国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

南海珊瑚島礁遙感分類體系和解譯標(biāo)志

2021-06-28 01:35:14李曉敏呂喜璽
海洋科學(xué) 2021年5期
關(guān)鍵詞:環(huán)礁珊瑚礁島礁

李曉敏, 馬 毅, 呂喜璽

南海珊瑚島礁遙感分類體系和解譯標(biāo)志

李曉敏1, 2, 馬 毅2, 呂喜璽1

(1. 內(nèi)蒙古大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010021; 2. 自然資源部第一海洋研究所, 山東 青島 266061)

南海珊瑚島礁遠(yuǎn)離大陸且面積較小, 高分辨率遙感技術(shù)已成為大范圍進(jìn)行珊瑚島礁監(jiān)測(cè)的重要手段, 而建立適用的遙感分類體系和解譯標(biāo)志是進(jìn)行珊瑚島礁遙感監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。本文綜合考慮珊瑚島礁的形成機(jī)制、珊瑚礁形態(tài)和高分辨率遙感影像上珊瑚島礁圖斑的可解譯程度等因素, 制定應(yīng)用于珊瑚島礁高分遙感監(jiān)測(cè)的分類體系, 將珊瑚島礁分為珊瑚島、沙洲、干出珊瑚礁、珊瑚暗礁、珊瑚暗沙和珊瑚暗灘6個(gè)一級(jí)類型; 并在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)的輔助下, 從遙感影像上的色、形、位等特征方面建立珊瑚島礁不同類型的遙感解譯標(biāo)志, 結(jié)果可服務(wù)于南海珊瑚島礁的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè), 進(jìn)而為珊瑚島礁的保護(hù)、可持續(xù)利用和安全管理提供數(shù)據(jù)支撐。

珊瑚島礁; 遙感監(jiān)測(cè); 分類體系; 解譯標(biāo)志; 高分辨率影像

珊瑚礁是熱帶海洋中淺水造礁石珊瑚蟲(chóng)體和其他附礁生物的遺骸經(jīng)過(guò)膠結(jié)作用形成的[1], 是海洋中一類極為特殊的生態(tài)系統(tǒng), 被譽(yù)為“海洋中的熱帶雨林”、“藍(lán)色沙漠中的綠洲”[2], 在所有海洋生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性和初級(jí)生產(chǎn)力最高, 用僅占海洋生態(tài)系統(tǒng)0.2%的面積提供了占海洋生態(tài)系統(tǒng)2.85%的價(jià)值和服務(wù)[3], 全世界至少有96個(gè)國(guó)家和地區(qū)從珊瑚礁旅游中受益[4], 對(duì)珊瑚礁及其生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究是當(dāng)今健康海洋領(lǐng)域的重要部分[5]。全球珊瑚礁主要分布在赤道兩側(cè)熱帶海洋中的大陸和島嶼沿岸, 太平洋、印度洋和大西洋分別占55%、30%和15%[6-7]; 中國(guó)的珊瑚礁約占全球珊瑚礁總面積的5%[8], 其中分布在廣東、廣西、海南島和臺(tái)灣島的為珊瑚岸礁, 分布在南海諸島的為珊瑚島礁[9]。

南海珊瑚島礁是中國(guó)開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)與管控南海的重要支點(diǎn), 除具有一般珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的功能外, 還對(duì)維護(hù)中國(guó)海洋權(quán)益和海洋地位具有獨(dú)特作用。因此, 對(duì)南海這些珊瑚島礁進(jìn)行精細(xì)調(diào)查和分析意義重大, 既是對(duì)珊瑚島礁資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用和管理保護(hù)的支撐, 也是開(kāi)展島礁工程建設(shè)、保障航行安全以及維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益和領(lǐng)土完整的重大需求。但是, 受自然環(huán)境條件和權(quán)益爭(zhēng)端等因素的限制, 南海這些珊瑚島礁大多不易或不宜進(jìn)行大范圍、高頻次的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。一是因?yàn)樯汉鲘u礁周邊珊瑚叢生, 礁灘水淺, 調(diào)查船和測(cè)量人員不易進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量, 且南海島礁分布廣泛, 全部遍歷這些區(qū)域較為不易且效率不高; 二是由于中國(guó)南海的部分島礁及附近海域被周邊國(guó)家非法侵占, 不宜開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量。

遙感是一種非接觸式的調(diào)查手段, 具有大面積同步覆蓋、對(duì)同一區(qū)域進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)、有長(zhǎng)時(shí)間序列歷史存檔影像、不受區(qū)域可達(dá)性限制和現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì), 尤其高分辨率遙感還具有較高的空間分辨率和定位精度, 已被證實(shí)是開(kāi)展珊瑚島礁調(diào)查與監(jiān)測(cè)的一種有效技術(shù)手段[10-12], 多平臺(tái)、多傳感器、多種空間和光譜分辨率的遙感數(shù)據(jù)被應(yīng)用于珊瑚島礁遙感研究[13-15]。南海珊瑚島礁遠(yuǎn)離大陸且面積較小, 高分辨率遙感技術(shù)已成為大范圍進(jìn)行珊瑚島礁監(jiān)測(cè)的重要手段, 而建立適用的遙感分類體系和解譯標(biāo)志是進(jìn)行珊瑚島礁高分遙感監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。

南海珊瑚島礁中, 西沙群島較東沙群島、中沙群島及南沙群島更易進(jìn)入, 且西沙群島的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)具有代表性, 珊瑚種類多、分布廣。因此, 本文以西沙群島為研究區(qū), 綜合考慮珊瑚島礁的形成機(jī)制、珊瑚礁形態(tài)和高分辨率遙感影像上珊瑚島礁圖斑的可解譯程度等因素, 制定應(yīng)用于珊瑚島礁高分遙感監(jiān)測(cè)的分類體系, 并在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)的輔助下, 建立基于高分辨率遙感影像的珊瑚島礁遙感解譯標(biāo)志, 可服務(wù)于中國(guó)南海珊瑚島礁的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè), 進(jìn)而為珊瑚島礁的保護(hù)、可持續(xù)利用和安全管理提供數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

西沙群島位于南海中北部, 在南海諸島中擁有的海島數(shù)量最多、島體陸域總面積最大[16], 分布有海拔最高的海島(石島, 最高處海拔15.9 m)、唯一膠結(jié)成巖的巖石島(石島)和唯一非生物成因海島(高尖石, 為海底火山噴發(fā)形成熔巖露出海面的火山島)[17]; 其中, 永興島面積最大, 為2012年7月24日成立的海南省三沙市人民政府駐地。

1.2 研究數(shù)據(jù)

本文以高分辨率遙感影像QuickBird和國(guó)產(chǎn)高分一號(hào)寬幅影像GF-1 WFV為主要數(shù)據(jù)源。Quick-Bird衛(wèi)星影像空間分辨率很高, 為0.61 m, 適用于提取面積較小的珊瑚島、珊瑚礁沙洲和干出珊瑚礁信息; GF-1 WFV衛(wèi)星影像空間分辨率為16 m, 單景幅寬200 km, 適用于提取面積較大的珊瑚暗礁/暗沙/暗灘信息; 以西沙群島現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)、歷史調(diào)查報(bào)告和海圖等為輔助數(shù)據(jù)源, 為珊瑚島礁分類體系和遙感解譯標(biāo)志建立提供必要的參考信息。

1.2.1 遙感影像波段選擇

根據(jù)QuickBird和GF-1 WFV多光譜影像的波段設(shè)置, QB1(指QuickBird影像的波段1, 以下類同; 450~520 nm)和WFV1(指GF-1 WFV影像的波段1, 以下類同; 450~520 nm)為藍(lán)光波段, 波長(zhǎng)最短, 光在水中衰減最小, 穿透海水的能力最強(qiáng), 反映的水下信息最為豐富, 適用于提取向海坡、珊瑚暗礁等水下類型; QB2(520~600 nm)和WFV2(520~590 nm)為綠光波段, 透水能力要弱于藍(lán)光波段, 兩個(gè)波段組合對(duì)礁坪信息的提取具有優(yōu)勢(shì); QB3(630~690 nm)和WFV3(630~690 nm)為紅光波段, 其透水能力比綠光波段更弱, 但對(duì)淺水類型具有較好的識(shí)別能力, 適用于提取澙湖等類型; QB4(760~900 nm)和WFV4 (770~890 nm)為近紅外波段, 由于海水在該波段的強(qiáng)吸收作用使其對(duì)水下信息幾乎沒(méi)有反映, 但可用于提取水面以上的珊瑚島和沙洲等地物信息。經(jīng)綜合考慮, 選擇紅、綠、藍(lán)波段進(jìn)行組合, 這種合成方式較接近自然顏色, 合成影像視覺(jué)效果與地物自然表現(xiàn)接近, 色調(diào)反差適中、主要信息突出。

1.2.2 遙感影像處理

遙感影像處理包括幾何校正、圖像融合和圖像增強(qiáng)。由于西沙群島地理區(qū)位的特殊性, 難以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)大量的地面控制點(diǎn)用于影像的幾何校正, 大多需要利用影像的自主定位精度, 為此作者利用其在永興島、東島等地實(shí)測(cè)的地面控制點(diǎn), 對(duì)所用高分遙感影像進(jìn)行了自主定位精度評(píng)價(jià), 評(píng)價(jià)結(jié)果表明: QuickBird影像基本可滿足珊瑚島礁監(jiān)測(cè)的需求, 而GF-1 WFV影像的定位精度要差一些, 但由于GF-1 WFV影像覆蓋范圍廣, 可同時(shí)覆蓋多景QuickBird影像所覆蓋的區(qū)域, 因此利用多景QuickBird影像對(duì)GF-1 WFV影像進(jìn)行了幾何校正。對(duì)QuickBird影像的全色波段和多光譜波段進(jìn)行融合, 基于融合影像來(lái)構(gòu)建珊瑚島礁的遙感解譯標(biāo)志; 因GF-1 WFV影像僅有多光譜波段, 因此未做融合處理。因南海海區(qū)云霧較多, 嚴(yán)重掩蓋和干擾了珊瑚島礁的影像信息, 且暗礁和暗灘分布的區(qū)域水深都較深, 因此采用在單景影像中將島、礁、沙、灘分割成若干板塊的方式, 分別進(jìn)行多級(jí)增強(qiáng)處理, 使得島、礁、沙、灘的信息都得到最大程度增強(qiáng), 以此來(lái)最大程度地保持影像上的島礁信息, 并盡可能地消除云霧的干擾。

2 珊瑚島礁遙感分類體系

制定適用的珊瑚島礁遙感分類體系是利用遙感技術(shù)手段開(kāi)展珊瑚島礁監(jiān)測(cè)與分析的基礎(chǔ)?,F(xiàn)有研究所采用的珊瑚島礁分類體系多是從地質(zhì)地貌學(xué)和生物生態(tài)學(xué)角度建立的。陳史堅(jiān)[18]將珊瑚島礁分為珊瑚島、沙洲、暗礁、暗沙和暗灘5類; 潘春梅等[19]劃分的更精細(xì), 分為自然島、沙洲、人工島、干出礁、適淹礁、暗礁、暗沙、灘上暗礁、灘上暗沙、灘和澙湖點(diǎn)礁共11類; 周旻曦等[20]則對(duì)珊瑚島礁進(jìn)行二級(jí)分類, 先分為礁前、礁坪、澙湖、潮汐通道和灰沙島5個(gè)一級(jí)類, 再以生物物理作用分出若干二級(jí)類; 環(huán)礁是南海珊瑚礁發(fā)育的一種基本形式, 它和礁盤(pán)與沙洲、沙島共同構(gòu)成南海珊瑚島礁的地形系統(tǒng), 曾昭璇[21]將珊瑚環(huán)礁細(xì)分為礁外坡、礁盤(pán)、澙湖、珊瑚島、礁墩(點(diǎn)礁)和口門等。

本文綜合考慮珊瑚島礁的形成機(jī)制、珊瑚礁形態(tài)和高分辨率遙感影像上珊瑚島礁圖斑的可解譯程度等因素, 來(lái)制定應(yīng)用于南海珊瑚島礁高分遙感監(jiān)測(cè)的分類體系。首先按高/低潮時(shí)的出露情況將珊瑚島礁分為珊瑚島和沙洲、干出珊瑚礁、珊瑚暗礁/暗沙/暗灘三大類。珊瑚島和沙洲位于高潮面以上, 一般漲潮時(shí)也不會(huì)被淹沒(méi); 干出珊瑚礁一般漲潮時(shí)被淹沒(méi), 僅有個(gè)別高大的珊瑚礁塊仍出露, 但在退潮時(shí)可露出海面; 而珊瑚暗礁/暗沙/暗灘在低潮時(shí)也不露出海面。珊瑚島再進(jìn)一步劃分為灰沙島和礁巖島, 干出珊瑚礁再按照珊瑚礁形態(tài)進(jìn)一步劃分為環(huán)礁和臺(tái)礁。珊瑚島礁遙感分類體系詳見(jiàn)表1。

表1 珊瑚島礁遙感分類體系表

本文提出的珊瑚島礁遙感分類體系與前人的分類體系相比, 既有相同點(diǎn), 又有明顯的不同。相同之處在于都是從地質(zhì)地貌學(xué)和生物生態(tài)學(xué)角度建立的; 不同之處主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面: 一是本文建立的珊瑚島礁分類體系更加全面、更有層次性; 二是將珊瑚臺(tái)礁作為干出珊瑚礁的一個(gè)二級(jí)類型, 以環(huán)礁成熟度標(biāo)志將其與珊瑚環(huán)礁區(qū)別開(kāi)來(lái)。

3 珊瑚島礁遙感解譯標(biāo)志

遙感影像以光譜特征、輻射特征、幾何特征和時(shí)相特征等來(lái)反映地物信息[22], 解譯標(biāo)志就是指在遙感影像上能具體反映和判別地物或現(xiàn)象的影像特征[23], 由于“異物同譜”現(xiàn)象的存在, 空間拓?fù)潢P(guān)系也是關(guān)鍵特征之一, 通過(guò)空間拓?fù)浼s束可使解譯結(jié)果更為準(zhǔn)確。因此, 本文基于所建立的珊瑚島礁分類體系, 利用遙感影像與實(shí)地情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 總結(jié)分析珊瑚島礁不同類型在高分遙感影像上的色、形、位等特征, 建立基于高分辨率遙感影像的珊瑚島礁遙感解譯標(biāo)志。

3.1 珊瑚島解譯標(biāo)志

3.1.1 灰沙島

灰沙島大多是由沙洲長(zhǎng)久堆積而成的, 當(dāng)沙洲淤高到一定程度后, 在中、高潮位也不能被淹沒(méi), 即向珊瑚沙島地形發(fā)育。灰沙島地形多為一圈沙堤包繞的碟形洼地結(jié)構(gòu), 島上植被繁茂, 普遍有麻風(fēng)桐、草海桐和羊角樹(shù)群落生長(zhǎng), 所以在遙感影像上, 灰沙島似一圈白沙環(huán)繞著一只滿載綠色的淺碟形盤(pán)子, 中部地勢(shì)低平的裸地呈灰色、紋理粗糙; 沙堤外為礁坪, 發(fā)育有海灘巖, 起到保護(hù)、固定沙堤的作用, 在影像上呈藍(lán)綠色?;疑硩u多呈橢圓形分布, 從島體中心向外海, 沙坪、沙堤、礁盤(pán)、淺灘呈環(huán)形分布, 遙感影像上依次呈現(xiàn)出綠→白→藍(lán)綠→淺藍(lán)→深藍(lán)的色調(diào)變化(圖1)。

圖1 甘泉島和珊瑚島QuickBird B3B2B1真彩色合成影像(2012年4月20日成像)

注: B3B2B1是指利用QuickBird影像的Band 3、Band 2和Band 1進(jìn)行紅、綠、藍(lán)波段合成, 下同。

3.1.2 礁巖島

礁巖島主要由沙子、海灘巖和珊瑚礁構(gòu)成, 除少數(shù)地方覆蓋麻風(fēng)桐、草海桐等植被外, 大部分地方為膠結(jié)的巖礁, 在遙感影像上, 植被覆蓋區(qū)域呈深綠色或綠色, 珊瑚沙堤呈白色條帶狀, 裸露的巖礁呈深灰色, 紋理粗糙; 海島四周海蝕現(xiàn)象清晰, 巖溶地形明顯可見(jiàn), 遙感影像上呈現(xiàn)出明顯的立體感(圖2)。

圖2 石島QuickBird B3B2B1真彩色合成影像(2005年1月19日成像)

3.2 珊瑚沙洲解譯標(biāo)志

珊瑚沙洲是由海浪打碎珊瑚蟲(chóng)肢體或其他造礁生物碎屑日積月累在礁盤(pán)上堆積形成的, 形成年代很新, 空間位置不穩(wěn)定, 在大風(fēng)浪影響下, 形態(tài)多變, 面積時(shí)大時(shí)小, 且常集群出現(xiàn), 受季風(fēng)和海流的影響, 沙體兩端順風(fēng)向移動(dòng), 有擺動(dòng)的尾翼。珊瑚沙洲在影像上極易分辨, 大多無(wú)植被生長(zhǎng), 呈雪白色, 紋理光滑, 少數(shù)長(zhǎng)有稀疏草本植物, 在真彩色影像上呈綠色; 部分沙洲有未堅(jiān)固的海灘巖發(fā)育, 呈深灰色, 紋理粗糙; 沙堤和沙脊之間或有洼地, 呈灰色(圖3)。

圖3 北沙洲QuickBird B3B2B1真彩色合成影像(2012年2月26日成像)

3.3 干出珊瑚礁解譯標(biāo)志

3.3.1 珊瑚環(huán)礁

珊瑚環(huán)礁多呈圓形、橢圓形, 長(zhǎng)徑近北東—南西向, 基本上是由一圈珊瑚礁體圍繞著一個(gè)淺水澙湖而成, 一個(gè)成熟的珊瑚環(huán)礁通常包括以下地貌單元: 1) 向海坡/礁外坡: 礁體外緣向海一側(cè)較陡的急坡, 坡度近乎懸崖, 直瀉下海底, 深度可達(dá)3 000 m, 通常會(huì)產(chǎn)生波浪破碎帶, 使得有些向海坡位置在影像上呈現(xiàn)為白色條帶狀, 圖4中紅色線位置為羚羊礁的向海坡。2) 礁盤(pán): 由于礁盤(pán)外緣浪大, 給珊瑚蟲(chóng)帶來(lái)的養(yǎng)料多, 珊瑚生長(zhǎng)迅速, 使礁坪外高內(nèi)低如盤(pán)狀, 故名。因礁盤(pán)較澙湖和外海的水淺, 從遙感影像上能明顯看出其邊界線, 圖4紅色線和粉色線之間的區(qū)域即為羚羊礁的礁盤(pán); 部分礁盤(pán)上還可發(fā)育形成沙洲或沙島。3) 澙湖坡: 礁盤(pán)向澙湖一側(cè)稱為澙湖坡, 圖4中粉色線位置為羚羊礁的澙湖坡。4) 澙湖: 由珊瑚礁體包圍的淺湖地形, 水深一般不超過(guò)150 m, 在遙感影像上比外海色淺, 比礁盤(pán)色深, 呈淡藍(lán)色, 在珊瑚生長(zhǎng)良好地區(qū), 珊瑚礁體能充分發(fā)育形成完整的封閉性環(huán)礁, 其澙湖為封閉式的, 如羚羊礁澙湖; 而有些澙湖則為開(kāi)放性的, 如華光礁澙湖。5) 點(diǎn)礁: 由澙湖底部或斜坡生長(zhǎng)上來(lái)、彼此孤立分布的墩狀珊瑚礁, 在平面圖上呈點(diǎn)狀分布, 在封閉澙湖中易生成, 部分低潮時(shí)可露出水面, 在遙感影像上呈灰白色、黃色或藍(lán)綠色, 與澙湖水體顏色明顯不同, 可清晰識(shí)別。6) 口門: 開(kāi)放性環(huán)礁中有許多水道連通澙湖和海洋, 這種水道稱為口門, 華光礁的礁盤(pán)南部中間就有兩個(gè)口門將澙湖與外海相連通(圖4)。

圖4 羚羊礁和華光礁QuickBird B3B2B1真彩色合成影像

3.3.2 珊瑚臺(tái)礁

珊瑚臺(tái)礁屬于珊瑚環(huán)礁發(fā)育到晚期的產(chǎn)物, 通常將礁冠寬度(即礁盤(pán)干出范圍)與澙湖寬度之比作為環(huán)礁成熟度標(biāo)志, 即:

當(dāng)<0.1時(shí)定義為幼年期,=0.1~0.2定義為成年期,>0.2時(shí)為老年期(即臺(tái)礁化明顯)。中建島就是一座由小環(huán)礁向臺(tái)礁方向發(fā)展而成的沙島, 現(xiàn)已全部臺(tái)礁化, 四周有較高沙堤, 中部洼地, 且常有積水, 在遙感影像上呈現(xiàn)為淡藍(lán)灰色孤立塊狀體(圖5)。

3.4 珊瑚暗礁解譯標(biāo)志

珊瑚暗礁指低潮時(shí)也不露出海面的珊瑚礁體, 發(fā)育在環(huán)礁邊緣, 最淺處水深十幾米, 妨礙航行, 多有珊瑚生長(zhǎng), 如西沙群島的北邊廊。在遙感影像上, 珊瑚暗礁呈藍(lán)灰或暗藍(lán)灰色, 比外海顏色略淺, 形狀呈圓形或條形(圖6)。

圖5 中建島QuickBird B3B2B1真彩色合成影像(2012年4月29日成像)

3.5 珊瑚暗沙解譯標(biāo)志

珊瑚暗沙與珊瑚暗礁相似, 也發(fā)育在環(huán)礁邊緣, 低潮時(shí)不露出海面, 所不同的是物質(zhì)組分以珊瑚沙為主, 如西沙群島的濱湄灘、湛涵灘。在遙感影像上, 珊瑚暗沙呈淺藍(lán)色, 紋理較為均勻, 色調(diào)要比珊瑚暗礁的略淺(圖6)。

圖6 北邊廊、濱湄灘和湛涵灘GF-1 WFV B3B2B1真彩色合成影像(2015年5月29日成像)

3.6 珊瑚暗灘解譯標(biāo)志

珊瑚暗灘同樣位于低潮面以下, 大多分布位置較深, 一般不礙航行, 少數(shù)較淺的在影像呈深藍(lán)色色調(diào), 較深的暗灘如西沙群島的嵩濤灘, 實(shí)為一座水下平頂山, 最淺處水深232 m, 在遙感影像上無(wú)法識(shí)別。

由于珊瑚島礁主要分布在低緯度地區(qū), 因此在不同時(shí)相遙感影像上的表現(xiàn)特征差異不大, 但不同波段組合、不同圖像處理方式的遙感影像上的表現(xiàn)特征差異很大, 因此解譯標(biāo)志建立時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需求選擇最佳的波段組合方式和最能突出目標(biāo)地物信息的圖像處理方式。除解譯標(biāo)志外, 解譯工作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和對(duì)解譯標(biāo)志的掌握程度也是影響遙感解譯精度的重要因素[24]。

4 總結(jié)

制定珊瑚島礁分類體系是有效進(jìn)行島礁遙感監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵, 貫穿島礁監(jiān)測(cè)的整個(gè)過(guò)程, 包括信息提取、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等各個(gè)環(huán)節(jié), 適用的島礁分類體系會(huì)提高珊瑚島礁管理的有效性和監(jiān)管的高效性。本文綜合考慮珊瑚島礁的形成機(jī)制、珊瑚礁形態(tài)和高分辨率遙感影像上珊瑚島礁圖斑的可解譯程度等因素, 給出了應(yīng)用于珊瑚島礁高分遙感監(jiān)測(cè)的分類體系; 基于此, 分析了珊瑚島礁不同類型在高分遙感影像上的色、形、位等特征, 建立了珊瑚島礁遙感解譯標(biāo)志, 可以為珊瑚島礁信息的快速提取提供支撐, 服務(wù)于珊瑚島礁的保護(hù)、可持續(xù)利用和安全管理。

[1] 趙煥庭, 王麗榮, 宋朝景. 南海珊瑚礁地貌模型研究[J]. 海洋學(xué)報(bào), 2014, 36(9): 112-120.

ZHAO Huanting, WANG Lirong, SONG Chaojing. Geomorphological model of coral reefs in the South China Sea[J]. Acta Oceanologica Sinica(in Chinese), 2014, 36(9): 112-120.

[2] 趙美霞, 余克服, 張喬民. 珊瑚礁區(qū)的生物多樣性及其生態(tài)功能[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 26(1): 186-194.

ZHAO Meixia, YU Kefu, ZHANG Qiaomin. Review on coral reefs biodiversity and ecological function[J]. Acta Ecologica Sinica, 2005, 26(1): 186-194.

[3] DAVID W S, OLOF L. The health and future of coral reef systems[J]. Ocean & Coastal Management, 2000, 43: 657-688.

[4] AZMATH J. The status of the coral reefs and the management approaches: the case of the Maldives[J]. Ocean & Coastal Management, 2013, 82: 104-118.

[5] 馬麗麗, 殷建平, 吳躍偉, 等. 國(guó)際珊瑚礁領(lǐng)域研究現(xiàn)狀及知識(shí)圖譜分析[J]. 海洋科學(xué), 2018, 42(11): 118-125.

MA Lili, YIN Jianping, WU Yuewei, et al. Research status and knowledge mapping analysis of international coral reefs[J]. Marine Sciences, 2018, 42(11): 118-125.

[6] 趙煥庭, 王麗榮. 珊瑚礁形成機(jī)制研究綜述[J]. 熱帶地理, 2016, 36(1): 1-9.

ZHAO Huanting, WANG Lirong. Review on the study of formation mechanism of coral reefs[J]. Tropical Geography, 2016, 36(1): 1-9.

[7] SMITH S V. Coral-reef area and contributions of reefs to processes and resources of the world’s oceans[J]. Nature, 1978, 273: 225-226.

[8] 王麗榮, 余克服, 趙煥庭, 等. 南海珊瑚礁經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估[J]. 熱帶地理, 2014, 34(1): 44-49.

WANG Lirong, YU Kefu, ZHAO Huanting, et al. Economic valuation of the coral reefs in South China Sea[J]. Tropical Geography, 2014, 34(1): 44-49.

[9] 趙煥庭, 王麗榮, 袁家義. 南海諸島珊瑚礁可持續(xù)發(fā)展[J]. 熱帶地理, 2016, 36(1): 55-65.

ZHAO Huanting, WANG Lirong, YUAN Jiayi. Sustainable development of the coral reefs in the South China Sea islands[J]. Tropical Geography, 2016, 36(1): 55-65.

[10] 王圓圓, 劉志剛, 李京, 等. 珊瑚礁遙感研究進(jìn)展[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展, 2007, 22(4): 396-402.

WANG Yuanyuan, LIU Zhigang, LI Jing, et al. A review of coral reef remote sensing[J]. Advances in Earth Science, 2007, 22(4): 396-402.

[11] DUBINSKY Z, STAMBLER N. Coral reefs: an ecosy-s-tem in transition[M]. Dordrecht: Springer, 2011.

[12] 黃榮永, 余克服, 王英輝, 等. 珊瑚礁遙感研究進(jìn)展[J]. 遙感學(xué)報(bào), 2019, 23(6): 1091-1112.

HUANG Rongyong, YU Kefu, WANG Yinghui, et al. Progress of the study on coral reef remote sensing[J]. Journal of Remote Sensing, 2019, 23(6): 1091-1112.

[13] BENFIELD S L, GUZMAN H M, MAIR J M, et al. Mapping the distribution of coral reefs and associated sublittoral habitats in Pacific Panama: a comparison of optical satellite sensors and classification methodologies[J]. International Journal of Remote Sensing, 2007, 28(22): 5047-5070.

[14] 李弘毅, 劉永學(xué), 張思宇, 等. 地理信息技術(shù)支撐下的南海島礁資源環(huán)境研究進(jìn)展與展望[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2018, 37(11): 1454-1462.

LI Hongyi, LIU Yongxue, ZHANG Siyu, et al. Progress and prospects on coral reefs research in the South China Sea based on the application of geographic information technologies[J]. Progress in Geography, 2018, 37(11): 1454-1462.

[15] 劉俊霞, 馬毅, 孫偉富, 等. 島礁光學(xué)影像圖譜特征分析[J]. 海洋科學(xué), 2015, 39(2): 79-84.

LIU Junxia, MA Yi, SUN Weifu, et al. Analysis of optical image features of islands[J]. Marine Sciences, 2015, 39(2): 79-84.

[16] 李曉敏. 高分一號(hào)衛(wèi)星眼中的西沙群島珊瑚島礁[J]. 衛(wèi)星應(yīng)用, 2018, 7(2): 42-43.

LI Xiaomin. Coral islands and reefs in Xisha Islands from the perspective of GF-1 satellite[J]. Satellite Application, 2018, 7(2): 42-43.

[17] 趙煥庭. 西沙群島考察史[J]. 地理研究, 1996, 15(4): 55-65.

ZHAO Huanting. History of expeditions to Xisha Islands[J]. Geographical Research, 1996, 15(4): 55-65.

[18] 陳史堅(jiān). 淺談南海諸島的開(kāi)發(fā)和保護(hù)[J]. 海洋開(kāi)發(fā), 1987(1): 25-29.

CHEN Shijian. On the development and protection of the islands in the South China Sea[J]. Ocean development, 1987(1): 25-29.

[19] 潘春梅, 丁謙, 曹文玉. 南沙群島島礁地形地貌TM影像特征分析[J]. 國(guó)土資源遙感, 2002(2): 34-37, 60.

PAN Chunmei, DING Qian, CAO Wenyu. TM image analysis of island reef topography of the Nansha Islan-ds[J]. Remote Sensing for Land & Resources, 2002(2): 34-37, 60.

[20] 周旻曦, 劉永學(xué), 李滿春, 等. 多目標(biāo)珊瑚島礁地貌遙感信息提取方法—以西沙永樂(lè)環(huán)礁為例[J]. 地理研究, 2015, 34(4): 677-690.

ZHOU Minxi, LIU Yongxue, LI Manchun, et al. Geomorphologic information extraction for multi-objective coral islands from remotely sensed imagery: a case study for Yongle Atoll, South China Sea[J]. Geographi-cal Research, 2015, 34(4): 677-690.

[21] 曾昭璇. 中國(guó)環(huán)礁的類型劃分[J]. 海洋通報(bào), 1982(4): 43-50.

ZENG Zhaoxuan. The classification of the atolls in China[J]. Marine Science Bulletin, 1982(4): 43-50.

[22] 顏長(zhǎng)珍, 馮毓蓀, 王建華, 等. 西北地區(qū)土地資源類型TM影像遙感解譯標(biāo)志的建立[J]. 中國(guó)沙漠, 1999, 19(3): 206-209.

YAN Changzhen, FENG Yusun, WANG Jianhua, et al. Establishing the interpreting key system on TM image of land resources types in northwest China[J]. Journal of Desert Research, 1999, 19(3): 206-209.

[23] 趙英時(shí). 遙感應(yīng)用分析原理與方法[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2003.

ZHAO Yingshi. Principles and methods of remote sensing application analysis[M]. Beijing: Science Press, 2003.

[24] 李曉敏, 張杰, 馬毅, 等. 粵西海島海岸帶典型地類SPOT-5影像解譯標(biāo)志[J]. 海洋通報(bào), 2011, 30(4): 447-450, 455.

LI Xiaomin, ZHANG Jie, MA Yi, et al. Interpretation marks of SPOT-5 image on typical target types of islands and coastal zone in western Guangdong[J]. Marine Science Bulletin, 2011, 30(4): 447-450, 455.

Establishing a remote sensing classification system and interpretation marks for the coral islands and reefs in the South China Sea

LI Xiao-min1, 2, MA Yi2, LU Xi-xi1

(1. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, China; 2. First Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, Qingdao 266061, China)

The coral islands and reefs in the South China Sea are far from the mainland with a relatively small area; thus, the high-resolution remote-sensing technology has become an important tool for monitoring them on a large scale. The basis of remote-sensing monitoring of coral islands and reefs is to establish a suitable remote-sensing classification system with interpretation marks. The formation mechanism of coral islands and reefs, coral reefs morphology, and interpretable degree of coral islands and reef patches on high-resolution remote-sensing images were all considered in this study. The classification system for the high-resolution remote-sensing monitoring of coral islands and reefs was formulated and established the interpretation marks of coral islands and reefs using the field survey data. This can serve the dynamic monitoring of coral islands and reefs in the South China Sea by providing data support for the protection, sustainable utilization, and security management of coral islands and reefs.

coral islands and reefs; remote sensing monitoring; classification system; interpretation marks; high-resolution remote sensing images

Nov. 10, 2020

TP753

A

1000-3096(2021)05-0023-08

10.11759/hykx20201110003

2020-11-10;

2020-12-26

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFC1405600); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51839002)

[National Key R&D Program of China, No. 2017YFC1405600; National Natural Science Foundation of China, No. 51839002]

李曉敏(1982—), 女, 蒙古族, 內(nèi)蒙古通遼人, 工程師, 碩士, 主要從事海島遙感調(diào)查技術(shù)研究, 電話: 0532-88960569, E-mail: lixiaomin@fio.org.cn

(本文編輯: 叢培秀, 譚雪靜)

猜你喜歡
環(huán)礁珊瑚礁島礁
終于等到你!ATOLL(珊瑚礁)ST200流媒體播放機(jī)、SDA200流媒體播放/功放一體機(jī)
珊瑚礁世界的魚(yú)兒
體系作戰(zhàn)條件下島礁作戰(zhàn)中輔助決策問(wèn)題研究
跟蹤導(dǎo)練(三)3
密克羅尼西亞
華夏地理(2018年3期)2018-08-06 03:59:24
大洋洲的朗伊羅阿環(huán)礁
印焦慮馬爾代夫向沙特賣礁
圣約瑟夫環(huán)礁
中外文摘(2016年11期)2016-08-31 19:52:50
硨磲采挖對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的破壞——以西沙北礁為例
基于OODA過(guò)程的島礁防空CGF模型
阳曲县| 军事| 镇赉县| 和平区| 丹巴县| 渑池县| 专栏| 平潭县| 六枝特区| 玉山县| 祁连县| 深泽县| 东乌珠穆沁旗| 上林县| 个旧市| 陆川县| 稻城县| 东莞市| 龙川县| 道孚县| 通海县| 波密县| 山阳县| 三穗县| 凤冈县| 花垣县| 乌鲁木齐市| 蒙自县| 苏尼特左旗| 民和| 龙游县| 永宁县| 若尔盖县| 黔南| 五原县| 青阳县| 龙陵县| 塘沽区| 阳高县| SHOW| 澄江县|