遥感技术在某海岸带地质环境调查中的应用

单倩倩（曲阜师范大学　地理与旅游学院，山东　曲阜　273165）



遥感技术在某海岸带地质环境调查中的应用

单倩倩
（曲阜师范大学地理与旅游学院，山东曲阜273165）

摘要：大陆和海洋的海岸线是相互作用的，在人类的发展作为一个重要的地质问题十分严重的区域.通过遥感手段记录随着时间的变化，海岸线的变化，并对结果解释，根据需要提供特殊的提取信息，对海岸带的变化规律、土地利用的时空变化，复杂的海岸带地质调查.

关键词:遥感技术；海岸带地质；环境调查；应用

大陆和海洋的海岸线是相互作用的，在人类的发展过程中作为一个重要的区域存在，当前海洋环境地质问题十分严重，地面沉降，海平面上升，海水入侵，海岸侵蚀，滑坡，沿海资源保护、环境保护已成为关注的焦点.目前中国沿海人口数量对资源和环境影响加剧，对经济的可持续发展也构成了威胁.因此，公共研究和基础研究的重大技术决策是发展沿海地区的环境保护和管理以及加强国民经济发展战略.

1　遥感技术介绍

遥感是在高层大气和外层空间的不同的平台上使用不同的传感器对地表特征的各种数据进行传输、转换和处理，然后提供有用的信息，对地物空间形状、位置、性质、变化和环境的相互关系进行研究的一个现代的应用技术科学.当前社会，测绘、气象、国土资源、灾害监测、环境保护、国防、能源、交通、建筑，以及监测海洋和沿海等其他许多学科和领域都应用了遥感技术.其中，海洋遥感是指以海洋和沿海地带为检测研究内容的遥感.海洋遥感相对于传统的海洋调查方法有比较多的优势：其一，地面，海上、天气和人为条件的限制对于海洋遥感产生不了影响，海洋遥感可以探测无法直接进入的环境恶劣、偏远的地理位置；其二，定期监测海洋表面温度场的变化、大洋环流、鱼群和污染物的迁徙移动；其三，海洋遥感技术具有宏观特征，这个宏观特征是的海洋遥感可以对海洋资源进行大范围的普查，同时进行海洋制图和对海冰、海洋污染进行有效监测；其四，海洋遥感还能对风、流、环境污染和海气之间的相互作用进行同步监测，同时获得这些相互作用间的能量收支信息；最后，多波段、高光谱遥感可以开拓研究视野，为海洋研究提供大量相关的海洋遥感数据和信息.

2　调查方法

研究区域位于山东日照，日照市是山东省的一个地级城市，位于中国中部、东南沿海、山东黄海的山东半岛.日照属于沿海平原丘陵地形，北部和西部高，南部和东部微低，山脉呈NE-SW向的分布，从东到西呈现出冲积平原到低山丘陵分布的现象，其地貌特征十分明显.海洋带地质环境十分复杂恶劣，人不容易直接进入，所以进行人工调查十分困难.在这种情况下，就可以使用遥感技术进行调查.在目前的条件下，采用TM卫星影像数据（1:100 000）和人机交互式解译的方式来监测和研究沿海地区的地质环境情况，并且结合1979年、2003年和2010年的数据，根据需要提取特殊信息，掌握海岸带和地表覆被的变化规律，从而对海岸带的环境地质状况进行全面调查和综合研究.

2.1遥感数据源选择及预处理

2.1.1数据源选择

LANDSAT卫星系列的多光谱遥感数据是海岸带遥感解译主要数据源的选择，此外，遥感技术好需要充分收集相关区域的地质、水文、农业、渔业和其他相关信息资料，并且进行相应的研究.为了使海岸带遥感基础数据得到有力的支持，需要了解区域自然条件和地质背景，这也是相关专家获取相关知识的一个重要途径.要想了解区域的自然条件和地质背景，主要是根据研究区的地理位置，观测该区域现有的时间序列，根据观测的数据来得到时间和轨道编号.然后从这些数据中选出受云层干扰层度比较小，成像时间与季相比较相近的影像数据，这些数据的质量比较高，对这些高质量的数据进行预处理，这是为以后提取海岸带遥感信息准备数据.

2.1.2数据预处理

随着遥感技术的发展，多颗卫星传递的遥感数据对地表观测形成了三维网络结构.遥感信息提取和分析的基础就是遥感数据，遥感数据也是应用各种信息的资源.遥感数据的预处理是能够保证遥感数据的充分利用，遥感影像的预处理技术主要有辐射矫正、几何校正、调色和云光等.基于以上原因，项目通过ENVI软件和IDL函数动态链接库，设计开发了工厂化的遥感图像处理流程.

2.2海岸带专题信息提取

2.2.1海岸线提取

卫星图像的海岸线上海两侧的土地和水体的属性种类繁多，所以显示许多不同的光谱、纹理和空间关系.在光谱域中都有其连续性，差异是明显的，但简单的光谱特征可以导致一个大的错误和遗漏的领域；在纹理域中，水体的纹理比较均一，同质区域的水体比陆地纹理细腻；在空间关系上，因为是大面积的连续土体和水体，所以在这种大区域中，如果出现异质的小斑块，可以将这些异质的小斑块移除.在此基础上，设计海岸自动选择程序，选取研究区的ETM和数据，校正后，将分层分类和指数模型结合，以及构建水水体指数模型，从而达到提取水域的目的.当提取到水域之后，要进行海水和陆地的分离，从而保证可以精确提取不同类型的海岸线.其中，进行海水和陆地分离的方法主要是利用空间关系和设置阈值.

2.2.2盐田提取

盐田的遥感图像是很难确定一个类的对象，因为盐和海水，沿海池塘，在空间分布上很难辨别.海水光谱特性分析，发现随着盐度的增加，红波段反射率增加.晒盐场，由于水的蒸发，越来越多的高盐度卤水，最后结晶.因此，在对水质进行指标化的基础上，要通过对海盐指标的建设，可以实现沿海盐田的鉴别.

2.2.3滩涂提取

首先从原始遥感上寻找可以作为基准的对象，例如：大型机场、河流湖泊，海岸线和其他的基准对象，鉴于一个场景只包含图像，所以要对提取对象的基准图像进行掩模计算，将其他部分为参考的对象，在图像的基础上进行光谱特性特征分析（例如，ISODATA法），将对象进行基准推演，并与整个图像的层进行效核，然后进行一个粗糙的分类.然后，在粗分类的基础上，通过附近的对象和图像空间的搜索，并确定基准地形分布的对象和基于对象搜索确定土地的实际分布和相应的改变，以一个更实际的和准确的分类.

2.2.4河流提取

遥感图像中河流的水，一方面有着与一般的水一样的光谱特征，但与地表通量的背景形成了鲜明的对比，边界清晰，可利用地方单位结合光谱相似性斑块的倾向分析，另一方面，由于在不同的流域中水体有自身（如浊度，冷冻的情况，是否有更大的光谱植被覆盖）的差异，而且许多支流的像素宽度比较小，在混合像元的遥感光谱信息，背景信息复杂，河流的识别环境是脆弱的.在考虑空间分布和频谱特性，根据“全体和地方”迭代算法迭代反馈机制，光谱通过水体的阈值自动调整，以适应.

2.3海岸带环境地质遥感制图与分析

2.3.1海岸线提取与分析

在一个不断变化的海岸线上，因为海水的不断侵蚀，除人工港口，在整个地区的海岸线会向内陆地区撤退.时间分布为，第一段（1976年）后，迅速侵蚀，第二段（2002年）暂时放缓，第三段（2002年）后显著的海岸变迁侵蚀.如图1，研究区海岸线变迁图.

2.3.2盐田提取与分析

档案利用在盐田区的多源遥感发现在过去的几年里盐田的变化很大，减少的情况几乎没有.1979年，盐田区分布很少，在2002年有区域分布、零星分布，盐湖区在2014年的遥感中突然变得很多，根据盐田地区的2002年统计，为51.7平方公里，2014盐田区为238.2平方公里，盐田区的分布表明，在过去的几年里，在该地区的盐田突然增加.

2.3.3地表覆被遥感分类与分析

利用遥感手段，面向对象，研究了在1979年，2002年和2014年三个阶段的土地覆盖进行遥感.研究表明，近几十年来，沿海地区的土地覆盖类型的变化，在不同的地区土地覆盖面积变化明显明显，湖泊和湿地的面积严重下降，三角洲，潮间带增加了，并增加的城市盐田、养殖场.

3　结束语

通过相关分析和遥感的研究中发现，沿海地区自1979年至2014年的地质环境出现较大变化，在沿海地区的海岸线朝着内陆退去，盐田分布急剧增加，土地覆盖面积发生了很大的变化，判断每个土地覆盖面积的遥感技术可以很快探测到发生的变化，掌握土地变化的时空变化特征，为在该地区的海岸地质研究的复杂工作提供参考.在沿海地区遥感地质，节约了大量的人力和物力资源，值得在今后应用.

参考文献：

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收稿日期：2015年10月30日

中图分类号：P627

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2016）01-0122-02