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。