海岸带是对物理化学、生物、形态过程做出反应的敏感区域,由于海岸带区域覆盖范围广、变化速度快,导致对该区域的长时间监测和管理具有很大的挑战性。同时,因为其特殊的地理位置及丰富的自然资源,所以极易受到人类化(如城市化、工业化、农业和海水养殖)和气候变化(如河流排放、海浪、海平面上升)的影响,这些变化直接或间接地影响着人类生活的质量和生态环境的稳定性,因此受到各国学者、管理者与决策者的密切关注。受人类活动和气候变化影响较为强烈的典型用海地物主要包括海岸线和海水养殖区。海岸带作为人类活动密集的场所,其频繁的经济和贸易活动导致海岸线功能类型发生变化,同时,人口增长带来的食物需求的增大促进了海水养殖业的迅速发展。因此,亟需对海岸带典型用海地物进行遥感监测,深入研究监测的方法并进行时空演变分析。该研究是有效保护海岸带资源,科学管理海岸带生态环境、海岸带经济以及海岸可持续发展的前提与基础。本文在分析利用不同遥感技术手段对海岸带区域典型用海地物开展调查和监测分析的优缺点基础上,对海岸带典型用海地物的自动提取方法开展了一系列关键技术研究,然后将提取方法分别应用于不同研究区进行检验,并将其进行时空机理分析,实现了海岸带典型用海地物时序信息提取及时空分析的系统研究。本文的主要研究结论如下:(1)针对目前海岸线特征存在模糊性、不同环境背景下海岸线特征表现复杂等问题,本文提出了一种基于面向对象的海岸线自动提取与属性分类思想。该方法通过海岸线提取和海岸线周边面状用地类型分类,将线面进行结合,实现海岸线自动分段及其属性的判别。实验结果表明,基于随机样本和实测数据,本文方法提取的海岸线位置精度可达到87%以上,且分类的总体精度可以达到84%以上。该方法在参数设置和属性分类方面有了极大的简化,有利于解译者的操作,且鲁棒性较强。(2)针对目前复杂海水背景下海水养殖区存在特征不明显,提取困难的问题,本文提出了一种融合边缘特征的面向对象海水养殖区提取方法。该方法利用浮筏养殖区目标叶绿素浓度较高的特点,将基于分割的图像解译思路和基于人眼视觉显著机理相结合,充分利用海水养殖区边界在15-30米的中分辨率影像中较为清晰的特点,进一步提高海水养殖区域的提取精度。定量评价结果表明,在海水背景单一时本文方法的F-Measure值达到95%左右;在海水背景复杂时本文方法的F-Measure值较OBVS-NDVI方法提高10个百分点左右,证明了本文所提方法的鲁棒性。(3)基于上述海岸线自动提取及分类方法研究,以印度尼西亚研究区为例,开展了该区域28年间海岸线不同类型的时空演变格局分析研究,解决了印度尼西亚群岛国家长时序海岸线时空演变信息空缺的问题。从海岸线利用度指数、海陆格局面积指数、等级分割角度综合分析海岸线的空间格局变化和开发利于程度。结果表明:在全国尺度上,28年间印度尼西亚海岸线总长度呈增加趋势,主要表现为人工岸线的增长;在岛屿尺度上,海岸线开发利用度上涨最大的岛屿是加里曼丹岛,其开发利用的形式是以牺牲红树林岸线为代价;在省级尺度上,海岸线开发利用度变化最大的省份是南苏门答腊省,开发利用度指数从1900年的100提升到2018年的266.43;印度尼西亚海岸线陆海格局变化趋势主要是向海扩张,其中,廖内省陆地面积的扩张规模最为显著,增加约177.73km~2,占全国陆地增加总面积的23.08%,西爪哇省的海水侵蚀最为严重。通过结合同期的人口、经济等数据分析发现,地形因素是该区域人工海岸线不断增长及发展的主要约束条件。(4)基于上述海水养殖区自动提取方法研究,开展了中国渤海-黄海区域1990-2018年间海水养殖区遥感提取与监测研究,解决了中国渤海-黄海区域长时序海水养殖区制图分析信息空缺的问题。从土地利用动态度、重心迁移、欧氏距离角度综合分析海水养殖区的演变轨迹、格局变化及开发利用程度。结果表明:1990-2018年期间,中国渤海-黄海区域不同省份的海水养殖区面积均呈增长趋势,其中增长速度最快的省份为江苏省,增加面积为520.34km~2;海水养殖区面积重心迁移的距离从大到小排列为江苏省、辽宁省、山东省,其中江苏省迁移距离最大,为48.78km;探讨海水养殖区时空变化的原因发现,各时期海水养殖区分布变化主要受当地政策和经济发展双重因素的制约。(5)通过研究海岸线和海水养殖区的时空演变特征,利用GIS技术将海岸带典型用海地物同海域功能政策管理进行叠加分析,解决了政策管理制定与监督中缺乏基础数据支持、理论与实践相结合困难的问题。结果表明:1990-2018年期间,印度尼西亚区域严格保护岸段的百分比由74.05%下降至67.95%,下降了6个百分点,长度减少了4997.47km,因此对印度尼西亚岛屿海岸线划分不同保护等级并监测,将有助于海岸线的管理和控制。对山东省海洋功能区政策的评估发现,海洋功能区划的颁布对农渔业区海水养殖的发展有一定的促进作用,但是在监测期间也发现了一些与政府规划不一致的区域,其中港口航运区域和海洋保护区域是海水养殖扩展的主要区域,同时,本文发现研究区存在海水养殖区与旅游相结合的海洋复合功能现象。