海岸帶淤泥質(zhì)潮灘和Ⅱ類(lèi)水體懸浮泥沙遙感信息提取與定量反演研究

1、海岸帶淤泥質(zhì)潮灘和H類(lèi)水體懸浮泥沙遙感信息提取與定量反演研究【摘要】：海岸帶地處海陸之交，它憑借其自身豐富的自然資源和優(yōu) 越的地理位置成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和開(kāi)發(fā)的重要區(qū)域， 淤泥質(zhì)潮灘和H類(lèi)水 體懸浮泥沙是其重要的研究對(duì)象。淤泥質(zhì)潮灘作為海陸相互作用的敏 感地帶，灘面泥濘、潮溝密布、變化頻繁，常規(guī)的地形測(cè)量難度極大。 由于淤泥質(zhì)潮灘具有一些能被可見(jiàn)光和近紅外傳感器探測(cè)到的特征， 所以遙感技術(shù)為其地形信息的提取和定量反演提供了廣闊的前景。本文在分析淤泥質(zhì)潮灘的動(dòng)力沉積、動(dòng)力地貌特點(diǎn)和光譜信息特征的基 礎(chǔ)上，以長(zhǎng)江口淤泥質(zhì)潮灘為研究對(duì)象，進(jìn)行了植被、潮溝、潮灘和 水體的邊界線(xiàn)等信息的提取。而且，筆者在國(guó)際

2、上首次系統(tǒng)利用多時(shí) 相衛(wèi)星遙感圖像水邊線(xiàn)高程反演技術(shù)，以伶仃洋大鏟灣淤泥質(zhì)潮灘、溫州地區(qū)溫州灣和樂(lè)清灣不同部位淤泥質(zhì)潮灘、長(zhǎng)江口地區(qū)不同部位 淤泥質(zhì)潮灘為研究對(duì)象，確定了其潮灘岸線(xiàn)的變化，從而對(duì)其不同部 位潮灘坡度及淤積和侵蝕速度進(jìn)行了計(jì)算，得到的數(shù)據(jù)彌補(bǔ)了研究區(qū) 潮灘常規(guī)地形測(cè)量資料的不足。研究結(jié)果表明該方法對(duì)我國(guó)淤泥質(zhì)潮 灘沖淤變化遙感定量反演具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 我國(guó)主要沿岸及近海 水域的絕大部分水體都屬于H類(lèi)水體，懸浮泥沙是其最重要的水色參 數(shù)之一，沿岸及近海水域水體含沙量時(shí)空分布是分析河口海岸沖淤變 化、估算河流入海物質(zhì)通量、研究海洋沉積速率的重要參數(shù)，河流入 海泥沙量的劇烈變化往往

3、影響并引起海岸線(xiàn)及灘涂的明顯變化。本文在分析懸浮泥沙光譜信息特征的基礎(chǔ)上， 以長(zhǎng)江口和伶仃洋懸浮泥沙 為研究對(duì)象，進(jìn)行了沿海水流流態(tài)、最大渾濁帶、懸沙鋒等信息的提 取。為加深對(duì)懸浮泥沙的規(guī)律性認(rèn)識(shí)和進(jìn)行定量研究，筆者以長(zhǎng)江口橫沙島新民港潮灘表層沉積物和浙江象山港灣頂潮灘表層沉積物為 懸沙樣本，使用ASD雙通道地物波譜儀、后向散射測(cè)量?jī)xHS6、LS-100Q激光粒度儀等儀器進(jìn)行了含沙水體固有光學(xué)量和表觀(guān)光學(xué) 量同步觀(guān)測(cè)水槽試驗(yàn)。對(duì)得到的不同濃度含沙水體的反射光譜特征曲 線(xiàn)進(jìn)行了處理，并且對(duì)其光譜特性進(jìn)行了分析。 在參考國(guó)內(nèi)外比較公 認(rèn)的H類(lèi)水體懸浮泥沙反演模式的基礎(chǔ)上，選用了泥沙遙感參數(shù)，并利用

4、泥沙遙感參數(shù)建立了懸浮泥沙遙感定量分析統(tǒng)計(jì)相關(guān)模式。筆者以長(zhǎng)江口為研究區(qū)將該模式成功地應(yīng)用在神舟三號(hào)CMODIS中文摘要影像的懸浮泥沙遙感定量反演和Landsat7ETM影像的懸浮泥沙遙 感定量反演中。它表明該統(tǒng)計(jì)相關(guān)模式對(duì)我國(guó)n類(lèi)水體的懸浮泥沙遙 感定量反演具有重要的應(yīng)用價(jià)值?！娟P(guān)鍵詞】：淤泥質(zhì)潮灘懸浮泥沙遙 感光譜反演信息【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)【學(xué)位級(jí)別】：博士【學(xué)位授予年份】：2004【分類(lèi)號(hào)】：P737.1C 易發(fā)表用yiT論女第表匸涼【目錄】：中文摘要7-9英文摘要9-11圖名索引11-15表名索引15-16第一章緒論16-221.1選題依據(jù)和研究意義16-171.1.1選題

5、依據(jù)161.1.2研究意義16-171.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-191.2.1國(guó)外研 究現(xiàn)狀17-181.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀18-191.3本文的主要工作及創(chuàng) 新點(diǎn)19-221.3.1本文的主要工作19-201.3.2本文的特色與創(chuàng)新20-22第二章海岸帶淤泥質(zhì)潮灘和H類(lèi)水體懸浮泥沙遙感專(zhuān)題信息提 取22-432.1海岸帶的基本概念22-242.2淤泥質(zhì)潮灘遙感專(zhuān)題信息 提取24-382. 2.1淤泥質(zhì)潮灘動(dòng)力沉積和動(dòng)力地貌特點(diǎn)24-262.2.2淤泥質(zhì)潮灘光譜信息特征26-282.2.3淤泥質(zhì)潮灘植被專(zhuān)題信息提 取28-352.2.3.1崇明島東灘植被專(zhuān)題信息提取28-342.2.3.2九段沙

6、植被專(zhuān)題信息提取34-352.2.4淤泥質(zhì)潮灘潮溝專(zhuān)題信息提 取35-372.2.5潮灘和水體邊界線(xiàn)專(zhuān)題信息提取372.2.6熱紅外波段在潮灘專(zhuān)題信息提取中的應(yīng)用37-382. 3H類(lèi)水體懸浮泥沙遙感專(zhuān)題信息提取38-432. 3.1懸浮泥沙光譜信息特征38-402. 3.2沿 海水流流態(tài)專(zhuān)題信息提取402. 3.3懸浮泥沙最大渾濁帶專(zhuān)題信息提 取40-412.3.4懸沙鋒專(zhuān)題信息提取41-43第三章海岸帶淤泥質(zhì)潮 灘高程及沖淤變化遙感定量反演43-703. 1淤泥質(zhì)潮灘高程及沖淤變 化遙感定量反演的技術(shù)路線(xiàn)43-463. 1.1概述43-443. 1.2技術(shù)路 線(xiàn)44-463.2伶仃洋大鏟灣

7、淤泥質(zhì)潮灘高程及沖淤變化遙感定量反演46-533.2.1研究區(qū)概況463.2.2資料選取46-483. 2.3伶仃洋大鏟灣岸灘近期沖淤變化48-513. 2.4潮灘分帶及面積統(tǒng)計(jì)51-533.3溫州地區(qū)淤泥質(zhì)潮灘高程及沖淤變化遙感定量反演53-593.3.1研究區(qū)概況533. 3.2處理過(guò)程53-583.3.3數(shù)據(jù)分析58-593. 4長(zhǎng) 江口淤泥質(zhì)潮灘高程及沖淤變化遙感定量反演59-703.4.1研究區(qū)概況59-603.4.2數(shù)據(jù)處理及分析60-703.4.2.1崇明東灘60-653.4.2.2九段沙65-683. 4.2.3中央沙與青草沙68-70第 四章海岸帶H類(lèi)水體懸浮泥沙遙感定量反演

8、70-1064.1H類(lèi)水體懸浮泥沙配比試驗(yàn)70-804.1.1試驗(yàn)水槽70-724.1.2測(cè)量?jī)x器72-744.1.3測(cè)試樣品744.1.4試驗(yàn)過(guò)程74-784.1.4.1水槽泥沙攪拌均勻程 度試驗(yàn)74-754.1.4.2ASD測(cè)量75-764.1.4.3衰減系數(shù)計(jì)算76-774.1.4.4懸浮泥沙含量測(cè)量77-784.1.5數(shù)據(jù)分析78-804.1.5.1水槽攪拌均勻性784.1.5.2泥沙粒子譜分布784.1.5.3泥沙濃 度78-804.2光譜分析80-854.3懸浮泥沙遙感定量反演85-924.3.1遙感反射率分析85-874.3.2泥沙遙感參數(shù)的選取87-894.3.3泥 沙遙感定量模式的建立89-924.4長(zhǎng)江口懸浮泥沙遙感定量反演92-1064.4.1研究區(qū)概況92-934.4.2長(zhǎng)江口CMODIS圖像懸浮 泥沙遙感定量反演93-994.4.2.1CMODIS數(shù)據(jù)分析94-964.4.2.2CMODIS數(shù)據(jù)幾何校正964.4.2.3CMODIS數(shù)據(jù) 輻射亮度值轉(zhuǎn)換為反射率96-994.4.2.4CMODIS圖像含沙水體反 射曲線(xiàn)反演994.4.2.5懸浮泥沙定量反演994.4.3長(zhǎng)江口ETM懸浮泥沙遙感定量反演99