題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 基于RS和GIS的海河流域下游濕地變化研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 數(shù)理
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 由于濕地面積的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量在實(shí)際工作中難度較大，利用遙感手段提取濕地信息省時(shí)省力。本項(xiàng)目利用01-09奇數(shù)年海河下游遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地考察，在遙感圖像中提取了海河流域下游的濕地信息，對(duì)海河流域下游近10年的濕地變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明各類(lèi)濕地變化幅度和變化速度都很大，而且都呈下降趨勢(shì)，從社會(huì)和自然兩個(gè)方面分析濕地變化的原因，提出保護(hù)濕地的建議，為近十年海河流域濕地?cái)?shù)據(jù)填補(bǔ)空白。
- 詳細(xì)介紹：
- 海河下游主要包括濱海新區(qū)和一部分的天津市區(qū)，自天津?yàn)I海新區(qū)上升為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略以來(lái),濱海新區(qū)在環(huán)渤海地區(qū)中的地位和作用快速提升。天津濕地面積大，種類(lèi)全，濕地生態(tài)系統(tǒng)為物種多樣性提供了良好的生態(tài)環(huán)境，天津濕地在世界濕地等級(jí)中處于相當(dāng)重要的位置。遙感技術(shù)在國(guó)內(nèi)飛速發(fā)展，利用遙感手段檢測(cè)土地利用變化是陸地遙感應(yīng)用范圍最廣泛的一種，濕地類(lèi)型自身的性質(zhì)決定了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量面積在實(shí)際實(shí)施有諸多不便，相比通過(guò)實(shí)地調(diào)查手段統(tǒng)計(jì)面積，在高分辨率圖像上獲取面積的方法省時(shí)省力，雖然遙感圖像大部分也需要付費(fèi)，但相對(duì)實(shí)地調(diào)查費(fèi)用較少。 根據(jù)海河下游地區(qū)的實(shí)際情況，參照全國(guó)濕地資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)中對(duì)濕地的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，將海河下游濕地分成水庫(kù)、沿海灘涂、鹽田、坑塘、水田、養(yǎng)殖池、沼澤、灘地 、河流、水渠等幾大類(lèi)。 主要利用美國(guó)Landsat衛(wèi)星的TM(ETM+)遙感數(shù)據(jù)，從圖像中提取濕地信息，得到海河下游濕地專(zhuān)題地圖。提取濕地信息主要方法為：首先利用新型水體指數(shù)法進(jìn)行歸一化處理提取水體信息，然后采用基于紋理的面向?qū)ο蠓椒ê捅O(jiān)督分類(lèi)相結(jié)合，對(duì)提取的水體進(jìn)行細(xì)劃分。最后從各類(lèi)濕地的面積變化、變化速度和變化幅度三方面進(jìn)行詳細(xì)分析。 濕地面積主要變化趨勢(shì)可總結(jié)為以下幾點(diǎn)： （1）海河流域下游的濕地資源2001年為182989.17公頃，2009年為136609.29公頃，總體上呈減少趨勢(shì)，9年內(nèi)減少了25.35%。其中鹽田、坑塘、水田、養(yǎng)殖池類(lèi)濕地的減少量占濕地總損失的72.72%。 （2）各類(lèi)濕地面積遞減速度由大到小依次為：鹽田、坑塘、水田、養(yǎng)殖池（4216.15 公頃/年）、水庫(kù)（673.64 公頃/年）、沿海灘涂（508.60 公頃/年）、沼澤、灘地 （378.66 公頃/年）、河流、水渠（20.43 公頃/年）。 （3）各類(lèi)濕地面積的減小幅度從大到小依次為：水庫(kù) （7.17%）、沿海灘涂（4.01%）、鹽田、坑塘、水田、養(yǎng)殖池（3.65%）、沼澤、灘地 （1.04%）、河流、水渠（0.22%）。 濕地減少的原因可分為自然和人為兩種，其中人為因素作用是影響濕地面積變化的主導(dǎo)因素，比如沿海灘涂的變化在圖上較明顯，灘涂面積銳減，原來(lái)灘涂的位置現(xiàn)在大多為陸地，主要原因?yàn)樘旖蜓睾５貐^(qū)圍填海造成的，天津港的建設(shè)也對(duì)沿海灘涂造成破壞。 研究表明近十年天津濕地銳減嚴(yán)重，濕地生態(tài)系統(tǒng)已遭受?chē)?yán)重破壞，必須引起政府和相關(guān)部門(mén)的高度重視，將海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：海河下游濕地資源是天津重要的自然資源，Landsat衛(wèi)星的TM(ETM+)遙感影像有豐富的空間信息和光譜信息，可滿(mǎn)足濕地調(diào)查的技術(shù)要求，濱海新區(qū)在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展同時(shí)也要注重濕地保護(hù) 基本思路：使用01-09奇數(shù)年5期TM(ETM+)遙感數(shù)據(jù)，按濕地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)將濕地分類(lèi)，利用erdas等遙感圖像處理軟件，結(jié)合水體信息提取方法，從圖像中提取濕地信息，對(duì)濕地變化做定量分析，推測(cè)變化原因并提出保護(hù)建議
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 遙感技術(shù)具有大面積，多時(shí)相，同步的特點(diǎn)，利用遙感技術(shù)來(lái)研究濕地，能克服傳統(tǒng)點(diǎn)取樣的不連續(xù)性、時(shí)間不一致性以及濕地現(xiàn)場(chǎng)不易測(cè)量的缺點(diǎn)。提取水體信息時(shí)建立了新型水體指數(shù)模型，生成新型水體指數(shù)圖像對(duì)水體信息進(jìn)行提?。粚?duì)提取的水體信息進(jìn)行分類(lèi)時(shí)采用監(jiān)督分類(lèi)與基于紋理信息的面向?qū)ο蟮哪：诸?lèi)方法結(jié)合的方法，提高了分類(lèi)精度，減少了人工解讀的工作量，結(jié)合實(shí)地考察信息，能較為準(zhǔn)確快捷的獲取所需的研究信息，性?xún)r(jià)比高
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 結(jié)合國(guó)家科技支撐項(xiàng)目《海河流域河流污染物結(jié)構(gòu)緩沖能力診斷與重點(diǎn)區(qū)域案例應(yīng)用分析》，目前濕地的生態(tài)環(huán)境退化和可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題已成為當(dāng)前濕地研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。開(kāi)展?jié)竦貢r(shí)空變化監(jiān)測(cè)研究，可為生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)參考。本文的研究范圍是海河流域下游，包含當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的濱海新區(qū)。應(yīng)用遙感技術(shù)可以為濕地變化監(jiān)測(cè)提供豐富的數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)大范圍的濕地變化調(diào)查分析，省時(shí)省力。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本論文研究目的是綜合利用RS和GIS的相關(guān)技術(shù)查明并分析海河流域下游濕地的類(lèi)型、面積、變化及原因。研究?jī)?nèi)容包括濕地分類(lèi)系統(tǒng)的確定，海河流域下游01-09奇數(shù)年LandsatTM影像數(shù)據(jù)的處理，濕地信息的提取和綜合分析，得出結(jié)論，提出保護(hù)性建議。 論文主要成果和創(chuàng)新點(diǎn)： 1.采用新型水體指數(shù)法提取水體信息，可以實(shí)現(xiàn)快速提取2.采用基于紋理的面向?qū)ο蠓椒ê捅O(jiān)督分類(lèi)相結(jié)合進(jìn)行水體分類(lèi)，充分利用影像的光譜信息和紋理信息，可以提高分類(lèi)精度3.初步查明海河流域下游濕地的類(lèi)型、面積、變化和原因。得到了第一手?jǐn)?shù)據(jù)，彌補(bǔ)了海河流域下游近10年來(lái)濕地動(dòng)態(tài)研究的空白，得出海河下游濕地變化趨勢(shì)：海河流域下游的濕地資源2001年為182989.17公頃，2009年為136609.29公頃，總體上呈減少趨勢(shì)，9年內(nèi)減少了25.35%。其中鹽田、坑塘、水田、養(yǎng)殖池類(lèi)濕地的減少速度最快，水庫(kù)減少幅度最大。 濕地減少的原因可分為自然和人為兩種，其中人為因素作用是影響濕地面積變化的主導(dǎo)因素，應(yīng)引起足夠重視，根據(jù)研究結(jié)果可推算濕地的發(fā)展過(guò)程和變化趨勢(shì)，為該區(qū)域以及天津市的環(huán)境保護(hù)和生態(tài)修復(fù)提供了輔助信息。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 1. 梅安新，彭望琭等。遙感導(dǎo)論[M]．北京：高等教育出版社，2001． 2. 史培軍，宮鵬，李曉兵等．土地利用／覆蓋變化研究的方法與實(shí)踐[M]．北京：科學(xué)出版社，2000，95-118． 3. 章孝燦，黃智才等．遙感數(shù)字圖像處理[M]．浙江：浙江大學(xué)出版社，2004． 4. 賈永紅，李芳芳．一種新的濕地信息遙感提取方法研究[J]．華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,41(4)：641-644． 5. 陳劍波，曾明宇，石軍南．遙感和GIS 技術(shù)在廣東省濕地信息提取中的應(yīng)用．中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2010，29(1)：24-32． 6. 王海君，樂(lè)成峰．應(yīng)用基于紋理的面向?qū)ο蠓诸?lèi)模糊方法提取水田信息．地理與地理信息科學(xué)，2008，24(5)：40-43． 7. 丁鳳．基于新型水體指數(shù)（NWI)進(jìn)行水體信息提取的實(shí)驗(yàn)研究．測(cè)繪科學(xué)，2009，34(4)：155-157． 8. 鐘春棋，曾從盛．TM 影像濕地水體信息自動(dòng)提取方法研究[J]．水資源研究，2007，28(4)：1-3． 9. 王志勇，趙慶良，鄧岳，陳會(huì)東．圍海造陸形成后對(duì)生態(tài)環(huán)境和漁業(yè)資源的影響[J]．2004，17（6）：37-39．
同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前濕地變化研究已成為國(guó)內(nèi)外濕地研究的焦點(diǎn)。3S(GIS、RS、GPS)技術(shù)的發(fā)展和成熟為濕地動(dòng)態(tài)研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。 利用遙感技術(shù)RS進(jìn)行濕地研究，具有更新時(shí)間快，對(duì)濕地?zé)o破壞，可對(duì)濕地生物的資源分布、生長(zhǎng)狀況及變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。因此,世界各國(guó)在濕地資源的調(diào)查研究中廣泛采用遙感技術(shù)。GIS處理空間數(shù)據(jù)具有動(dòng)態(tài)性、多維性和系統(tǒng)性等特點(diǎn),尤其是利用其獨(dú)特的全方位、大尺度的空間分析功能,可以設(shè)計(jì)濕地資源與環(huán)境信息系統(tǒng)及建立濕地專(zhuān)題信息系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外很多專(zhuān)家學(xué)者采用MSS、TM、ETM以及CBERS-02的衛(wèi)星遙感影像，通過(guò)RS和GIS專(zhuān)業(yè)處理軟件來(lái)提取濕地信息。 我國(guó)濕地研究起步較晚，發(fā)展正逐步完善。關(guān)于濕地的動(dòng)態(tài)變化研究還只是局部區(qū)域的研究，沒(méi)有形成系統(tǒng)和規(guī)模，何書(shū)林利用TM和ETM三期影像圖，研究了艾比湖流域濕地變化，比較全面的了解了艾比湖流域濕地資源面積狀況、功能特征以及濕地效益價(jià)值；孫永軍利用MSS、TM和ETM三期衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，對(duì)黃河流域濕地進(jìn)行了遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究，為黃河流域生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)；張亞琳利用MSS、TM、ETM以及CBERS-02四期遙感數(shù)據(jù)，提取了廣東省濕地現(xiàn)狀信息，提出了濕地生態(tài)保護(hù)和綜合防治措施，以實(shí)現(xiàn)廣東省濕地資源的可持續(xù)發(fā)展；周連義采用五期南京地區(qū)Landsat MSS和TM數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、土地利用及野外踏查資料，采用決策樹(shù)分類(lèi)方法，提取南京濕地，分析了1979年—2004年來(lái)南京濕地的時(shí)空變化特征；此外還有其他學(xué)者對(duì)洪湖、萊州灣、新疆等地的濕地進(jìn)行過(guò)動(dòng)態(tài)研究，而關(guān)于海河流域下游的濕地動(dòng)態(tài)變化還沒(méi)有人做過(guò)相應(yīng)研究。 關(guān)于濕地信息提取的方法，目前國(guó)內(nèi)也有很多研究。賈永紅針對(duì)多光譜影像水體信息提取,提出了基于濕度分量與水體光譜特征的濕地信息提取方法；何書(shū)林采用監(jiān)督分類(lèi)中最大似然法進(jìn)行水體信息的分類(lèi)；鐘春棋使用(TM2 + TM3 )/ ( TM4 + TM5 ) > 2. 0的方法，區(qū)分水體與全部居民地的陰影和山體陰影；丁鳳提出了新型水體指數(shù)法提取水體信息，具有較高的精度。 國(guó)外濕地研究起步較早，發(fā)展比較完善，美國(guó)在20世紀(jì)90年代就建立了路易斯安娜濕地恢復(fù)空間決策支持系統(tǒng)(SDSS)。各國(guó)對(duì)一些重要濕地保護(hù)區(qū)進(jìn)行的都是比較系統(tǒng)的研究，建立了相應(yīng)的濕地信息系統(tǒng)。
