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海岸帶遙感智能解譯與典型應用 版權信息
- ISBN：9787030714114
- 條形碼：9787030714114 ; 978-7-03-071411-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
海岸帶遙感智能解譯與典型應用 本書特色
適讀人群 ：地理學、資源與環境科學、測繪科學與技術等相關學科的研究生和高年級本科生，相關研究人員、教師和政府相關部門人員使廣大讀者對遙感技術在海岸帶智能解譯與應用方面有新的了解。同時，能拋磚引玉，引發廣大學者對這一領域產生新關注和興趣
海岸帶遙感智能解譯與典型應用 內容簡介
本書回顧總結了海岸帶智能遙感解譯方法及其在海岸帶資源調查、評估等方面的典型應用。主要內容包括海岸帶遙感數據的基礎處理、海岸線自動提取、海岸帶植被土地利用變遷及其驅動因素分析、海岸帶植被遙感精細分類制圖、海岸帶生態適宜性監測與評價、海岸典型基礎目標跨海大橋的自動識別等。
海岸帶遙感智能解譯與典型應用 目錄
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 海岸帶遙感監測的必要性和意義 1
1.2 我國海岸帶監測的現狀分析 4
1.3 海岸帶遙感的發展現狀 8
參考文獻 10
第2章 海岸帶遙感數據源與基礎處理 13
2.1 海岸帶遙感數據源 13
2.2 遙感數據基礎處理 30
2.3 本章小結 37
參考文獻 37
第3章 海岸帶遙感影像融合方法及潛在應用 40
3.1 海岸帶遙感影像融合研究背景 40
3.2 成分替換類融合方法 40
3.3 多分辨率分析融合方法 50
3.4 影像融合在海岸線提取中的應用 57
3.5 影像融合在海岸帶地物分類中的應用 58
3.6 本章 小結 63
參考文獻 63
第4章 海岸線提取與變化分析 66
4.1 海岸線提取研究背景及意義 66
4.2 舟山市概況及海岸線提取所需遙感數據 78
4.3 海岸線提取與變化分析 79
4.4 本章小結 91
參考文獻 92
第5章 時間序列構建與濕地植被分類 95
5.1 時間序列構建與濕地植被分類的研究背景及意義 95
5.2 鹽城濱海濕地概況及相關研究數據 96
5.3 研究方法 100
5.4 結果分析 105
5.5 本章小結 113
參考文獻 113
第6章 海岸帶土地變遷與驅動分析 117
6.1 海岸帶土地變遷與驅動分析研究進展 117
6.2 杭州灣概況與研究數據集 120
6.3 海岸帶土地變遷與驅動因素分析方法 123
6.4 本章小結 139
參考文獻 140
第7章 濱海濕地的高光譜遙感精細制圖 143
7.1 濱海濕地高光譜遙感 143
7.2 濱海濕地高光譜遙感實驗數據 147
7.3 濱海濕地高光譜遙感實驗過程與方法 148
7.4 濱海濕地高光譜遙感實驗結果與分析 151
7.5 本章小結 153
參考文獻 154
第8章 基于多源遙感數據的丹頂鶴生境適宜性監測 156
8.1 多源遙感與丹頂鶴生境適宜性監測 156
8.2 鹽城保護區概況與研究數據 157
8.3 生境適宜性評價與分析 161
8.4 鹽城保護區丹頂鶴生境監測 166
8.5 關于生境適宜性的討論 174
8.6 本章小結 177
參考文獻 178
第9章 基于高分辨率遙感圖像的跨海大橋目標識別 182
9.1 跨海大橋目標識別研究背景及意義 182
9.2 跨海大橋目標識別研究現狀 182
9.3 跨海大橋目標識別方法 189
9.4 跨海大橋目標識別研究應用 201
9.5 本章小結 204
參考文獻 204
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 海岸帶遙感監測的必要性和意義 1
1.2 我國海岸帶監測的現狀分析 4
1.3 海岸帶遙感的發展現狀 8
參考文獻 10
第2章 海岸帶遙感數據源與基礎處理 13
2.1 海岸帶遙感數據源 13
2.2 遙感數據基礎處理 30
2.3 本章小結 37
參考文獻 37
第3章 海岸帶遙感影像融合方法及潛在應用 40
3.1 海岸帶遙感影像融合研究背景 40
3.2 成分替換類融合方法 40
3.3 多分辨率分析融合方法 50
3.4 影像融合在海岸線提取中的應用 57
3.5 影像融合在海岸帶地物分類中的應用 58
3.6 本章 小結 63
參考文獻 63
第4章 海岸線提取與變化分析 66
4.1 海岸線提取研究背景及意義 66
4.2 舟山市概況及海岸線提取所需遙感數據 78
4.3 海岸線提取與變化分析 79
4.4 本章小結 91
參考文獻 92
第5章 時間序列構建與濕地植被分類 95
5.1 時間序列構建與濕地植被分類的研究背景及意義 95
5.2 鹽城濱海濕地概況及相關研究數據 96
5.3 研究方法 100
5.4 結果分析 105
5.5 本章小結 113
參考文獻 113
第6章 海岸帶土地變遷與驅動分析 117
6.1 海岸帶土地變遷與驅動分析研究進展 117
6.2 杭州灣概況與研究數據集 120
6.3 海岸帶土地變遷與驅動因素分析方法 123
6.4 本章小結 139
參考文獻 140
第7章 濱海濕地的高光譜遙感精細制圖 143
7.1 濱海濕地高光譜遙感 143
7.2 濱海濕地高光譜遙感實驗數據 147
7.3 濱海濕地高光譜遙感實驗過程與方法 148
7.4 濱海濕地高光譜遙感實驗結果與分析 151
7.5 本章小結 153
參考文獻 154
第8章 基于多源遙感數據的丹頂鶴生境適宜性監測 156
8.1 多源遙感與丹頂鶴生境適宜性監測 156
8.2 鹽城保護區概況與研究數據 157
8.3 生境適宜性評價與分析 161
8.4 鹽城保護區丹頂鶴生境監測 166
8.5 關于生境適宜性的討論 174
8.6 本章小結 177
參考文獻 178
第9章 基于高分辨率遙感圖像的跨海大橋目標識別 182
9.1 跨海大橋目標識別研究背景及意義 182
9.2 跨海大橋目標識別研究現狀 182
9.3 跨海大橋目標識別方法 189
9.4 跨海大橋目標識別研究應用 201
9.5 本章小結 204
參考文獻 204
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海岸帶遙感智能解譯與典型應用 節選
第1章緒論 1.1海岸帶遙感監測的必要性和意義 1.海岸帶遙感監測的必要性 海岸帶是海洋和陸地相互作用的地帶，即陸地向海洋過渡的地帶。海岸帶以其特殊的地理位置和組成結構，承載了大量的自然與人文功能。它既是地球表面*為活躍、各種現象與過程*為豐富和復雜的自然區域，也是資源類型、開發區位與環境條件*為優越的區域。我國沿海地區以全國13%的陸地總面積承載著全國50%的人口，創造的產值約占全國國內生產總值的60%以上，是國民經濟和社會發展*為先進的地區，具有港口、航道、海鹽、生物資源、海岸濕地、海濱旅游、海洋空間以及相關的海洋化工、海洋藥物等特有的資源。水產養殖業被譽為“藍色革命”極大地緩解人類對食物需求的壓力，同時避免了對海洋過度捕撈，備受世界關注。水產養殖業快速發展的同時，也帶來一系列生態環境問題，過度的海水養殖不僅引發赤潮，還會導致海洋環境復合污染。沿海地區擁有大量的鹽田資源，總量超過10萬公頃，構成豐富的土地后備資源。改革開放以來，我國沿海地區港口運輸業取得非凡的成就，有效地支撐了我國經濟發展。 海岸帶擁有豐富的自然資源、生物多樣性，具有獨特的環境，是大氣圈、水圈和巖石圈相互作用的活躍和敏感地帶。此外，海岸帶又難以被管理，是一個動態的自然系統，并受到日益增長的社會經濟因素的影響。海岸線是海陸相互交匯的界線。海岸線的時空變遷對海岸帶的自然地理環境有重要指示作用，不但是海岸線位置變遷和類型轉變，還將引起海岸帶灘涂資源的演化，對生物多樣性、濱海濕地生態系統及近岸海洋環境產生影響，進而影響人類的生存環境。獲得不同時期的海岸線信息是海岸帶管理的基礎工作，海岸線信息的提取與海岸線變化的監測對海岸資源管理、海岸環境保護、海岸可持續發展以及合理規劃起到至關重要的作用。 隨著社會經濟的高速發展和人口的劇烈增長，土地的需求量急劇增加，人地矛盾日益突出。沿海地區經濟的發展嚴重受制于土地資源的不足。而圍填海既可解決土地資源不足的問題，又一定程度上避免政策制約，因此，沿海各省份均大規模興建海岸工程。養殖用海、鹽田用海和港口碼頭是圍填海的主要形式，也是沿海灘涂開發利用的主要形式和海岸帶土地利用的主要類型[5]。圍填海在創造豐厚社會效益的同時也改變了沿海地區海岸格局，導致海洋生態系統失衡，引發一系列嚴重的生態環境災害。海岸帶資源環境面臨嚴峻挑戰：污染與日俱增，環境質量急劇下降；大量不合理的人為活動破壞了典型的海洋生態系統，使得許多海洋生物瀕臨絕跡，漁業產量大幅度下降；海岸帶災害頻發，損失加重。這些都已成為海洋經濟可持續發展的嚴重阻礙。因此，快速、準確地監測海岸帶成為海岸帶資源環境調控和綜合管理的一項重要任務。 當前，中國海岸帶環境質量的退化已成為限制海岸帶經濟進一步發展的瓶頸。沿海灘涂濕地、紅樹林和珊瑚礁均遭受嚴重破壞。中國紅樹林面積正急劇萎縮，至2019年現有面積僅約290km2。中國南海珊瑚礁資源衰退極其嚴重，多達90%遭到破壞，其中占全國珊瑚礁總面積98%的海南省，因不科學、過度的開發利用，加之受海洋環境污染等因素影響，80%～95%的珊瑚礁被破壞。近年來，中國近岸海域赤潮頻發，2000年以后進入赤潮高發期，從北到南都有分布，河口、內部海灣更是多發區。一些不合理的海岸帶資源開發與海岸工程建設帶來諸如海岸侵蝕、海水倒灌等嚴重的環境問題，使得濕地、堤頊受破壞，水產養殖業受損。目前一些緩發性海洋地質災害如海岸侵蝕、海平面上升、沿岸土地鹽漬化和海水入侵地下淡水等，呈現惡性發展趨勢。另外，風暴潮每年也給我國造成近百億元的經濟損失。 遙感技術受時空限制小，能夠客觀、準確地監測海岸線與海岸工程開發利用和動態變化過程。開展海岸帶的遙感監測研究，正確地把握我國海岸帶的開發現狀，能完成宏觀、動態、同步監測海岸帶區域生態環境和資源開發利用狀況，彌補常規觀測方法的不足。開展對海岸工程建設造成的海岸線變化、土地利用變化的研究，可以探討其對陸地、海洋生態環境影響，指導合理規劃海岸工程，更好地推動沿海地區經濟、資源與環境的可持續發展；同時，為海洋經濟的發展、海岸帶資源的開發、自然環境及生態系統保護等提供參考；為更深入的研究夯實基礎，為土地可持續利用提供數據支持和技術支撐。 2.海岸帶遙感監測的意義 海岸帶地處海洋和陸地的接壤部分，受到近岸海域和濱海陸地環境的雙重影響，具有獨特的生態系統，其中包括巖石圈、水圈、大氣圈以及生物圈的相互作用。該系統的生態穩定性不強，較易受到海洋和陸地自然環境變化以及人類活動等因素影響。正因為其獨特的地理環境，大量動植物選擇在這里棲息生存，繁殖后代；同時，全世界六分之一的人口沿海而居，沿海區域的經濟社會發展水平普遍較高。海陸環境變化和人類活動不斷地影響著海岸帶生態境況，而海岸帶對這兩者的敏感程度提示我們可以通過了解其動態變化規律，及時發現氣候變化、海洋生態等區域乃至全球環境變化，評估、監測和預測海岸帶發展。我國擁有眾多沿海區域，充分利用海洋資源可以帶來諸多便利，一方面緩解了人地矛盾，另一方面帶來社會的高速發展，但其對環境造成的影響也不容忽視。近年來，填海造陸活動頻繁，海岸的自然屬性受到人為因素影響較大，海岸帶自身的生態系統平衡紊亂，生態恢復能力下降，如此發展的結果不利于人與環境的和諧相處。傳統的地面采樣方法主要通過常規測量坐標順序連接而成。測量點數據之間的間隔大小和疏密程度直接影響測量結果。在某些人難以到達的海岸，需消耗較多的人力、物力才可以進行測量。借助GIS和遙感技術的發展實現海岸線的精準提取與測量，受到眾多臨海國家的青睞。遙感技術的發展可以克服地面調查的種種限制，并憑借大面積、同步觀測、低成本、較高空間分辨率和定位精度的自身優勢實現對海岸帶的動態監測。利用遙感技術監測海岸帶的意義主要體現在3個方面。 1）海岸帶類型及資源調查 在我國近1.8萬千米的大陸岸線上，海岸類型復雜多樣，主要呈線狀或帶狀結構，在遙感影像上反差明顯。結合其他資料，相互印證、綜合解譯，可以精確分辨各類海岸形態類型，并可由此推斷其穩定性。此外，根據遙感影像呈現的古海岸形跡和特征，各年代段的海岸線位置可以精確地被繪出。在潮汐期間，遙感影像可以獲得不同時間段的海岸線變化及海岸地貌特征信息。因此，遙感技術是厘清海岸帶形態類型和研究海岸帶變遷的有效手段。此外，海岸帶是海陸過渡帶，擁有富饒和寶貴的生態資源，其中包括河口、潟湖、沿岸濕地和珊瑚礁等生境，還有著十分豐富的旅游資源。海岸帶也是蘊藏著巨大天然能源的場所，棲息著大量生物。利用遙感技術對這些海岸帶資源進行調查，相對傳統的調查手段具有周期短、費用低的特點。通過多學科、多專業綜合研究相印證，有利于提高對海岸帶區域景觀和各種資源的認識水平，科學地把海岸帶展現在人類面前，這對我國海岸帶開發規劃及管理具有十分重要的意義。 目前實施的我國近海海洋綜合調查與評價，正充分利用高分辨率遙感數據進行中國*大規模的海岸帶遙感調查與研究，調查內容涉及海岸帶中的海岸線、潮間帶、圍填海、植被、港口、航道、旅游區、海洋保護區、濱海濕地，還包括海岸帶地貌要素的類型、面積、長度與分布及海岸線變遷。通過本次調查，我國將全面系統地掌握海岸帶資源分布、開發利用現狀和潛力，以滿足海岸帶規劃、管理、保護和合理利用的需要，實現海岸帶環境資源保護和開發的協調發展。 2）沿海水質監測 沿海城市的發展及海岸帶的擴張開發，導致部分沿海地區海域污染加劇，由此引起的赤潮，無論在規模及發生頻率上都呈不斷上升的趨勢，海洋生態環境日趨退化、漁業資源嚴重萎縮，水產品質量和人類健康受嚴重影響，海洋經濟的可持續發展同時也受到影響。遙感技術能夠實時監測沿海水質狀況，彌補常規水質監測成本高、耗時長、同步性差的缺陷，逐漸成為沿海各省份加強海洋生態環境監測，開展保護和治理的有效技術手段。在長三角聯合攻關和浙江省科技興海重大攻關專項資助下，“浙江沿海水質遙感實時監視和速報系統”得以建立。該系統集船測-機載-衛星遙感系統為一體，自動接收多顆衛星遙感資料，融合處理后實時制作近海水質分類、水溫、懸浮體濃度、赤潮監測專題圖及重點海區污染狀況圖，充分發揮衛星遙感大范圍、高重復性監測、圖像資料易于處理和解譯的優點；結合航空遙感監測靈活、機動的優勢，利用衛星監測水環境異常，指導飛機進行巡航監測，再利用船只進行現場勘查，實時地向浙江省相關政府部門、沿海生產部門提供浙江沿海環境狀況。該系統已成為浙江省科學高效的海洋生態安全預警體系中的一個實用子系統，取得了良好的社會和經濟效益。此外，目前正在實施的我國近海海洋綜合調查與評價，利用8年共11顆衛星的海洋水色水溫遙感資料，實現了對我國近海和鄰近海域海洋環境參數(包括葉綠素含量、懸浮泥沙濃度、海表溫度、海水透明度、水漫射衰減系數、離水輻亮度和氣溶膠光學厚度）的大范圍、長時相遙感調查，彌補傳統調查手段在時空連續性等方面的不足。同時，我國已在沿海7個城市建立了海洋環境衛星遙感接收和應用系統及多種海洋遙感應用示范系統，廣泛應用于漁場環境監測、沿海水質監測、赤潮監測和海岸帶航空監測等領域，并初步建立了沿海水質遙感產品網上發布系統，在海洋環境監測、資源管理及國家安全等領域發揮著不可替代的作用。 3）海岸帶災害監測 海岸帶具有對環境變化反應敏感和應對災害影響脆弱的特點，是災害發生的集中區域。我國海岸帶的災害主要包括風暴潮、赤潮和突發性污染事件(如溢油等）、海岸侵蝕、海水入侵、海霧和海冰等。利用遙感技術(包括衛星和航空平臺）進行監測，通過營養鹽濃度、海水葉綠素含量、浮游生物種類和密度等指標可以獲得實時及連續的監測數據，減輕災害損失。 1.2我國海岸帶監測的現狀分析 1.海岸帶功能分析 1）海岸帶基本概念 海岸帶是我國生產要素空間分布較密集的地帶，對其空間資源的合理開發和利用關系海洋經濟的發展質量和沿海區域的可持續發展。合理開發利用與保護海岸帶、科學發展海洋產業已成為發展的必然趨勢。海岸帶是指海陸之間相互作用的地帶，包括每天受潮汐漲落影響的潮間帶及其兩側一定范圍內的陸地和淺海的海陸過渡地帶；通常表示的是海岸線向海陸兩側擴展一定寬度的帶狀區域，是大陸地貌與海洋地貌的交錯帶，是獨特的地貌單元；也是海陸生態系統的交錯帶，是獨特的生態區域單元。 海岸帶擁有富饒和寶貴的生物圈環境，包括河口、沿岸濕地等，具有重要空間資源和豐富的食物資源。我國的海岸帶地區集中了全國約70%以上的大城市、50%的人口和60%的國內生產總值；同時海岸帶作為**海洋經濟區，具有復合性、邊緣性和活躍性等一系列特征；陸海兩類經濟薈萃，生產力內外雙向輻射，因此被稱為社會經濟地域中的黃金地帶。海岸帶是鄰海國家寶貴的國土資源，同時也是海洋開發、經濟發展的基地，是對外貿易和文化交流的樞紐，在我國社會經濟發展中具有重要戰略地位。 2）研究海岸帶功能目的 20世紀以來，隨著社會的發展和全球范圍人口、資源環境問題的日益加劇，人類不得不把目光投向面積廣闊、資源量巨大的海洋，尋找可持續發展的*后空間和資源[12]。研究海岸帶的功能，是為了保證海洋功能區劃的客觀性、社會性和可實施性，也可以為沿海地區和地方政府對海岸帶規劃決策提供依據。 我國早期的海洋開發主要集中于航運及傳統產業，對海洋的開發活動相對少。隨著社會的發展，我國的海洋經濟進入了一個高速發展的階段，國家越來越重視海洋工作，沿海各地也先后提出了開發海洋的戰略目標和規劃，并不斷加大對海洋開發的投入和規模。但是隨著對海洋資源開發利用的逐漸加強，海岸帶開發利用過程中出現了一系列的矛盾，如海岸線資源利用不合理、海洋生態環境惡化、產業集聚效應低等。這就要求我們合理利用海洋資源，更好地規范和部署海岸帶區域海洋開發活動類型、開發方式和強度，協調海岸帶地區人口、資源、環境和經濟發展的關系，促進海岸帶地區的可持續發展。
海岸帶遙感智能解譯與典型應用 作者簡介
孫偉偉，男，博士，教授，博士生導師。長期從事海岸帶遙感與大數據分析研究，先后主持國家自然科學基金項目4項，省部級項目10余項；在遙感相關領域發表SCI期刊論文80余篇，其中11篇為ESI高被引論文，3篇為ESI熱點論文，論文被引2600余次；出版學術專著2部；授權國家發明16項；獲得中國測繪學會“測繪科學技術獎二等獎”（排名）1項。擔任中國遙感應用協會高光譜遙感技術與應用專業委員會副秘書長，中國遙感應用協會黃土高原遙感分會常務理事，中國空間科學學會空間遙感專業委員會委員，浙江省測繪學會常務理事。擔任IEEE TGRS、Photogrammetic Record、Chinese Geographical Science和《遙感學報》的副主編/編委。成果應用于多顆國產高光譜衛星的在軌測試、核心技術攻關和濱海濕地監測。
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