【摘 要】
:
随着全球气候变暖的日益加剧和人类的活动愈加频繁,珊瑚礁区域的生态环境破坏愈发严重。南海部分海域珊瑚礁白化、海洋物种变少、海洋酸化明显、海洋水质变差等问题突出,这些生态问题成为困扰生态可持续、社会可持续以及人类可持续发展的重要挑战。因此,对珊瑚礁区域的研究和保护特别重要,珊瑚礁区信息提取和地貌演变是目前珊瑚礁研究的重要领域。为了更好的提取西沙洲和赵述岛的珊瑚礁信息,本文选择了1991年、1996年、
论文部分内容阅读
随着全球气候变暖的日益加剧和人类的活动愈加频繁,珊瑚礁区域的生态环境破坏愈发严重。南海部分海域珊瑚礁白化、海洋物种变少、海洋酸化明显、海洋水质变差等问题突出,这些生态问题成为困扰生态可持续、社会可持续以及人类可持续发展的重要挑战。因此,对珊瑚礁区域的研究和保护特别重要,珊瑚礁区信息提取和地貌演变是目前珊瑚礁研究的重要领域。为了更好的提取西沙洲和赵述岛的珊瑚礁信息,本文选择了1991年、1996年、2001年、2006年、2011年、2014年、2015年、2016年、2017年、2018年、2021年Landsat系列卫星影像,2017年World View-2影像和2021年Sentinel-2A影像作为研究数据。经过辐射定标、大气校正、相对几何校正、重采样等影像前期处理后,构建了最大似然分类模型、神经网络分类模型、支持向量机分类模型、决策树分类模型,在此基础上形成了WBMD方案,提升了分类精度,其中W代表水深校正,B代表波段组合,M代表最大似然模型法,D代表决策树分类模型。本论文的主要工作内容与结论如下:(1)影像的前期处理主要包括:辐射定标、大气校正、相对几何校正和重采样处理。辐射定标可以消除辐射误差导致的畸变,将影像的像元值转化为光谱辐亮度;大气校正能获取真实表面光谱信息,将光谱辐射亮度值转化为反射率;相对几何校正可以消除影像之间的像元误差,便于进行长时间序列的面积变化研究,利用双线性插值对Sentinel-2A影像进行重采样运算,提升影像定位精度。(2)针对研究区的珊瑚岛礁地貌类型,依据不同类型地貌的样本光谱曲线,建立包括灰沙岛、泻湖坡、礁坪、礁前坡、暗滩、沙洲、泻湖和海水在内的地貌分类体系,共选择2489个分离度高于1.9的分类样本。其中,8类地貌的光谱曲线特征如下:在0.483μm-0.655μm范围内,暗滩的光谱曲线直线下降;海水的光谱反射率值在0-0.05之间,因此海水的颜色较深;灰沙岛的光谱反射率在0-0.6之间,由于灰沙岛由砂石、道路等构成,反射率较高;礁坪的光谱曲线线型与暗滩相似,光谱反射率在0-0.25之间;礁前坡的光谱曲线在0.443μm-0.655μm之间,反射率急速下降至最小值;沙洲的光谱曲线反射率值在0.1-0.6之间,在0.865μm处达到峰值;泻湖的光谱曲线反射率在0-0.13之间,在0.655μm达到谷值;泻湖坡的光谱曲线,在0.561μm处达到最大值,在0.865μm处达到最小值。(3)基于Landsat系列卫星影像和Sentinel-2A卫星影像,采用最大似然分类模型法、神经网络分类模型法和支持向量机分类模型法,结合地貌分类样本体系,对研究区进行地貌分类研究。研究结果表明:最大似然分类模型法的总体精度为94.14%,神经网络模型法的总体分类精度为90.65%,支持向量机模型法的总体精度为89.84%,即最大似然分类模型法分类结果最优,更适合于研究区地貌分类研究。(4)针对研究区的珊瑚岛礁信息,选用近红外、红、绿、中红外、蓝、热红外波段作为特征波段,构建2个分别适合于Landsat5/7卫星影像和Landsat8卫星影像的决策树分类模型,将研究区划分为裸地、植被、海水、云和珊瑚礁5类物质。将该决策树分类模型应用于西沙洲和赵述岛长时间序列的1991年-2021年的珊瑚礁、海水、裸地面积变化研究。研究结果表明:珊瑚礁面积逐年减少、裸地和海水面积逐渐增加。基于1991年、1996年、2001年、2006年、2011年、2016年、2021年珊瑚礁面积分别做与裸地面积和海水面积的皮尔逊相关性分析,研究结果表明:珊瑚礁与裸地的相关性系数为-0.7662,珊瑚礁与海水的相关性系数为-0.9088,即珊瑚礁的稳定性受到裸地和海水的影响。(5)为了更好的提高最大似然分类模型的分类精度,本研究提出了WBMD方案,该方案实施流程为:将前期处理后的影像进行水深校正,改正水深对反射率的影响,选择信息量最大的波段进行波段重组,再选择最大似然分类模型进行地貌分类,并利用决策树分类模型对分类结果进行改正。利用WBMD方案,西沙洲的分类精度进一步提升到97.07%,赵述岛的分类精度提升至95.07%。基于该方案对2014年-2018年西沙洲和赵述岛进行地貌研究分析,可以看出:泻湖逐年萎缩、灰沙岛面积增加,其他类型地貌面积呈现波浪型震荡式波动。结合前期对珊瑚礁的研究发现:珊瑚礁主要分布在泻湖坡区域,同时该地貌区的珊瑚礁退化严重,这为我国珊瑚礁保护敲响了警钟。
其他文献
Since its establishment, the Eurasian Economic Union has witnessed considerable progress in the integration of markets and technologies, but the escalation of the Ukraine crisis has brought profound g
南极樊尚湾拥有活跃的沿岸冰间湖,高的海冰生产量使其成为南极底层水(Antarctic Bottom Water,AABW)的重要生成源地之一。相对温暖高盐的变性绕极深层水(modified Circumpolar Deep Water,mCDW)能够跨越大陆坡到达樊尚湾冰架前缘,从而导致冰架底部融化,对陆架区水体演变过程产生影响,尤其是AABW的前身——高密度陆架水(Dense Shelf Wat
为探究虾青素对H2O2的抗氧化能力,利用高香草酸(Homovanillic acid, HVA)在辣根过氧化物酶(Horseradish peroxidase, HRP)催化条件下被H2O2氧化产生强荧光信号的联苯二聚体的化学反应,探测和分析抗氧化剂对联苯二聚体荧光光谱的改变和影响,由此建立虾青素清除H2O2抗氧化能力测定的新方法,并将虾青素对H2O2的抗氧化作用与3种典型的抗氧化剂β-胡萝卜素、
北极是地球上的气候敏感区,近年来其温度升高是全球平均水平的两倍,而大气气溶胶通过间接辐射强迫对北极变暖有显著影响。为探究北极大气气溶胶光学特性及其与云微物理特性之间复杂的相互作用对海冰的影响,基于MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)10 km和3 km气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)产品,分析了2
近年来,随着深渊科学的兴起以及科学家对水下探测和采样等深远海研究方面的重视,全海深复合型无人潜水器凭借其在任务安全、降低研发费用和远程操作能力等方面的优势,逐渐在科研和工程应用中发挥了重要作用。全海深复合型无人潜水器自带能源并且可以通过微细光纤与母船进行信息交互,能够实现自主、遥控、半自主等不同作业模式下的深海探测与作业基本功能,是海洋高技术的集成体。目前,全海深复合型无人潜水器的研究与开发已成为
本文介绍了某直径Φ302 mm碳纤维复合材料发动机壳体的结构设计。基于网络理论分析法,创建发动机壳体在内压作用下的平衡方程,将发动机壳体筒身段和封头部位视作为等张力结构模型,设计出碳纤维复合材料发动机壳体的纤维铺层厚度、铺层角度和层数信息,并根据封头部位的厚度要求及局部受力情况,提出封头补强措施;根据有限元仿真,模拟分析工作压力下碳纤维复合材料发动机壳体圆筒段的应力—应变情况,验证得到碳纤维复合材
长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)作为金枪鱼渔业资源的重要组成部分,广泛分布在世界各大洋的温带和热带海域,是金枪鱼延绳钓的主要捕捞对象之一,其资源丰度的预测是我国远洋渔业研究的重要内容。而库克群岛海域所在的中西太平洋作为世界最大的金枪鱼渔区,如何提高目标金枪鱼类的渔情预报精度,探索金枪鱼类资源的时空分布与海洋环境的关系极为重要。由于海洋环境数据通常以不同空间分辨率呈现,由此带来不同的误
湖泊是珍贵的水资源,然而随着经济与社会的发展,湖泊受人类生产生活影响日渐严重,大量湖泊水质恶化,湖泊富营养化,污染问题亟待解决,因此对湖泊水质的监测尤其重要。叶绿素a浓度是水质评价的基本指标,广泛用于衡量水体的富营养化程度,是通过遥感技术直接获取的重要水质参数之一。运用遥感技术进行湖泊叶绿素a浓度监测,具有动态性、及时性、精确性、以及覆盖面积广泛等突出优势,对湖泊水质的监测有着重要的意义。运用遥感
随着我国渔业的不断发展,渔具的改良和稳定已然是我们需要优先考虑和需要解决的点,底拖网网板作为拖网系统中重要的属具,其水动力性能的好坏直接影响着网板的水平与垂直扩张性强弱,改变拖网网口的扩张程度,进而影响渔船拖网作业性能及其渔获效率和经济效益。底拖网板在作业过程中会受到流场底部效应与沙幕效应的影响,增加渔船的功耗量,提高拖网作业的成本,然而这些影响往往被忽视。因此针对流场底部效应与沙幕效应对底拖网板
阿根廷滑柔鱼是世界重要的短生命周期的大洋性经济头足类,是西南大西洋公海渔场重要的捕捞品种,其主要捕捞方式为灯光诱钓。近年来,我国共有34艘底拖网渔船在阿根廷大陆架公海作业,2020年和2021年捕捞总产量迅速达到7.5万t和14.7万t,其中鱿鱼占近80%,其他主要为鳐类、无须鳕和南极冰鱼等,经济效益较好。基于相关渔捞日志统计数据,拖网作业月平均产量及CPUE较高月份集中在3~5月,对应月平均产量