由于國產陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據具有國土覆蓋度高、自主性強、重訪周期短等優(yōu)勢,已在我國海島海岸帶資源環(huán)境動態(tài)變化監(jiān)測中擔當起重任,為我國海島海岸帶資源的合理開發(fā)利用和保護以及海島海岸帶的可持續(xù)發(fā)展提供了技術支撐和數(shù)據保障。然而,由于國產衛(wèi)星發(fā)射較晚,歷史上可用的國產衛(wèi)星數(shù)據較少,因此在進行海島海岸帶動態(tài)變化監(jiān)測時,多是采用聯(lián)合使用國外與國產衛(wèi)星數(shù)據的方式,歷史上以國外衛(wèi)星數(shù)據為主。進入21世紀以來,隨著我國國產衛(wèi)星數(shù)量的不斷增多和數(shù)據質量的不斷提升,逐漸轉為以國產衛(wèi)星數(shù)據為主。
1.國產高分辨率衛(wèi)星數(shù)據在我國海島海岸帶區(qū)域應用評價
衛(wèi)星數(shù)據的應用往往受制于遙感影像的定位精度和成像質量,為了更好地將國產高分衛(wèi)星數(shù)據應用于海島海岸帶區(qū)域,海洋一所研究人員開展了資源一號02C、資源三號、高分一號、高分二號等國產高分衛(wèi)星影像在我國海島海岸帶區(qū)域的定位精度評價、成像質量評價和地物識別能力分析。
選取典型海島海岸帶區(qū)域作為研究區(qū),利用現(xiàn)場實測的地面控制點,對資源一號02C、資源三號、高分一號、高分二號等衛(wèi)星影像的定位精度進行了評價,結果表明:這些國產高分衛(wèi)星影像均具有較高的定位精度,能夠滿足我國海島海岸帶遙感調查任務的需要;利用國外空間分辨率相當、頻段設置近似的遙感影像,采用主觀和客觀評價相結合的評價方法,對上述衛(wèi)星影像的成像質量進行了評價,結果顯示:這些國產高分衛(wèi)星影像在海島海岸帶地物表現(xiàn)能力和地物細節(jié)信息方面相近于國外同類影像,具有較高的成像質量,達到甚至優(yōu)于國外同等分辨率的衛(wèi)星影像成像質量,能夠很好地應用于海島海岸帶地物識別,在應用推廣方面具有巨大的潛力。
2.海島動態(tài)變化遙感監(jiān)測
我國是一個海島大國,泥沙島是重要的海島類型,由于其物質組成特點,在人類活動和海洋動力的共同作用下,島體變化速率快,現(xiàn)場調查難以實現(xiàn)對其動態(tài)的監(jiān)測。遙感技術具有大面積、同步、長時間序列、對同一區(qū)域可進行重復觀測等優(yōu)勢,可不依賴于海域和地表狀況進行長期、靈活的調查,通過不同時相遙感影像的疊加,可有效監(jiān)測泥沙島的動態(tài)變化過程。
海洋一所研究人員利用不同時相遙感影像對多個泥沙島群和典型海島進行了動態(tài)變化過程監(jiān)測,為海島的開發(fā)、保護與管理提供了數(shù)據支持。例如:利用2000—2013 年逐年的CBERS 電荷耦合(CCD)影像和HJ-1 CCD 影像,監(jiān)測了長江口北支主要沙洲的發(fā)育、消亡以及并陸等演變過程;利用1973—2004 年的7 期Landsat 影像和2008—2011年逐年的HJ-1 CCD 影像,分析了廣東省羅斗沙島的動態(tài)變化情況;利用2008—2013年逐年的HJ-1 CCD 影像,對河北省灤河口外泥沙島群的動態(tài)變化開展了監(jiān)測,分析了海島數(shù)量、岸線長度和面積的變化情況及其原因。
3.海岸線變遷遙感監(jiān)測
海岸帶是海洋和陸地的交匯地帶,是人類最為密集、開發(fā)活動最為頻繁、經濟最為發(fā)達的區(qū)域。隨著海洋經濟的迅猛發(fā)展,海岸帶區(qū)域港口建設、圍海養(yǎng)殖等活動頻繁,導致海岸線在不斷變化。遙感與地理信息(GIS)技術相結合,能準確及時地監(jiān)測海岸線的動態(tài)演變。
海洋一所研究人員利用歷史上的Landsat 影像和國產的CBERS、HJ 影像,定量分析了我國沿海各省的海岸線變遷情況;同時還對鴨綠江口、遼河口、珠江口等重要河口 和萊州灣、杭州灣、海州灣等典型海灣 的海岸線類型構成、時空變化特征及海岸開發(fā)方式等進行了系統(tǒng)研究,為海岸線資源的合理開發(fā)和可持續(xù)利用提供了科學支持。
4.濱海濕地遙感監(jiān)測
濱海濕地是陸地生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)的交錯過渡地帶,典型濱海濕地類型包括河口濕地、海灣濕地、澙湖濕地、紅樹林濕地、珊瑚礁濕地等,這些濱海濕地孕育了豐富的生物多樣性,對近海漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展和候鳥保護具有不可替代的重要作用。然而,受經濟利益的驅使,人們對濱海濕地的過度開發(fā)使其發(fā)生了普遍且嚴重的退化,大面積的圍填海是造成濱海濕地持續(xù)退化的主要原因。
河口濕地處于咸淡水生態(tài)系統(tǒng)交匯處,生態(tài)環(huán)境較脆弱,極易受到破壞。海洋一所研究人員以資源(ZY)-3、高分(GF)-1 和GF-2 為數(shù)據源,分別對黃河口、大沽河口、圖們江口等河口濕地狀況進行了精細遙感調查和變化監(jiān)測分析;利用1986、1995、2004 年的Landsat 影像和2012 年的HJ-1 影像,分析了遼寧省雙臺河口國家級自然保護區(qū)自建立以來蘆葦和堿蓬濕地的退化狀況,提出了保護和管理建議;利用HJ-1A超光譜成像儀(HSI)和GF-1寬覆(WFV)影像,結合現(xiàn)場同步測量的典型植被地物光譜、蓋度和地上生物量數(shù)據,建立了黃河口濕地主要植被類型蘆葦、堿蓬和檉柳的蓋度和生物量反演模型,為黃河口濕地生態(tài)評價、保護和利用提供了重要的基礎數(shù)據。
澙湖是海岸帶上由濱外壩、沙壩或沙嘴與海洋隔開,或圍欄河口或包絡海灣的封閉、半封閉淺海水域,是一種特殊類型的濱海濕地。海洋一所研究人員使用1979、1990、2000 年的Landsat 影像和2010 年的HJ-1影像,利用遙感和GIS 技術對我國大陸海岸澙湖進行了遙感監(jiān)測,首次調查統(tǒng)計了我國大陸海岸澙湖的名稱、數(shù)量、分布、岸線長度和面積信息,并對近31 年來我國大陸海岸澙湖的變遷狀況進行了分析。
紅樹林是自然分布于熱帶和亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落,具有御風消浪、護堤護岸、護灘促淤和保護生物多樣性等作用。我國的紅樹林自然分布介于海南的榆林港至福建福鼎的沙埕灣之間,人工種植北至浙江省樂清灣。海洋一所研究人員利用1990、2000 年的Landsat 影像和2010 年的HJ-1 影像,采用衛(wèi)星遙感和現(xiàn)場調查相結合的方法,對我國的紅樹林資源狀況進行了監(jiān)測,并分析了其時空變化情況。
5.海域使用遙感監(jiān)測
隨著經濟的發(fā)展,人地矛盾突出,圍填海已經成為緩解矛盾的主要方式。近30 年來,沿海各省的圍填海十分劇烈。海洋一所研究人員利用1990、2000年的Landsat 影像、2008 年的CBERS CCD 影像,采用衛(wèi)星遙感與現(xiàn)場調查相結合的方法,獲取了廣東省近20 年來圍填海的類型、面積、地理分布情況,并對不同時段的圍填海結構組成、圍填速度、圍填海熱點地區(qū)和驅動因素進行了分析。
《海洋功能區(qū)劃管理規(guī)定》指出:海洋功能區(qū)劃批準實施兩年后,縣級以上海洋行政主管部門對本級海洋功能區(qū)劃可以開展一次區(qū)劃實施情況評估;遙感已成為海洋功能區(qū)劃實施情況監(jiān)測的主要技術手段,所獲得的區(qū)劃實施情況監(jiān)測結果可為海洋功能區(qū)劃修編提供重要基礎數(shù)據,為合理開發(fā)利用海域提供決策支持。海洋一所研究人員以山東省青島市海域為例,利用CBERS-02B CCD 影像,提取海域使用現(xiàn)狀,與海洋功能區(qū)劃圖件對比,分析了開發(fā)利用現(xiàn)狀與功能區(qū)劃的符合情況,對青島市海洋功能區(qū)劃實施情況進行了監(jiān)測;海洋一所研究人員以廣東省6 個主要海島為例,利用CBERS-02B CCD 影像,分析了海島開發(fā)利用現(xiàn)狀與功能區(qū)劃的符合情況,進而監(jiān)測了海島功能區(qū)劃的實施情況。
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