天津湿地分析研究

3湿地信息提取3.1数据来源在本文中对湿地研究的数据主要来源于11年的Landsat7ETM+影像和13年、17年的Landsat8OLI影像，根据这两种数据对天津市的湿地进行了相关的研究。Landsat是由美国发明的一种陆地卫星，其中包括Landsat7和Landsat8两种卫星。Landsat7完成于二十世纪末，Landsat8在13年完成，这两种卫星拥有相同的光谱特性，他们都就有30m的分辨率，同时还具有一个很高的波段。本文对湿地的研究是通过影像的方式，将影像安放在较适合拍摄的位置，对相关的湿地进行观察研究，使得所得到的结果准确度更高。在使用影像使，对影响也是有很多的要求的，其中包括影像的质量、物候期规律以及所在的气候环境等内容。在本文中对湿地的影像主演选自于11年、13年和17年的，在这三年中所获取影像的时间相隔的时间很少，都是在夏季。夏季较适合对当地的湿地进行研究，为研究提供良好的气候环境。使用影像对湿地选择云量少，天气较晴朗的时期，这样会使影像更加的清晰。3.2建立湿地分类系统在对湿地进行遥感研究的时候需要建立一个科学性较高的湿地分来系统，将湿地的依据种类的不同进行分类，使得对湿地的研究能够更有效地进行。当前，无论是在我国还是在其他的国家，在湿地的研究过程中都没有建立完善的湿地分类系统。由于在研究过程中，会对湿地的多个方面进行研究，例如研究湿地的目的、内容等，所以要对湿地进行分类。当前各国的学者都根据《湿地公约》中所规定的湿地分类对湿地进行研究，如表3-1。《湿地公约》中的内容不是针对所有国家的实际情况进行规定的，所以个国家可以依据本国湿地的实际情况对《湿地公约》中的内容进行完善。对湿地的分类应依据两中因素，第一是依据海洋、陆地等分布以及人的作用，将湿地分为海岸咸水湿地、内陆淡水湿地和通过人工形成的湿地这三种类型。第二是依据相关的地理位置以及湿地在形成过程中所制造的其他，可以分为海域、河口、湖泊和沼泽等种类。表3-1《湿地公约》中湿地的分类系统湿地系统湿地类湿地型公约指定代码说明天然湿地海洋/海岸湿地浅海水域A低潮时水位在6m以内水域，包括海峡和海湾海草床B潮下藻类、海草、热带海草植物生长区珊瑚礁C珊瑚礁及其邻近水域岩石海岸D海岸岛礁与海边峭壁沙滩、砾石与卵石滩E滨海沙洲、沙岛、沙丘及丘间沼泽河口水域F河口水域和河口三角洲水域滩涂G潮间带泥滩、沙滩和海岸其他淡水沼泽盐沼H滨海盐沼、盐化草甸红树林沼泽I海岸咸、淡水森林沼泽咸水、碱水泻湖J有通道与海水相连的咸水、碱水泻湖海岸淡水泻湖K淡水三角洲泻湖海滨岩溶洞穴水系Zk（a）滨海岩溶洞穴内陆湿地内陆三角洲L内陆河流三角洲河流M河流及其支流、溪流、瀑布时令河N季节性、间歇性、不规则性小河、小溪湖泊O面积大于8hm2淡水湖泊，包括大型牛轭湖时令湖P季节性、间歇性淡水湖，面积大于8hm2盐湖Q咸水、半咸水、碱水湖时令盐湖R季节、间歇性咸水、半咸水湖及其浅滩内陆盐沼Sp内陆盐沼及泡沼时令碱、咸水盐沼Ss季节性盐沼及其泡沼淡水草本沼泽Tp草本沼泽及面积小于8hm2生长植物的泡沼泛滥地Ts季节性洪泛地、湿草甸和面积小于8hm2的泡沼草本泥炭地U藓类泥炭地和草本泥炭地。无林泥炭地不在此列高山湿地Va高山草甸、融雪形成的暂时水域苔原湿地Vt高山苔原、融雪形成的暂时水域灌丛湿地W灌丛为主的淡水沼泽、无泥炭积累淡水森林沼泽Xf淡水森林沼泽、季节泛滥森林沼泽森林泥炭地Xp森林泥炭地淡水泉Y淡水泉及绿洲地热湿地Zg温泉内陆岩溶洞穴水系Zk（b）地下溶洞水系人工湿地鱼虾养殖塘1鱼虾养殖池塘水塘2农用池塘、蓄水池塘，面积小于8hm2灌溉地3灌溉渠系与稻田农用洪泛湿地4季节性泛滥农用地，包括集约管护和放牧的草地盐田5采盐场蓄水区6水库、拦河坝、堤坝形成的大于8hm2的蓄水区采掘区7积水取土坑、采矿地污水处理厂8污水厂、处理池和氧化塘等运河、排水渠9输水渠系地下输水系统Zk（c）人工管护的岩溶洞穴水系等我国以《湿地公约》中所规定的湿地类型为依据将湿地分为天然形成的湿地和人工形成的湿地。我国的湿地有近岸湿地、河流湿地、沼泽湿地和人工所造成的湿地。我国又将近海湿地分为12来，其中主要有浅海水域、潮下水生层、珊瑚礁、潮间盐水沼泽、红树林沼泽以及三角洲等湿地在内。将河流湿地3来，其中主要包括永久性河流和季节性河流等湿地在内。将湖泊湿地分为5中，其中主要有永久性淡水湖、季节性淡水湖和水库等三种湿地在内。将沼泽湿地分为8中类型，其中主要有藓类沼泽、草本沼泽、森林沼泽、灌丛沼泽以及绿洲沼泽等湿地在内。将人工所产生的湿地划分为11中，其中主要包括运河、稻田、用于给农业供水的水池、废水处理厂、城市性观景等湿地在内。通过对相关的材料和数据进行了解和研究，对天津市湿地所在的区域进行了研究，最后将湿地划分为五种类型，其中包括近海湿地、湖泊湿地、沼泽湿地以及人工所造成的湿地在内。由于本文对湿地的研究还存在一些问题，所以在本文中将天津市的湿地分为两级进行研究。表3-2天津市滨海新区湿地分类分类一级分类二级分类湿地天然湿地近海及近岸湿地河流湿地湖泊湿地沼泽湿地人工湿地人工湿地非湿地其他用地其他用地3.3图像预处理利用辐射校正以及地面控制点几何校正的方式对天津湿地的遥感影像进行相应的校正，同时利用DEM高程数据对湿地所处于的地理环境进行校正。3.3.1条带修补由于在03年的时候，Landsat7ETM+在行使过程中发生了一些问题，导致遥感影像中的一些相关数据不存在了，所以在本文中主要采用的是11年的ETM+影像，通过ENVI5.0软件中的LandsatGapfill和插值的方式对03年所消失的相关数据进行恢复。3.3.2研究区裁切本文主要对天津市的滨海新区的湿地进行了研究，所以要对滨海新区所在地理位置的影响进行裁切。在裁切过程中，主要是利用ENVI5.0软件滨海新区的最大的地理位置进行裁切，并利用Landsat7ETM+、Landsat8OLI技术等滨海新区进行影响拍摄。在研究过程中所得到的相应的遥感影像数据和矢量数据应保持相同，本文通过利用西安1980坐标系来对滨海新区的湿地进行研究的。因为滨海新区所处的地理位置的原因，要对其中的矢量数据进行更改，增加对湿地研究的种类，使得对湿地的研究能够更有效的进行。3.4图像处理3.4.1彩色合成人的眼睛对不同种类的影像的分辨能力是不同的，相对于灰色的图像来说人的眼睛对彩色影像的分辨能力是较强的。所以在使用人眼进行分辨时应选择相应的彩色波段，使所得出的分辨更加的准确，使所研究的结果更加的可信合理。波段选择对彩色合成的影响很大。各地方以及其中的事物所反映出来的波普特征都是不一样的，但是可以通过遥感影像来得到不同地方以及事物的主要特点。在进行波段选择是应注意以下几点：首先，要选择含有大量信息的波段和相关性较小的波段。其次，要选择对地物识别度较高的波段。最后，要选择与实际地物颜色大致相同的波段。通过表3-2中的相关数据可以看出，热红外波段为ETM+影像中的波段6和OLI影像中的波段10、波段11，但是这些不在本文所研究的内容中。表3-2ETM+和OLI影像波段特征OLI陆地成像仪ETM+光谱段特征波段波段(μm)空间分辨率(m)波段波段(μm)空间分辨率(m)10.433–0.45330气溶胶海蓝波段，主要应用在海岸带观测20.450–0.5153010.450–0.51530蓝对水体的穿透力最大，能够反射浅水水下特征，对叶绿素与叶色素反映敏感。30.525–0.6003020.525–0.60530绿对健康、长势好的植物反射敏感,主要观测植被在绿波段中的反射峰值,对水体有一定的穿透力。40.630–0.6803030.630–0.69030红对水中悬浮泥沙反映敏感，叶绿素的主要吸收波段,；信息量大。50.845–0.8853040.775–0.90030近红外对绿色植物类别差异最敏感；处于水体强吸收区，水体轮廓清晰。61.560–1.6603051.550–1.75030中红外位于水的吸收带之间，可区别雪和云，适合庄稼缺水现象的探测。72.100–2.3003072.090–2.35030中红外为地质学家追加的波段,处于水的强吸收带，对植物水分敏感，可探测高温辐射源。80.500–0.6801580.520–0.90015全色全色波段，分辨率高。91.360–1.39030短红外包含水汽强吸收特征，可用于云检测在进行波段选择的时候应选择对研究结果有利的波段，这样可以使得所得到的数据更加的准确，更能准确的对相关的湿地进行研究，使所得到的土地类型更加的准确。当前，在美国有关学者对其进行了相关的研究并提出OIF指数法，同时该指数法在全国各地得到了推广。OIF是将有关的单个波段的遥感影像数据以及各波段间的相关数据进行了计算，适合波段的选择与应用。该方法在实际应用中应用性较强，且计算方式简单易懂。下面为计算OIF的公式：OIF=公式中的Si是一个标准差，它与i存在一定的联系，Rij属于相关系数。其中标准差与信息量呈正相关的关系，标准差大，则信息量就大。相关系数与冗余度呈正相关，相关系数小，则说明图像间的冗余度小。波段组合包含的信息量与OIF的指数有关。依照相关的数据来讲，波段中的最佳波段组合就是在OIF中指数最大的波段组合。这种说法存在着一定的片面性，还需要在实践中对相关的数据进行研究，所以在研究过程中应利用目视解释的结果来对研究的结果进行相关的证明。Landsat7ETM+图像共由七个波段构成，将波段六除外，对其它的波段进行组合可组合出二十种。表3-3和表3-4中的数据是通过利用ENVI软件中BasicTools中的ComputeStatistics功能对11年的影响计算得来的。表3-3Landsat7ETM+影像天津影像各波段统计数据BasicStatsMinMaxMeanStdevNumEigenvalueBand1025530.59607539.896521115149.33287Band2025549.3877754.7501312546.301717Band3025544.87099545.3293573391.186255Band4025540.35333554.7803114143.4011Band5025543.97023753.988853542.438139Band7025554.92202861.207855733.480088表3-4Landsat7ETM+天津影像各波段相关系数CorrelationBand1Band2Band3Band4Band5Band7Band110.95830.837270.9290120.9135290.881653Band20.958310.908480.8883550.8983130.886727Band30.837270.9084810.8504770.8866960.897266Band40.9290120.8883550.85047710.9770220.939431Band50.9135290.8983130.8866960.97702210.973291Band70.8816530.8867270.8972660.9394310.9732911利用EXCEL软件对各个波段组合的OIF进行计算，以所得出来的指数对相应的波段组合进行排序。从计算中可以看出，波段组合中的二、四、七是最佳的组合波段，该波段对本文的研究有很大的帮助。根据最佳的波段组合，进行选择最佳的彩色合成影响，并对影响的颜色进行相应的考虑。根据人眼的分辨能力可以看出，人眼分辨能力最高的颜色就是绿色，之后是红色和蓝色。所以本文在研究时要选择绿色作为彩色合成的主要颜色。本文将以上三种颜色都运用到了组合最佳的波段中，使波段呈现出较强的层次感，使得各种地物的颜色更好的与真彩色合成相结合。在OLI摄像中，其波段九是短红外波段，是用来云检测的波段，与本文所研究的内容所存在的关联较少，所以不用进行相关的研究。表3-6、3-7是OLI影像的波段的相关数据。表3-6Landsat8OLI影像波段统计数据BasicStatsMinMaxMeanStdevNumEigenvalueBand10655355466.8099354202.2377121136637742.5Band20628856338.5913465017.71680729886105.708Band30655357341.2701025755.52683331901486.686Band40573355827.8578494017.623274273531.9349Band50560566093.9867544125.308064534096.94549Band60523816406.7921374316.035723619425.83177Band70608026825.2429594583.31310274370.004858表3-7Landsat8OLI影像各波段相关系数CorrelationBand1Band2Band3Band4Band5Band6Band7Band110.99090.93190.90480.87510.87750.8779Band20.990910.96120.86910.84000.84390.8466Band30.93190.961210.84830.83200.83690.8438Band40.90480.86910.848310.99130.98630.9835Band50.87510.84000.83200.991310.99800.9965Band60.87750.84390.83690.98630.998010.9995Band70.87790.84660.84380.98350.99650.99951经过一些研究可以得有三十五中方式来对OLI摄像中的波段进行彩色合成。根据文中所给的有关计算方法来对这些组合进行计算发现其中的三、五、六是最佳的组合波段，该组合对本文的研究有很大的帮助。依据相关的赋色原则对该组合进行相应的赋色，来达到最优的彩色合成。彩色合成效果图见图3-1。（a）2011年遥感影像彩色合成影像（b）2013年遥感影像彩色合成影像（c）2017年彩色合成影像图3-1遥感影像彩色合成示意图3.4.2图像融合图像融合是说在一定的地理坐标系中，运用相应的计算方式来计算影像，使遥感影像变成一个新的单一图像。使高分辨率全色和多光谱影像更好的结合起来，使影像的分辨率更加的准确，同时还能将多光谱的特点更好的呈现出来。可以通过像元、特征等方式将图像融合更好的变现出来。本文在进行相关的研究时使用的是像元的方式来进行图像融合的。在图像融合的时候，应注意多源影响的结合，提高结合的准确度，保持分辨率的统一。本文在进行相关的研究时使用GS的方式来进行图像融合的，该方式可以使融合前后的图像波普信息一样，使得到的数据更加的准确。与传统的PC变换方法相比，GS图像融合方法有很多的独特之处。GS融合的具体方法流程如图3-2[21]。图3-2Gram-Schmidt融合流程图使用ENV软件对图像进行融合需要遵照以下几个步骤：首先要打开要融合的相关影响，并在Display中将相应的多光谱展示出来。最后通过Transform中的ram-SchmidtSpectralSharpening对所要融合的影像进行融合。本文主要是利用AverageofLowResolutionMultispectralFile来对相应的多光谱影像进行研究的，同时将多光谱的特点更好的呈现出来。3.4.3图像增强图像增强可以更好的进行图像处理，增加灰色的等级，使人眼能够更好地识别。在本文的前部分提出过人眼对灰色的分辨能力有限所以通过图像增强来增强灰色的等级是很重要的。通过对图像增强的使用可以更好的提高人眼的分辨能力，更好的对不同种类的颜色亮度等级进行分类。波普信息增强中包括反差扩展这一内容，其中可以利用线性扩展、直方图调整、统计函数扩展等方式来进行对反差扩展进行计算。在本文中利用直方图调整和直方图匹配这两种计算方式对反差扩展进行计算。使用ENVI软件中的相关功能对交互扩展进行计算，并用HistogramMatching模块功能对直方匹配进行计算，使影响的颜色更加的统一，使研究更好的进行。图像增强效果见图3-3。（a）原始遥感影像示意图（b）图像增强后遥感影像示意图图3-3图像增强效果示意图3.5遥感影像解译3.5.1建立解译标志在湿地解释的过程中最重要的一部分就是建立对遥感影像的解释标志，遥感影像的解释标志可以更好地对遥感影像进行分类管理，同时更好的将湿地形成影像。在建立遥感影像解释标志之前要对对相应的资料进行了解，对所研究地区的地形进行了解，同时要对所建立的解释标志进行投入到实践中进行检验，使解释目标符合研究的需要。可以通过不同地方的事物的颜色、形状等来区分不同的解释标志。根据判读人员对摄像的不同认识，提出以下几点：（1）先总后分通过遥感影像可以了解所研究区域的相关事物，所以应对所研究区域的遥感影像今夕就那个全面的了解之后在对其进行解释。本文中所研究的滨海新区地理位置很明确，所以在解释时应对湿地所在的地点进行了解，在作出解释。（2）先易后难遥感影像会出现不同的现象，在同一个地点上所呈现的影像也会出现不同。对于颜色鲜艳、地位位置较清晰的地方通过遥感影像可以清晰的分辨出影像上的事物。同时可以利用相关的地形资料来对一些不清晰的遥感影像进行分析，并将分析的结果在实践中进行检验，以确保结果的准确性。本文中所研究的区域所呈现的遥感影像都很清晰的能看见，但是其中有一块湿地因颜色和轮廓在遥感影像中的影像不够清晰，使人民用肉眼很难进行分辨。（3）对比分析运用对比分析的方法对颜色、轮廓难以辨认的地区进行分辨，其中可以利用不同的比例尺和不同时间的遥感影像对相应的地物进行对比。在对比过程中也要参考相应的资料，同时也要对相应的结果进行检验，从而保证对比结果的准确性。表3-5是天津市滨海新区根据相关的研究所建立的遥感影像解释标志。表3-5天津市湿地解译标志解译类型描述影像近海及近岸湿地呈大面积的蓝色或深蓝色，纹理比较细腻，位于海陆交互地带河流湿地呈深蓝色至黑色，呈长条状弯曲湖泊湿地呈深蓝色，形状规则或不规则沼泽湿地植被丰富，色调呈绿色，没有农田的行垄分布的特征，中间有水体出现人工湿地形状规则，呈格网状分布，蓝色至深蓝色，中间有亮白色或淡蓝色条带其他用地分布不均匀，色调复杂3.5.2遥感影像解译本文在对湿地分类中运用了监督分类的方法，同时在分类的过程中有对其结果进行人工检查，对其中不准确的地方进行改正。与传统的分类方法相比，面向对象的分类方法具有很多的优点，该方法考虑的较全面，使得出来的结果更加的准确。图3-3为使用面向对象分类方式的使用步骤。图3-4面向对象的分类方法一般步骤面向对象分类方法其中包括两个内容，一种是监督分类，另一种是非监督分类。监督分类是指选择具有各地方共同点的地方进行试验，对其中的地物光谱进行计算，从而知道分类的标准，之后遵照这个标准对相应的影像进行分类。分监督分类是指根据图像自身的特点和自然的发展条件进行相应的计算，依据计算结果对相应的影像进行分类。进行监督分类是有前提的，而非监督分类没有。在本文的研究中主要采用监督分类的方式对所研究的湿地进行分类的。监督分类方式对相应的遥感湿地进行计算，其中包括最小距离法、马氏距离法、平行管道法和光谱角制图法等计算方式在内，在本文中主要使用了最大似然法这一计算方式对湿地进行了分类，同时这一方法由于是根据贝叶斯分类器形成的，所以准确度较高。最大似自然法是通过将所研究地区的地物光谱特点和自然界中的相应事物，之后对区域内的相关内容进行过计算，通过贝叶斯的函数对所计算的结果进行再次计算，选取其中的最大值作为分布分类的标准。通过文中对天津滨海新区湿地类型的研究，并通过监督分类，使滨海新区中的湿地呈现出六种类型，其中就包括河流湿地、近海及近岸湿地、沼泽湿地和人工所制造的湿地等在内。根据形影的遥感影像处理结果对六种湿地类型进行监督，其中图3-4为对六种湿地监督所得出来的结果。（a）2011年监督分类结果图（b）2013年监督分类结果图（c）2017年监督分类结果图图3-5监督分类结果图通过ComputeROISeparability计算公式对之间的距离进行计算，所得的值应大于0小于2。通常情况下，所得出的值大于1.9说明各种类之间可以很好地被分离开。若所得的值比1.4小，说明各种类之间不能够被很好的分离。若所得的值做1.8到1.4之间说明各类之间可以很好地被组合在一起。表3-6监督分类统计距离统计表（由低到高排列）类别1类别2统计距离河流湿地人工湿地0.89506855湖泊湿地人工湿地1.01970854河流湿地湖泊湿地1.03380940近海及近岸湿地人工湿地1.71285559近海及近岸湿地湖泊湿地1.73535017人工湿地其他用地1.79857167河流湿地其他用地1.91414755河流湿地沼泽湿地1.92414306湖泊湿地沼泽湿地1.94067817沼泽湿地其他用地1.95462966沼泽湿地人工湿地1.97171616近海及近岸湿地其他用地1.97784024湖泊湿地其他用地1.98047308近海及近岸湿地沼泽湿地1.99490068从图3-5和表3-6中能够知道，通过监督分类的使用，不能将河流湿地、近海及近岸湿地、湖泊湿地等湿地进行区分，同时该方法将一些农田分为沼泽湿地的范畴之内。所以在进行监督分类的过程中也要加入人工目视解释使分类更加的准确，对其中不符合实际情况的进行更改。如图3-7就是更改后的结果。（a）2011年湿地分类结果图（b）2013年湿地分类结果图（c）2017年湿地分类结果图图3-7各年份湿地分类结果图3.5.3解译结果评价对相应的结果进行解释的时也会存在一些不足的地方。监督分类的不足指出主要体现在以下内容中：首先，对河流的面积计算不准确。河流中所拥有的水量是不固定的，其中的水量会跟随着季节的变化而进行增多或减少，河水多时会蔓延到河岸，使得无法准确的计算出河流湿地的面积。其次，对湿地的分类不准确。其中人工形成的湿地、湖泊湿地、河流湿地等湿地之间的颜色相似，很难进行分辨，导致不能够准确的对湿地进行分类，从图3-5可以看出相关的信息。最后，农田及城市中一部分植被比较丰富的地区被误判为沼泽湿地。所以，针对监督分类所出现的问题，应在监督分类人工目视解释的方式来对监督分类之后的结果进行检验，使结果更加的准确有效。人工目视解释可以将监督分类所产生的不正确的结果进行改正，使分类更加的准确。由于在滨海新区中缺少自然形成的湖泊湿地，所以在本文研究的过程中把北大港古泻湖湿地中的一部分定为湖泊湿地，以便于更好的进行人工目视解释。同时由于近海及近岸湿地所处的地理原因，所以其面积就是遥感影像所裁切的形状和面积，这样也会使所得出的结果存在着一些不足之处。要对室内解释中所存在的问题进行室外研究，将问题投入实践中，找出解决的办法，使所得到的结果更加的准确。本文所采取的相关内容是16年的夏季对天津滨海新区湿地的研究。表3-7为天津滨海新区野外验证的结果。表3-7野外验证结果表湿地类型遥感影像野外照片解译结果近海及近岸湿地正确河流湿地正确湖泊湿地正确沼泽湿地正确人工湿地正确4天津市滨海新区湿地遥感动态分析4.1滨海新区湿地类型及面积就像前面文章里提到的，近海以及近岸的湿地、河流的湿地、湖泊的湿地、沼泽的湿地和人工的湿地这五种都属于天津市滨海新区湿地。根据上面文章给出的分析结论做出数据整理后，由此做出的天津市滨海新区二0一七年湿地不同类型的布局，详见下表4-1。表4-12017年天津市滨海新奇各类型湿地面积统计表（单位：km2）近海及近岸湿地河流湿地湖泊湿地沼泽湿地人工湿地总计789.4157.8586.87165.63619.641719.40各类型湿地所占比例如图4-1。图4-12017年天津市滨海新区各类型湿地所占比例分布图从上图3-7和图4-1可以认识到，近海及近岸湿地以及人工湿地分别是天津市滨海新区重点的湿地种类，而沼泽、湖泊、河流这三类湿地紧跟其后；而这个区域里人工湿地占了百分之三十六，天然的湿地比例在百分之六十四。不过人工湿地的分布是在整个区域里面最大的，在所有区域每个地方基本都可以见到人工湿地，相对来说汇聚得比较紧密的是沼泽、湖泊以及近海及近岸这三类湿地。而河流湿地由于它的布局跟条状类似，所以尽管分布也比较多，但是相对所占的面积就小很多。4.2滨海新区湿地时空格局变化根据上文的湿地分类结果，天津市滨海新区2011年、2013年、2017年各类型湿地面积统计结果见表4-2、表4-3、表4-4。表4-2天津市滨海新区各类型湿地面积统计表湿地类型2011年2013年2017年面积（km2）比例（%）面积（km2）比例（%）面积（km2）比例（%）近海及近岸湿地861.8547.50807.2746.17789.4145.91河流湿地60.313.3260.073.4457.853.36湖泊湿地104.035.73118.596.7886.875.05沼泽湿地149.348.23135.217.73165.639.63人工湿地639.0335.22627.4535.88619.6436.04总计1814.561001748.591001719.40100表4-3天津市滨海新区各类型湿地变化统计表湿地类型变化面积（km2）变化率（%）近海及近岸湿地-72.44-9.18河流湿地-2.46-4.26湖泊湿地-17.16-19.75沼泽湿地16.299.84人工湿地-19.38-3.13总计-95.16-5.53表4-4天津市滨海新区两大类型湿地面积统计表湿地类型2011年2013年2017年面积（km2）比例（%）面积（km2）比例（%）面积（km2）比例（%）天然湿地1175.5364.781121.1464.121099.7563.96人工湿地639.0335.22627.4535.88619.6436.04根据上面数据可以看出，滨海新区的湿地从二0五年到二0一七年十二时间，总面积有所减小，从开始的一千八百一十四平方公里到最后缩小了九十五平方公里，现在面积为一千七百一十九点四平方公里，其变化率仅为5.53%，总面积变化不太大。不过，天然湿地相对人工湿地其面积的变化还是比较明显的。人工面积有所减小，不过数据很小，其变化率才3.13%，但是天然湿地的面积则变化较大，从当初的1175.53km2缩小到1099.75平方公里，少了75.78平方公里，这个数据占了变化面积的79.63%。本篇文章特地做了这个柱状图及折线图4-2、4-3，方便能直观的把不同类型的湿地变化展示出来。图4-2天津市滨海新区各类型湿地面积变化柱状图图4-3天津市滨海新区各类型湿地所占比例折线图近海及近岸湿地从二0一一年开始到二0一七年这六年之间总面积一直趋于缩小的状态，也减小到72.44km2，其变化率有9.18%，缩小的首要因素是由于天津市滨海区域大规模的填海打造陆地，这段时间港口的修复建设也在逐步完成，并没有占太多的土地，可是在滨海区域，尤其在原大港区又重新建设了很多盐田以及咸水养殖场，这种情况下天然湿地就被迫改成人工湿地，由于滨海区域不断的发展规模，使得近海水域的污染日趋严重，造成天然湿地的逐渐衰退。而河流湿地的面积变化不太大，从当初的60.31km25现在的57.85km2，仅减小了不到三平方公里，其变化率仅为3.13%，有所变化的原因应该是河漫滩由于修建护岸这些工程造成的损害，使得河流湿地的面积有所减少。而湖泊和沼泽这两类湿地的减少和增加有着互相补充的特性，这个可以看下图4-4,，这个是因为大多都处在北大港湿地的自然保护区内，加上气候以及季节不确定的这类因素造成植被生长状态有所差别，因此它们的面积分布占有的比例会有区别。湖泊和沼泽两类湿地面积虽然也是趋于减少的状态，不过面积变化小，其变化率才0.51%。图4-4湖泊湿地与沼泽湿地面积变化布局较广但碎片化相对略高是天津市滨海新区的人工湿地的特征，其分为占主要的众多盐田以及咸水养殖场，还有农用池塘，这类占地面积不大分布又较广，除此之外还有城市人工景观水面，这类范围比较小。人工湿地在这七年时间里一直是趋于减少的状态，从639.03km2减少到现在的619.64km2，其变化率仅3%，变化也不太大，原因是有一批盐男被弃置不用或者改成了建筑用地。不过人工湿地的占有率却趋于增加的状态，从之前的35.22%增加到现在的36.04%。4.3滨海湿地变化驱动力浅析把水当作承载物的一种特殊的土地利用种类就叫做湿地，自然因素以及人为的因素是造成湿地面积发生变化的重要原因，而自然因素又分为气候的条件和地形地貌以及水文的变化等等，而人口和经济以及国家政策方面则是人为R因素。众多分析都有所说明，社会人活动造成的影响远远大于自然条件对温地的影响[22]。本文在下文会根据自然因素以及人为因素来分析说明。4.3.1自然因素气候条件和水文条件以及季节性的变化还有地形地貌这些都是使天津市滨海新区湿地面积发生变化的自然因素。本文章中采用的影像数据有不同的月份，不过收集影像的时间基本在六月到七月这段时间，处在夏天，因此季节造成的影响相对比较小。天津市滨海新区的地形在二0一一年到二0一七年这几年时间内变化也不是很大，由此判断气候条件是造成面积有所变化的首要原因，而最直接的原因是气温以及降雨量。本文中还把天津市滨海新区在二0一一年和二0一三年以及二0一七年这期间的年降雨量以及年平均气温的数据集中起来（由塘沽区、汉沽区和大港区合并一起的滨海新区是在二0一三年才正式确立的，因此在这之前的数据选用这三个区的平均数值来参考），其整体变化图见表4-3、图4-4（数据来自天津统计年鉴）。图4-5天津市滨海新区年降雨量变化折线图图4-6天津市滨海新区年平均气温变化折线图滨海新区的湿地面积变化从上面的数据中可以看出和降雨量以及气温等气候条件还是有一些联系。因为降雨能填充湿地所需的水源，使得湿地面积有所增大，而且，河流的流量也因此有所增加，导致引入到海洋的水体也增加。而气温升高增大了蒸发量，导致减少了湿地面积。因此综合比较，滨海新区湿地的面积当处于降雨量大、气温又低的年份时，变化会比较大，比如二0一一年；而处于降雨量相对小、气温又比较高的年份时，湿地面积变化会比较小，比如二0一三年的时候降雨量不大，到二0一七年平均气温又比较高。因此说明湿地的面积变化是由降雨量以及气温这类气候原因所造成的，但是这个原因变化过程相对较为繁杂，也不能以偏概全，因此本文对此不作深入研究。4.3.2人为因素而人为原因实际上是对滨海新区湿地的面积变化影响最大的原因。自一九九四年来开发和建立滨海新区，现阶段还是趋于不断发展的过程，而滨海新区湿地面积变化也主要是因为开发和建设造成的。天津沿海地区建立了众多盐田和养殖场，从而天然湿地被迫变成人工湿地的情况极为严重。而发展迅猛的滨海新区会造成居民地以及工农业用地不断增加，由此使得天然湿地面积逐渐缩小。再加上人为作用造成很多污水直接排进湿地，加重了自然污染，也使得降低了多样性的物种，由此极为重要的损害到了生态系统。本文章还收集了人口以及经济的数据来做此变化的分析（数据来自天津统计年鉴）。图4-7天津市滨海新区常住人口变化折线图图4-8天津市滨海新区区县生产总值变化折线图从上面两个图数据可得知，滨海新区的常驻人口以及区和县的生产总值都趋于上升的阶段，增长的速度特别快，常驻人口数量增加了四十多万，区县的生产总值增加三千多亿元。而造成湿地面积有所变化的人为原因的负效应很显著；在现阶段尽管出台了一些处理方案，但是对于保护湿地和治理环境的问题的责任重大有很长一段路要走。4.4天津市滨海湿地保护建议根据上面所提，尽管天津市滨海新区湿地减少的变化率相对较小，但还是趋于持续缩小的状态。经过翻阅过的资料里有所说明，天津市滨海新区各阶层政府对于湿地的保护也进行了很多努力，因此创建了湿地保护区四个，湿地衰退的现象由此有所改善，但是污染的情况依然很严重，还有日渐衰退的生态环境这些现象。所以，本文特给出下面几个建议。（1）加快立法并建立相应的规定。到目前为止国内对于湿地的保护还未出台相应的规章制度，尽管在《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国野生动物保护法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》这几个法规中有所提到湿地保护，但是对于湿地完善分类的体系以及保护湿地的法律还是有所欠缺。因此在维护滨海湿地正常生态环境的问题上建议中央以及地方应统一起来并且加快立法的进程。（2）对湿地生态系统的监测研究要有所加强，监测系统长期有效的建立起来。建立起湿地生态系统相应的土壤现状以及水文状况，生物资源和大气的动态等综合一体的动态监测系统，并科学的设置监测的时间、地点和相应的方案，还要把湿地信息共享机制也建立起来，这些都是给予持续保护湿地以及持续发展科学的根据。（3）提倡奖惩分明以及统一的权利和责任。为了加快滨海湿地的饱和以及管制的进程，对于滨海湿地的保护在生活中有过重要贡献的集体和个人都要在精神以及物质上有所奖励，而对于滨海湿地生态环境的有所破坏的行为人也必须给予惩罚处理，这个方面必须做到一视同仁。（4）对于湿地保护的资金投入要加大。在湿地管理中面对的较大的困难之一是资金的不足，而对于湿地保护这方面的人员要培训、湿地的监测、污水的治理等等这些工作都要投入很多资金。湿地受到严重的污染主要来自于部分企业随意排放的废水、垃圾，治理污染要由这部分企业负担起来重要的责任；对于湿地管理和保护的资金各级政府要更多的投入，这样才能加强湿地的保护。（5）提高民众对湿地保护的意识。由于经济持续的发展，受利益的诱惑，大多人并没有重视湿地对人们的关键作用。因此在平时的生活要对湿地保护进行更多的宣传推广，并多组织一些让群众参与进来的和湿地保护有关的科普类活动，从而使得民众对湿地的保护和湿地资源缺失的隐患意识有所提升。5结论5.1结论本文研究用天津市滨海新区做案例，在遥感技术的前提上，经过监督分类并结合人工目视解译的方法把天津市滨海新区湿地分别在二0一一年、二0一三年以及二0一七年这三个时间段的信息提取出来，对湿地的分布特性以及变化的规律进行分析，也对湿地变化的几个原因进行了描