泉州湾海岸线变迁遥感监测研究

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1、322福建地质GeologyofFujian第4期泉州湾海岸线变迁遥感监测研究赖国棣(福建省地质测绘院，福州，350011)摘要基于LandsatMSS／TM、SPOT5、WorldView一1卫星数据，运用计算机技术对卫星遥感数据进行分析处理，经几何纠正、配准、彩色合成、融合图像处理等方法，分析研究泉州湾海岸岸相特征，通过提取相应时期海岸线，研究泉州湾海岸23年(1988～2011年)的变化特征。研究表明，泉州湾海岸线变迁主要受人为活动影响，海岸线变迁最大的是泥质海岸带，砂质和基岩等海岸带的变化较小，集中于湾内西

2、北岸，南北两岸则相对稳定。关键词海岸线岸线变迁遥感监测泉州湾泉州湾位于福建省境内，北起惠安崇武半岛，南至晋江石狮市祥芝镇，为晋江、洛阳江汇合入海的半封闭海湾。北接莆田湄洲湾，南邻厦门围头湾，东濒台湾海峡。泉州湾生态环境优良，生物种类繁多。泉州湾沿岸的工业、农业、旅游业发达，环境保护同经济发展的矛盾日益突出。开展泉州湾岸线变迁监测，对保护岸线资源，加强海岸带综合管理，协调人类与海岸带的关系，维护生态环境健康发展具有重要意义。海岸线是陆地与海洋的分界线，海岸线传统的野外实地调查法人工花费多、效率低、工作周期长，而且获取

3、的数据不易统计。遥感监测是基于“空对地”遥感影像数据和地学分析为基础的综合性应用技术，其最大优势在于大范围实时同步数据获取能力，在海岸线调查中具有显而易见的优势①。与传统方法相比，海岸线遥感监测可以节省投入费用，具有很高的经济效益和社会效益。目前，国内学者提出了多种海岸线提取算法，开展了全国多地的海岸线遥感动态监测研究工作[1。6]。1遥感数据处理1．1数据源笔者采用LandsatMSS／TM、SPOT5、worldView一1等影像为主要数据源，经过大气校正、几何校正、水边线提取等图像处理，结合GIS软件和实地踏

4、勘验证，提取了泉州湾的海岸线，应用1988年、1998年、2011年3个时相的卫星遥感图像，研究泉州湾海岸线23年的演化变迁(表1)。①大连海事大学，海岸线卫星遥感提取方法研究，2007。收稿日期：2015-08—04作者简介：赖国棣(1981)，男，测绘工程师、注册测绘师，主要从事3s技术在国土资源管理中的综合研究与应用。第4期赖国棣：泉州湾海岸线变迁遥感监测研究3231．2数据处理对遥感数据几何精校正是海岸线提取研究的必要环节，该研究采用ERDASIMAGINE2010软件平台，30m分辨率卫星影像以1：500

5、00比例尺地形图为基础底图，2．5m和0．5m分辨率卫星影像以1：10000比例尺地形图为基础底图，分别对3个时相的遥感图像进行了几何纠正。空间参考系采用1980西安坐标系和高斯一克吕格投影，影像的校正、配准采用二次多项式变换，利用双线性内插法进行重采样。几何校正误差满足相关技术规范[70关于遥感影像几何校正误差的要求。表13个时相卫星遥感数据参数Table1Theparametersdataof3phasesatelliteremetesensing时相(农历)影像类型分辨率(m)潮汐位1988年11月3日11时

6、(九月二十四)TM30中高潮位1998年12月17日14时(十月二十九)TM30高潮位2011年9月11日13时(八月十四)SPOT52．5高潮位2011年11月24日15时(十月二十九)WVl0．5高潮位2海岸线提取原理与方法2．1水边线提取基本原理水边线是指卫星过境时海水和陆地的分界线。根据陆地与水体具有不同的反射率特性，TM卫星数据2．08～2．35弘m红外波段(第7波段)图像的直方图呈双峰，采用直方图鞍部最低点所对应的数值作为阈值，对图像进行二值化处理，实现海陆分界。通过边缘检测试验对比发现Roberts算

7、子对图像的提取效果优于Sobel算子，笔者采用Roberts算子对2个时相的第7波段二值图像进行边缘检测处理，提取水边线信息[8]。在ArcGIS软件中以提取的水边线图为底图，通过栅格矢量化得到水边线矢量数据。而要从水边线矢量数据中确定海岸线的位置，还需要考虑潮汐、岸线类型等因素。由于缺乏水文数据，采用中、高潮位卫星数据作为海岸线变迁宏观研究目标，因而忽略潮汐校正。2．2海岸线类型及解译标志泉州湾海岸线大致可分为基岩海岸线、人工海岸线以及砂、泥质海岸线。不同类型的海岸线有不同的特点，遥感解译标志也不同(图1)。各类

8、型海岸线影像特征如下。(1)基岩海岸线：一般对应着岩滩、砾石滩和沙滩，特殊地段可能形成特殊地貌景观，具有一定的旅游开发价值。在高分辨率卫星影像上呈现为地形起伏，纹理粗糙，主要分布于基岩岬角岸段、半岛和岛屿。其海岸线曲折，为典型的锯齿状海蚀岸，分布于崇武镇的玉前、前头等地。(2)砂质海岸线：对应着沙滩和过渡型砂砾质岸滩，其开发利用主要与旅游开发有关，以及作为建