基于多时相遥感影像的海岸线变化监测研究

来源:用户上传      作者:安龙

　　摘 要：作为组成海洋重要一部分的海岸线，在海域管理中有着很重要的作用，同时，通过动态监测海岸线，还能够对海岸带的绿色以及可持续发展决策提供有效可靠的依据，由此，对海岸线变化进行检测是当前国家发展过程中面临的重要工作内容。基于此，该文将围绕实际案例海岸线变化监测过程中多时相遥感影像应用进行分析，希望可以为同行提供有效参考。
　　关键词：多时相遥感影像;海岸线;O测;信息提收;影响因素
　　中图分类号：TP79 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2022）23-0107-04
　　Abstract： As an important part of the ocean， the coastline plays a very important role in the sea area management. At the same time， through the dynamic monitoring of the coastline， it can also provide an effective and reliable basis for the decision-making of the green and sustainable development of the coastal zone. Therefore， the detection of coastline changes is an important work in the process of national development. Based on this， this paper will analyze the application of multi-temporal remote sensing images in the process of coastline change monitoring， so as to provide effective reference for peers.
　　Keywords： multi-temporal remote sensing image; coastline; monitoring; information extraction; influence factor
　　海岸线作为海陆分界线，在潮汐作用下必然会处于实时变化状态，由此，当前各国对海岸线的定义为多年平均大潮高潮面所形成的实际痕迹线。随着社会经济发展水平不断提升，沿海地区盐业、港口运输等发展迅猛，虽然在一定程度上拉动了区域经济增长，但是过度海水养殖、废气闲置盐田等也造成大量资源浪费与海洋污染[1]。同时，为了缓解沿海地区土地资源的不足，人为地进行围填海工程，虽然这种方式创造了相应的价值，但是也改变了沿海地区的海岸线，对海洋生态系统带来了一定影响，使得海洋生态系统失衡，从而可能引发严重的生态环境灾害[2]。因此，对海岸线变化情况进行分析具有重要意义。遥感监测技术在实际应用过程中呈现出范围广、周期短、客观性强且测算精准的优势，可以有效弥补常规海岸线监测短板，同时可以有效实现对海岸线进行动态监测，协助工作人员及时掌握海岸线开发利用以及时空变化情况。该技术在海岸线监测工作中得到广泛应用，针对此方面的研究也是学者的主要工作内容。
　　1 多时相遥感影像技术概述
　　遥感技术，尤其是卫星遥感在实际应用过程中具备依照固定周期对地球进行重复覆盖的功能，其实际应用过程中可以获取不同时间分辨率的多时相遥感影像，进而为研究者开展动态分析提供有利条件支持[3-4]。研究界内对于多时相遥感影像资料的要求需要依照分析对象动态变化速度以及过程时间长短进行界定[5-6]。以台风发展过程中对比分析为例，在实际进行分析过程中要求以12 h为间隔，连续开展十余天的多时相卫星云图数据。同时对沙漠化速率以及范围的分析同样可利用多时相遥感影像，此方面内容研究只要求不同年份的多时相资料[7-8]。从技术角度分析，多时相遥感资料对比以及综合分析是对自然历史演变轨迹、监测环境及资源动态变化进行跟踪研究的重要手段。
　　2 海岸线多时相遥感信息提取
　　2.1 数据源选取及预处理
　　为详细说明基于多时相遥感影像的海岸线监测，本文以某沿海城市为例，对其海岸线变化情况进行研究，选取该市在2003―2015年间测定的6个高分遥感影像数据、2009年度海岸线航拍影像与2011―2015年间测定的3个Landsat遥感影像数据，以及该市土地利用现状、围填海等实测数据作为本次对比分析研究的数据源。其中，精度验证参考依据为2011年遥感影像数据。
　　在实际开展对比分析之前，笔者在对2003―2015年间不同时期遥感影像数据进行收集的同时，分别对2个不同时期中的Landsat数据开展预处理工作，主要包括辐射校正、大气校正和几何校正等，与此同时，对高空间分辨率的影像也进行几何和辐射校正，并对不同影像进行影像镶嵌和裁切处理。除此以外，为确保对比分析精准性，本文利用坐标投影转换方法对不同时期测定的遥感数据进行处理，使得不同影像坐标转化为该市独立坐标。
　　2.2 海岸线提取
　　本文在实际工作过程中依据遥感影像以及已测定海岸线矢量数据预处理结果，对Landsat数据以及高空间分辨率影像分别建立相应的海岸线提取方式，有效提取出该市在8个不同时期的海岸线。采用人机交互的方式对Landsat数据进行海岸线提取，首先通过相应算法获取影像中水域部分的水边线，然后结合已有的海岸线成果，对自动提取的水边线进行人工核查和修正，得到精度较高的海岸线成果。
　　3 对比分析结果
　　3.1 海岸线总体变迁分析

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