基于决策树与密度聚类的高分辨率影像海岸线提取方法

针对高分辨率影像进行海岸线提取时常常出现的河道区域岸线向陆地方向伸向较远的问题,本文将海岸线视为海水（包括潮滩）与陆地（包括河流）两类地物的分界线进行提取。首先采用C4.5决策树分类方法进行海岸带地物分类规则挖掘,实现基于规则的地物分类;再对海水与陆地分类结果进行基于密度的聚类方法进行后处理,实现噪声去除,其基本原理为:设置一邻域半径,通过统计半径内异类样本点的数量来确定当前点是否为噪声点,若异类像素点的个数超过某一预设的阈值,则对当前噪声点进行修正。为验证本文提出方法的有效性,获取了2013年10月20日天津附近海岸带区域的资源三号卫星影像数据进行验证,结果表明,本文提出的岸线提取方法能够消除河道区域岸线提取的影响,除个别地物比较复杂的区域之外,其平均提取精度优于2个像元,满足海域遥感技术规程中线状信息误差标准的要求。     

海岸线卫星遥感提取方法研究

海岸线位置的确定是海岛海岸带遥感调查的重要环节.本文以辽宁省大连、营口地区的海岸为研究对象,提出了根据不同海岸类型的地貌特点对卫星图像中海岸线的解译方法;借助数字图像处理技术对不同类型海岸的图像进行针对性的预处理,使用IDL语言实现Canny算子、中值滤波器和腐蚀算子,完成了对卫星图像中海岸线的自动提取;证明了使用潮位高度与卫星图像结合计算坡度的方法并应用于海岸线位置的校正.     

厦门海岸线遥感动态监测研究

以厦门地区海岸影像为研究对象,根据不同海岸类型的地貌特点,采用不同的海岸线遥感解译方法提取出1987年、1997年和2007年的海岸线,并进行岸线变迁原因分析,研究结果表明:人工海岸、基岩海岸、砂质海岸及红土海岸的海岸线解译标志明显,提取效果较好,基本能够实现计算机自动提取;淤泥质海岸在遥感图像上呈现复杂的边缘,无理想的线性特征自动提取技术,是海岸线提取中的难点.     

海南龙沐湾砂质海岸变化与生态环境研究

文章先利用遥感技术进行砂质海岸线提取,确定了砂质海岸线的遥感解译标志和解译方法,完成了龙沐湾砂质海岸线遥感信息解译工作,最后提出将TM影像提取的特大高潮线利用野外海滩测量数据改进到平均大潮高潮位线的新思路.这样利用TM影像提取的岸线可以和地形图的海岸线叠加分析,得到海南龙沐湾1937年近百年以来海岸线变化的特征,为选择哪个岸段进行海岸建设、生态环境修复等提供重要科学依据,也对区域海岸环境保护和防护管理提供一定的基础研究.     

近30a来乐清湾海岸线与海岸湿地变迁分析

以Landsat ETM/ TM影像为主要数据源,采用人机交互的方式提取了1990~2017年间6期乐清湾海岸线。利用马尔科夫矩阵法计算了滩涂转化规律,并按照年份进行岸线和海岸湿地变迁分析。结合当地相关资料,开展了乐清湾区域海岸线和海岸湿地变化的驱动力分析。结果表明:乐清湾岸线以人工岸线为主,岸线变化剧烈,变化速率分布不均,海岸湿地的变化整体面积变化不大,其中人工湿地主要由自然滩涂湿地转化而来,人类围填是乐清湾海岸线和海岸湿地变迁的主要因素。     

深圳市沿岸表层海水中全氟化合物的残留特征及其分布规律

为探究深圳市沿海岸表层海水中全氟化合物（perfluorinated chemicals,PFCs）的残留特征及其分布规律,应用固相萃取分离、富集与高效液相色谱-质谱联用相结合的方法,研究了深圳市沿海岸18处表层海水中15种PFCs的残留特征、分布规律及其成因.结果表明,深圳沿海岸表层海水中PFCs总的残留水平（ΣPFCs）受人类活动影响显著,位于珠江和东宝河入海口下方的西部沿岸表层海水中PFCs残留显著高于开发程度轻、人口稀疏的东部沿岸（P〈0.05）;而自然条件下,表层海水中ΣPFCs残留呈湾内高于湾外的规律.沿海岸表层海水中PFCs的主要残留种态为中、短链的全氟辛烷磺酸（perfluorooctanesulfonate,PFOS）、全氟辛酸、全氟己酸和全氟戊酸,其相似的环境行为（P〈0.05,P〈0.01）可能与PFCs相关产品的生产过程有关;聚类分析结果进一步显示,PFOS（R2=0.409 2）残留可作为评价深圳沿海岸表层海水中PFCs污染状况的典型参数.     

基于海洋功能区划的江苏省海岸线开发承载能力评价

海洋功能区划是海洋空间开发利用管理的依据,本文根据海洋功能区划类型和海岸线人工化类型构建海洋功能区允许的海岸线开发利用强度标准及海岸线人工化指数,然后根据海岸线开发承载力指数和承载力分级模型评价各岸段承载力状况,并在江苏省海域划定13个评价单元开展评价研究。结果表明:（1）江苏省13个评价单元中,海门市、连云港市辖区和通州市海岸线开发承载力指数很高,属于开发超载区域,海安县、启东县、响水县开发承载力指数介于0.9和1.1之间,属于开发临界区域,其余7个评价单元岸线开发承载力指数小于0.9,属于适宜开发区域;（2）以海洋功能区划为依据的海岸线开发承载力评价方法可真实、客观地反映海岸线开发承载能力。     

基于InVEST模型的庙岛群岛海岸脆弱性研究

海岛海岸脆弱性评估对海岛生态系统健康维护、科学规划和可持续利用具有重要作用。基于海岸线类型、数字高程模型等基础数据,借助InVEST模型估算庙岛群岛海岸暴露程度,进而分析其脆弱性程度。结果表明:（1）在庙岛群岛10个有居民岛中,平均暴露程度由低到高依次为小钦岛、庙岛、南长山岛、南隍城岛、大钦岛、小黑山岛、大黑山岛、砣矶岛、北隍城岛、北长山岛;（2）各岛平均暴露程度呈现显著差异。以北长山岛和小钦岛为例,前者平均暴露程度最高,高暴露程度占比64.69%,后者平均暴露程度最低,低暴露程度和中低暴露程度占比之和为73.47%;（3）海岸线类型、海拔、地理位置是庙岛群岛海岸脆弱性主要影响因子,其中北隍城岛、大钦岛、小钦岛、北长山岛的海岸暴露程度受海岸线类型差异影响较大;南隍城岛、砣矶岛、大黑山岛、小黑山岛的海岸暴露程度受海拔影响较大;南长山岛的海岸暴露程度受所处地理位置影响较大。     

近40 年苏北海岸线时空动态变迁分析

海岸线对海平面上升、海岸侵蚀、港湾淤积、湿地生态资源和近海海域环境等具有重要指示作用。利用遥感（remote sensing, RS）和地理信息系统（geographic information system, GIS）技术获取苏北海岸在1978年至2018年5期海岸线数据,对海岸线长度变化、岸线速率变化以及岸线类型转变进行分析,并以河口为分界点对岸线变迁特征分段分析。结果表明:（1）40 年间研究区岸线总长度大致呈现递减趋势,岸线类型变化较为明显,随时间推移人工岸线和自然岸线分别表现为增长和削弱的趋势。（2）研究区在1978年至2018年,海岸线向海域推进速率远大于海岸线向陆域推进速率。（3）1978年至1988年,射阳河口至新阳港口之间的海岸线推进速率最为明显,主要以自然淤长的方式向海域推进,岸线平均端点速率（end point rate, EPR）为281.4 m/a;在1988至1998年,新阳港口到斗龙港口之间岸线推进速率最为明显,主要以自然淤长方式向海域推进,平均EPR为535.5 m/a;在1998年至2008年,斗龙港口到大丰港口之间岸线推进速率最为明显,主要以人工围垦方式向海域推进,平均EPR为502.1 m/a;在2008年至2018年,梁垛河口到方塘河口之间岸线推进速率最为明显,主要以人工围垦方式向海域推进,平均EPR为347.7 m/a。     

经济发达地区影响土地生态质量的关键景观格局因子研究——以江苏省昆山市为例

基于景观生态学的土地生态规划是提升土地生态质量、改善区域生态环境的重要途径,其中关键景观格局因子是土地生态规划的重要基础。论文选取长三角地区经济发达的昆山市作为研究区,以土地生态质量评价所得综合指数为基础,选取14个景观格局指数,通过关联分析测度方法确定两者的相关系数,分别在镇域和不同用地结构的典型代表村探讨影响土地生态质量的关键景观格局因子。结果表明：1）镇域尺度上,土地生态质量与最大斑块指数（LPI）、面积加权平均斑块面积（AWMPS）呈显著负相关,与香农多样性（SHDI）、平均形状指数（MSI）呈显著正相关;2）不同用地结构类型区影响土地生态质量的关键景观格局因子差异较大,其中建设用地集中区与斑块密度（PD）、边界密度（ED）呈显著正相关,与聚集度指数（AI）、蔓延度指数（CONTAG）呈显著负相关,生态用地集中区与斑块面积（TA）和面积加权平均斑块面积（AWMPS）呈显著正相关,农用地集中区与最大斑块指数（LPI）显著负相关,与分离度指数（SPLIT）和多样性指数（SHDI）呈显著正相关;3）对研究区土地生态规划景观设计时,首先要宏观把握景观的优势类型,注重各景观类型的均衡分布,增加景观复杂度,其次关注不同用地结构类型区的关键景观格局因子,其中建设用地集中区应适当维持景观的破碎度和离散性,生态用地集中区应最大限度保证生态用地面积和优势类型,农用地集中区应当维持其景观类型的多样性以及分布的均衡性。     

基于高分1号杭州湾南岸滨海陆地土地覆盖信息提取方法研究

针对滨海陆地复杂地物环境下如何提高土地覆盖信息遥感提取精度的关键问题,基于最新发射的国产高分(高分辨率)1 号和资源3 号影像,采用面向对象分类法和最大似然法,开展杭州湾南岸滨海陆地土地覆盖信息的遥感提取。结果表明,相比最大似然法,面向对象法结合高分1 号既考虑对象的光谱、空间和纹理等多种属性特征,又充分利用高分影像所提供的丰富纹理和空间信息,对于土地类型多样、边界模糊等混合像元具有较好的识别能力,获得较高分类总精度(90.4%)和Kappa 系数(0.876 7);分割尺度对高分影像分类精度具有重要影响,高分1 号2 m和8 m最优分割尺度分别为63%和65%,资源3 号影像最优分割尺度为66%;高分1号比资源3 号更能体现在植被和水体等地物信息提取方面的优势。     

基于面向对象的海岸带土地利用信息提取研究

针对海岸带复杂多样的土地利用信息,选取山东省乳山市海岸带为研究区域,运用 Landsat TM遥感影像数据,基于面向对象分类方法,利用不同地物的光谱、形状、纹理和空间关系等特征,通过多尺度分割、隶属度函数法和标准最邻近分类法提取研究区土地利用信息,并对分类结果进行精度评估。结果表明：①隶属度函数法和标准最邻近分类法结合,提取出乳山市海岸带12 种土地利用类型信息,很好地区分了盐田和养殖水面、林地和园地,可提取出主要的道路和河流等细长线状地物;②将提取结果与最大似然法对比,面向对象分类方法提取精度达到82.50%,Kappa系数为0.809 1,分别比最大似然法提高了11.44%和0.105 5,很好地避免“同物异谱”和“异物同谱”对分类精度造成的影响,有效地避免了“椒盐”现象。面向对象分类方法提取中分辨率遥感影像精度较高,为海岸带土地利用信息的快速、准确提取提供了有效的技术手段。     

基于深度学习的遥感图像水边线提取方法与应用

本文提出一种基于注意力机制的像素级海陆语义分割网络A-Unet用来提取水边线，并通过条件随机场对A-Unet分类结果进行细化。以天津沿海地区的人工海岸与威海地区的基岩海岸为例，对所提方法进行了验证，实验表明，与其他水边线分割方法相比，本文提出的方法能够得到更精细的结果，实现对遥感图像水边线的像素级语义分割。该方法提取了天津地区近10年海岸线并对其变化趋势进行了定性和定量分析，可为城市海洋资源的合理开发、海洋生态环境的保护提供更好的决策与参考依据。     

基于国产高分卫星遥感数据的现代黄河三角洲入侵植物互花米草监测方法

本文以国产高分一号和高分二号影像为数据源,辅以现场调查数据,发展了一种结合空间位置与决策树分类的互花米草信息提取方法。首先基于互花米草适宜生长于高潮带下部至中潮带下部区域的特点,利用高潮时获取的Landsat 5遥感图像缨帽变换的湿度分量,通过二值化处理和矢量后处理提取现代黄河三角洲互花米草生长的向陆边界,进而对高分图像的互花米草生长区域进行掩膜;基于掩膜后的高分图像,利用决策树分类方法对互花米草分布范围进行提取。通过对现代黄河三角洲互花米草信息提取实验,表明提出的分类方法能够较为精确地识别和提取互花米草信息,总体分类精度达到97.05%。通过对提取的互花米草分布情况的统计和分析,发现整个现代黄河三角洲地区的互花米草总面积约有3278.1100 hm2,主要分布于黄河故道西侧、五号桩、孤东油田东南侧和黄河现行入海口两侧等四个区域,其中黄河现行入海口两侧是2002年之后出现的新生互花米草区域,互花米草面积最广,占现代黄河三角洲互花米草总面积的91.39%;其次为孤东油田东南侧及五号桩,自首次引种互花米草至今都有互花米草分布,所占比例分别为6.22%和1.59%;本文首次在黄河故道西侧发现互花米草,在此前的研究工作中均未报道,互花米草面积最小,约为26.1527 hm2。     

海岸线分类及划定方法研究

海岸线是沿海地区海洋经济发展的空间载体,具有重要的生态功能和资源价值。本文通过对海岸线的内涵与定义进行系统分析,结合管理实践要求,建立了基于陆海统筹的海岸线分类体系。梳理了海岸线划定的原则,通过分析不同岸段的属性特征、管理需求等因素,提出了以下几种划定方法:自然岸线采用痕迹线法、多年平均大潮潮位法以及综合研判法;人工岸线采用综合研判法;河口岸线采用特征排序法;生态恢复岸线采用指标量化打分法。该研究可为我国海岸线保护与利用管理提供参考。     

基于高密度电法的潮汐作用对潍坊滨海地下水影响分析

本文利用高密度电法连续监测数据,基于统计学方法对潍坊滨海典型海水入侵区地层电阻率随潮汐作用的时空动态变化进行研究,结果表明:在地层沉积均匀的滨海地区,无论单次测量还是重复测量,地层电阻率值只在垂直方向上具有显著差异性。潜水面附近地层电阻率受潮汐影响最为明显,因此,利用高密度电法连续测量的方法分析滨海地区地下水随潮汐作用时空变化的方法是可行的。     

我国海岸线保护利用现状及管理对策

海岸线是沿海地区海洋经济发展的空间载体,也是保护海洋环境、维持海岸带生态平衡的重要平台。广义上可分为自然岸线和人工岸线两类。20世纪90年代以来,随着中国沿海地区经济社会快速发展,近岸海域和海岸线开发强度不断加大,截至2016年,全国人工岸线比例已超过68.5%,个别省市人工岸线已超过90%。海岸线超负荷开发利用带来了环境问题,也给海岸线的保护和管理造成了困难。建议从确立海岸线管理制度、建立自然岸线保有率责任监督机制、实施海岸线整治修复以及落实海岸线监督管理等角度开展工作,推进新时期我国海岸线资源保护和利用管理工作。