海岸带淤泥质潮滩和Ⅱ类水体悬浮泥沙遥感信息提取与定量反演研究

1、海岸带淤泥质潮滩和H类水体悬浮泥沙遥感信息提取与定量反演研究【摘要】：海岸带地处海陆之交，它凭借其自身丰富的自然资源和优 越的地理位置成为国际竞争和开发的重要区域， 淤泥质潮滩和H类水 体悬浮泥沙是其重要的研究对象。淤泥质潮滩作为海陆相互作用的敏 感地带，滩面泥泞、潮沟密布、变化频繁，常规的地形测量难度极大。 由于淤泥质潮滩具有一些能被可见光和近红外传感器探测到的特征， 所以遥感技术为其地形信息的提取和定量反演提供了广阔的前景。本文在分析淤泥质潮滩的动力沉积、动力地貌特点和光谱信息特征的基 础上，以长江口淤泥质潮滩为研究对象，进行了植被、潮沟、潮滩和 水体的边界线等信息的提取。而且，笔者在国际

2、上首次系统利用多时 相卫星遥感图像水边线高程反演技术，以伶仃洋大铲湾淤泥质潮滩、温州地区温州湾和乐清湾不同部位淤泥质潮滩、长江口地区不同部位 淤泥质潮滩为研究对象，确定了其潮滩岸线的变化，从而对其不同部 位潮滩坡度及淤积和侵蚀速度进行了计算，得到的数据弥补了研究区 潮滩常规地形测量资料的不足。研究结果表明该方法对我国淤泥质潮 滩冲淤变化遥感定量反演具有重要的应用价值。 我国主要沿岸及近海 水域的绝大部分水体都属于H类水体，悬浮泥沙是其最重要的水色参 数之一，沿岸及近海水域水体含沙量时空分布是分析河口海岸冲淤变 化、估算河流入海物质通量、研究海洋沉积速率的重要参数，河流入 海泥沙量的剧烈变化往往

3、影响并引起海岸线及滩涂的明显变化。本文在分析悬浮泥沙光谱信息特征的基础上， 以长江口和伶仃洋悬浮泥沙 为研究对象，进行了沿海水流流态、最大浑浊带、悬沙锋等信息的提 取。为加深对悬浮泥沙的规律性认识和进行定量研究，笔者以长江口横沙岛新民港潮滩表层沉积物和浙江象山港湾顶潮滩表层沉积物为 悬沙样本，使用ASD双通道地物波谱仪、后向散射测量仪HS6、LS-100Q激光粒度仪等仪器进行了含沙水体固有光学量和表观光学 量同步观测水槽试验。对得到的不同浓度含沙水体的反射光谱特征曲 线进行了处理，并且对其光谱特性进行了分析。 在参考国内外比较公 认的H类水体悬浮泥沙反演模式的基础上，选用了泥沙遥感参数，并利用

4、泥沙遥感参数建立了悬浮泥沙遥感定量分析统计相关模式。笔者以长江口为研究区将该模式成功地应用在神舟三号CMODIS中文摘要影像的悬浮泥沙遥感定量反演和Landsat7ETM影像的悬浮泥沙遥 感定量反演中。它表明该统计相关模式对我国n类水体的悬浮泥沙遥 感定量反演具有重要的应用价值。【关键词】：淤泥质潮滩悬浮泥沙遥 感光谱反演信息【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2004【分类号】：P737.1C 易发表用yiT论女第表匸凉【目录】：中文摘要7-9英文摘要9-11图名索引11-15表名索引15-16第一章绪论16-221.1选题依据和研究意义16-171.1.1选题

5、依据161.1.2研究意义16-171.2国内外研究现状17-191.2.1国外研 究现状17-181.2.2国内研究现状18-191.3本文的主要工作及创 新点19-221.3.1本文的主要工作19-201.3.2本文的特色与创新20-22第二章海岸带淤泥质潮滩和H类水体悬浮泥沙遥感专题信息提 取22-432.1海岸带的基本概念22-242.2淤泥质潮滩遥感专题信息 提取24-382. 2.1淤泥质潮滩动力沉积和动力地貌特点24-262.2.2淤泥质潮滩光谱信息特征26-282.2.3淤泥质潮滩植被专题信息提 取28-352.2.3.1崇明岛东滩植被专题信息提取28-342.2.3.2九段沙

6、植被专题信息提取34-352.2.4淤泥质潮滩潮沟专题信息提 取35-372.2.5潮滩和水体边界线专题信息提取372.2.6热红外波段在潮滩专题信息提取中的应用37-382. 3H类水体悬浮泥沙遥感专题信息提取38-432. 3.1悬浮泥沙光谱信息特征38-402. 3.2沿 海水流流态专题信息提取402. 3.3悬浮泥沙最大浑浊带专题信息提 取40-412.3.4悬沙锋专题信息提取41-43第三章海岸带淤泥质潮 滩高程及冲淤变化遥感定量反演43-703. 1淤泥质潮滩高程及冲淤变 化遥感定量反演的技术路线43-463. 1.1概述43-443. 1.2技术路 线44-463.2伶仃洋大铲湾

7、淤泥质潮滩高程及冲淤变化遥感定量反演46-533.2.1研究区概况463.2.2资料选取46-483. 2.3伶仃洋大铲湾岸滩近期冲淤变化48-513. 2.4潮滩分带及面积统计51-533.3温州地区淤泥质潮滩高程及冲淤变化遥感定量反演53-593.3.1研究区概况533. 3.2处理过程53-583.3.3数据分析58-593. 4长 江口淤泥质潮滩高程及冲淤变化遥感定量反演59-703.4.1研究区概况59-603.4.2数据处理及分析60-703.4.2.1崇明东滩60-653.4.2.2九段沙65-683. 4.2.3中央沙与青草沙68-70第 四章海岸带H类水体悬浮泥沙遥感定量反演

8、70-1064.1H类水体悬浮泥沙配比试验70-804.1.1试验水槽70-724.1.2测量仪器72-744.1.3测试样品744.1.4试验过程74-784.1.4.1水槽泥沙搅拌均匀程 度试验74-754.1.4.2ASD测量75-764.1.4.3衰减系数计算76-774.1.4.4悬浮泥沙含量测量77-784.1.5数据分析78-804.1.5.1水槽搅拌均匀性784.1.5.2泥沙粒子谱分布784.1.5.3泥沙浓 度78-804.2光谱分析80-854.3悬浮泥沙遥感定量反演85-924.3.1遥感反射率分析85-874.3.2泥沙遥感参数的选取87-894.3.3泥 沙遥感定量模式的建立89-924.4长江口悬浮泥沙遥感定量反演92-1064.4.1研究区概况92-934.4.2长江口CMODIS图像悬浮 泥沙遥感定量反演93-994.4.2.1CMODIS数据分析94-964.4.2.2CMODIS数据几何校正964.4.2.3CMODIS数据 辐射亮度值转换为反射率96-994.4.2.4CMODIS图像含沙水体反 射曲线反演994.4.2.5悬浮泥沙定量反演994.4.3长江口ETM悬浮泥沙遥感定量反演99