闽江口水体变化的遥感动态监测

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1、第2期福建地质GeologyofFujian243闽江口水体变化的遥感动态监测林腾(福建省地质游绘院，福州，350011)摘要基于1986年和1994年的LandsatTM、2010年的SPOT53个时相的卫星影像，探讨福建省闽江口1986～2010年的水体变化规律。水体变化信息主要通过变化检测和信息提取等一系列遥感技术来获取。研究结果表明闽江口在1986～2010年，水库、湖泊和坑塘面积不断增加，这主要是由于城市用地扩展和养殖业的发展，从侧面反映了福州在1986～2010年，城市化进程和经济发展步伐有较大提高。关键词水体

2、变化遥感动态监测闽江口卫星遥感数据宏观、实时、快速和成本低的优势使其在水体信息提取领域得到了广泛的研究和应用[1]。近年来，水体信息提取的遥感数据源越来越丰富，主要有LandsatTM／ETM+、SPoT5、Modis等，其中应用最广泛的为LandsatTM／ETM十数据。多年来，国内外专家学者经过广泛的研究提出了多种方法，如谱间关系法、阈值法、指数模型法、色度法、决策树法等。颜梅春[21结合周成虎等提出的谱间关系法，并辅于适合的阈值对南京市的水域变化进行监测分析。徐涵秋[31在对归一化差异水体指数NDwl分析的基础上，提

3、出改进的归一化差异水体指数MNDwI，并对水库、湖泊、河流、海洋4种不同类型的水体提取进行了实验，证明MNDWI指数方法提取效果更好。陆家驹[41等采用色度判别法、比率测算法以及阈值法对TM图像中的水体分布范围进行提取。笔者主要针对闽江口的地域特点，选用LandsatTM和SPOT52种不同分辨率的遥感影像作为数据源，综合多种方法，探索水体信息自动分类和提取的有效途径，对近24a来闽江口的水体变化情况进行遥感动态监测分析。1研究区概况和数据源闽江口隶属于福州市，地处戴云山脉的东翼，倚山面海，地势由西北向东南倾斜，地理坐标：

4、东经118。52’～119458’，北纬25。177～26。34’，面积约6131km2。区域内主要河流为闽江，闽江自西北向东南流经该区中部，注入东海，流经研究区全长约150km。研究区跨江傍海，拥有辽阔的海域和丰富的海洋资源，可供开发的海港资源主要有20多处，可建万吨泊位有10多处。海域面积广阔，远大于陆域面积，跨闽东渔场的南部和闽中渔场的北部。岛屿星罗棋布，大小岛屿415个。浅海及滩涂面积较大，可供各种水产养殖、围垦、晒收稿日期：2013一01—21作者筒介：林腾(1986一)，女，助理工程师，地图学与地理信息系统专业

5、。244福建地质GeologyofFujian第32卷盐等。2数据源该次研究选用LandsatTM和SPOT52种不同分辨率的遥感影像作为数据源，时相分别为1986一07—25，1994—11一04，2010一9—16(SPOT5)。影像质量良好，云量较少，且无数据丢失。3数据预处理3．1高分影像处理SPOT5影像分辨率为2．5m，主要采用严格的物理轨道模型和DEM数据进行正射校正。先对SPOT5全色波段进行正射校正，再利用正射好的全色波段数据与SPOT5多光谱数据进行配准，然后对配准后的全色和多光谱数据进行融合。3．2低

6、分影像处理LandsatTM影像分辨率为30m，SPOT5影像为基础对影像进行配准，的投影坐标系均采用北京54坐标系。以消除大气的影响，提高地物反差比，4水体信息提取处理过程同SPOT5影像大致相同，主要以校正好的以提高影像精度，同时对影像进行归一化处理。影像并采用线性回归分析法对校正后的影像进行大气校正，丰富地物内容。由Mcfeeters提出的归一化水体指数ND—WI[5]，主要通过提高水体在图像中的亮度值来提取土壤湿度信息，是一种利用波段比值进行分类的方法，定义为MNDwI一(Green—NIR)／(Green+NIR

7、)。而修正归一化水体指数MNDWI是对其的改进邙{]，其数学表达式为MNDWI=(Green—MIR)／(Green+MIR)。式中：NIR、MIR和Green分别代表近红外波段、中红外波段和绿光波段的反射率。4．1L柚dsatTM影像水体信息提取主要利用修正归一化水体指数MNDwl分别对1986年和1994年的影像进行水体信息获取，LandsatTM的2波段和5波段分别图1研究区M嗍影像(以1994年为例)对应MNDWI的中红外波段和绿光波段。闽Fig．1MNDwIimageofthe仲searcharea江口1994年

8、的MNDWI影像(图1)，从图(forexample1994year)中可看出，水体以高亮度显示，对应的MNDWI值较高，其余MNDWI值较低部分为非水体部分，在图上表现得很暗淡。总体上，MNDwI指数可以很好地区分水体信息和非水体信息。第3期林腾：闽江口水体变化的遥感动态监测245为了更准确的提取水体