珊瑚礁在海洋中的重要性不言而喻。南海海域作为实现我国海洋强国战略的重点区域与首要依托,其周围生长有大量珊瑚礁,对珊瑚礁的分布以及地貌状况进行调查,将有利于海洋强国战略的实施,并推动我国的地理国情监测进程。本文以南海永乐环礁中的部分岛礁作为研究区域,选取Sentinel-2卫星遥感影像数据,对珊瑚礁地貌进行分类处理和面积信息提取,并分析水环境参数、珊瑚礁白化以及厄尔尼诺和台风与珊瑚礁地貌变化之间的联系。具体工作如下:(1)针对研究区域珊瑚礁地貌进行提取分析。首先,对获取的2015.12-2019.12期间四幅Sentinel-2卫星影像数据进行数据预处理;然后,参照前人经验和研究区域实际情况,制定珊瑚礁地貌分类体系,并进行分类样本集选取;其次,分别采用K近邻、决策树、随机森林、AdaBoost、梯度提升、Gaussian NB、线性判别分析和二次判别分析八种分类器对同一时像的珊瑚礁地貌进行分类处理,依据分类精度选择最优分类器应用于其余时相数据分类;最终提取出研究区域各时相珊瑚礁地貌面积和分布信息。(2)多参数与珊瑚礁地貌变化相关性分析。首先,分别收集NASA发布的Chl-a浓度、POC浓度和PAR数据,NOAA发布的珊瑚礁白化监测产品——SST、SSTA、HS、DHW和BAA数据,以及该期间研究区域发生的厄尔尼诺和台风气象信息数据;然后,依次对各类数据进行统计分析;再分析各类数据与珊瑚礁地貌变化之间的相关性;最终得到与珊瑚礁地貌变化相关性较高的参数,以及各参数对于珊瑚礁地貌变化的影响。本研究得到如下结果:(1)珊瑚礁地貌分类与统计分析。AdaBoost、随机森林、K近邻、梯度提升和决策树分类器的总体分类精度均大于80%。AdaBoost分类器的总体分类精度最高,达到87.984%,Kappa系数为0.847;在2015.12-2019.12期间,研究区域以下地貌变化较大,如外礁坪增加了 0.8708km2,生物稀疏带减少了 1.3355km2,生物密集带增加了 0.7093km2,礁坑发育带增加了 0.4853km2,潟湖坡减少了 0.501km2,点礁面积减少了 1.0739km2,珊瑚砂面积增加 0.8884km2。(2)水环境参数变化与珊瑚礁地貌变化相关性。礁前、外礁坪、生物密集带、礁坑发育带和珊瑚砂面积与Chl-a浓度和POC浓度之间有较高的正相关性,礁脊、生物稀疏带、潟湖坡和点礁面积与Chl-a浓度和POC浓度之间存在负相关性,表明上述各类地貌面积增加(减少)时,水环境中的Chl-a浓度和POC浓度也会随之上升。(3)珊瑚礁白化与珊瑚礁地貌变化的相关性。研究区域珊瑚礁地貌中的外礁坪、礁坑发育带和珊瑚砂的面积增量与SST和SSTA的年际变化呈正相关;礁脊、生物稀疏带和点礁面积减少量与SST和SSTA的年际变化呈负相关。根据NOAA提供的珊瑚礁白化监测产品分析,2016年-2019年研究区域发生不同程度的白化,珊瑚礁白化引起外礁坪、礁坑发育带和珊瑚砂等地貌面积的增加,导致礁脊、生物稀疏带和点礁等地貌面积减少。(4)厄尔尼诺和台风对珊瑚礁地貌变化的影响。厄尔尼诺和台风通过作用于SST和Chl-a间接影响珊瑚礁地貌的变化。例如,2015.12-2016.05期间,受厄尔尼诺影响,研究区域SST上升,造成珊瑚礁发生白化,使得外礁坪、礁坑发育带和珊瑚砂等地貌面积的增加,导致礁脊、生物稀疏带和点礁面积减少;2017年间发生的4次台风,使得2017年年均SST有所降低而Chl-a浓度明显上升,其中Chl-a浓度与礁前、外礁坪、生物密集带、礁坑发育带和珊瑚砂面积增量呈正相关。