及时监测提供了可能。本文以长江三角洲为研究区,以Landsat MSS、TM、ETM+和OLI遥感影像为数据源,基于遥感和GIS技术,提取1974-2017年长江三角洲的滩涂数据,从整体和分区域两个层面对滩涂的时空变化进行分析,并对滩涂演变的原因进行分析。主要工作如下:(1)首先以佘山站每年可获取的最低潮位影像为基准,计算归一化植被指数(NDVI)、改进的归一化差异水体指数(MNDWI),采用阈值分割法分别提取作为高潮线指标的植被线和作为低潮线指标的水边线,以矢量相减的方式获取初始滩涂信息,然后考虑到潮位的空间变化,利用同一年份其它时相影像通过目视解译进行补充修改,确保研究区每个地方的滩涂都来自一年中可获取最低潮位的影像,最终得到1974-2017长江三角洲的年度滩涂范围数据。(2)对长江三角洲滩涂面积在1974-2017年的变化进行了分析。整体上滩涂面积呈减少趋势,下降速率为17.5 km2/a,但在空间上存在一定的差异,南汇边滩、崇明东滩及圆陀角以北的苏北沿岸的滩涂在整体上都呈降低趋势,但下降速率与年均增量各有不同,其中苏北沿岸滩涂下降速率呈增大趋势,面积减少量最大,而崇明东滩下降速率呈减缓趋势。九段沙滩涂先后经过快速淤涨阶段和稳定阶段,在整体上呈增长趋势。(3)采用边缘检测方法提取崇明东滩和九段沙在1974-2017年遥感影像的水边线,并生成水与非水的二值图像,通过叠加5年时间段内所有二值图像构建淹没概率图,根据时间段内所采用影像的最低和最高潮位,将淹没概率转换为高程,获取崇明东滩与九段沙的滩涂DEM。通过比较两个相邻时间段的滩涂DEM,对崇明东滩和九段沙的滩涂冲淤演变进行了初步分析。崇明东滩东岸和北岸是滩涂的主要淤涨方向,而南岸则处于侵蚀状态。深水航道建设是九段沙冲淤状态转变的重要节点,使得九段沙的整体形态、范围、质心运动均有较大变化。(4)就驱动力而言,长江入海泥沙通量、围垦及河口工程建设、海平面上升与地面沉降都会在不同程度上影响滩涂的冲淤演变。在本文的时间尺度上,流域来沙、围垦及河口工程等人类活动是影响长江三角洲滩涂演变的主导因素。
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