舟山海域海岸带遥感分析【毕业论文】.doc

1、本科毕业论文（20 届）舟山海域海岸带遥感所在学院 专业班级 海洋技术 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 2目录摘要 .IAbstract .II引言 .11、海岸线的基本概念与遥感解译标志 .21.1 海岸线的内涵 .21.2 海岸线的分类与遥感解译标志 .22、国内外研究现状 .32.1 国外研究现状 .32.2 国内研究现状 .33、数据准备与数据处理 .43.1 几何校正方法 .43.1.1 图像几何校正的途径 .43.1.2 图像几何校正的计算模型（Geometric Correction Model） .43.1.3 图像校正的具体过程 .53.2 单波段图像的提取

2、 .73.3 TM 图像通道的选择及 5、4、3 通道的融合 .73.3.1 TM 通道特征及其选择： .73.4 融合后影像的叠加 .113.5 影像的相减 .114、舟山本岛海岸线变迁遥感解译 .114.1 通过图像叠加观察海岸线的变化 .114.1.1 2002 年图像与 2007 年图像的叠加 .124.1.2 2007 年图像与 2009 年图像的叠加 .134.2 图像的相减 .134.2.1 几何图像的相减 .145、结论 .16参考文献 .18致谢 .19I舟山海域海岸带遥感摘要 遥感由于是一种综合物理手段、数学方法和地学分析的应用技术，因此其获取数据的能力是十分强大的，也因此

3、在海岸线调查中具有十分明显的优势 1。由于遥感监测具有广大范围、相对同步、多个时相、高精度的特点，所以其可迅速地得到海岸地貌类型和与其有关的地面信息和相关地物的特征与性质，使得在实地调查中可能遇到的各种限制能够有效地被克服；其独有的实时监测能力可以使之在短时间内对同一个地区进行多次探测，从而达到对海岸线动态监测的目的；本人运用ERDAS 图像处理软件，通过对不同时相遥感图像的几何校正，在对图像进行叠加对比与几何面积和灰度的相减，得到了几幅不同的图像，再按照室内解译的基本原则，选择适当的形状，大小，纹理，结构，阴影等直接解译标志并结合研究地区的相关布局，地理环境等间接解译标志进行解译，得到相应的

4、结论：研究区域的海岸线构成虽然类型众多但面积都不大，由于自然因素造成的海岸线变化十分微小，不存在自然因素影响海滩，泥滩等有经济作用的海岸线的现象。主要影响海岸线变化的因素就是人为因素：人工围海建造养殖场。这是受到近几年舟山政府通过大力发展养殖业提高经济增长政策的影响，这可以从侧面反应舟山这几年在大力发展海水养殖这一块取得了一定程度的成果。同时也可以预测，在未来的较长一段时间内，舟山本岛海岸线的变化只会由于人为因素的改变而变化，自然因素仍然不是影响舟山海岸线的主要因素。不过需要我们谨记的是，我们在开发海岸线，大力发展经济的同时也需要注意海岸线的保护，因为海岸线是非常脆弱的一个部分，如果过度开发海

5、岸线将会引起生态，海岸地貌等等的变化，可能会因此导致种种违背初衷的现象。而由于舟山特殊的地理位置，其海岸线的价值不仅仅只是体现在经济方面，在军事，学术研究方面也具有重大的意义。关键词 海岸带，遥感；动态变化，融合 IIAbstract Coastal zone is more active and fragile location, quickly and accurately monitoring the dynamic change of sea coastline for the use of management has the extremely vital significance

6、. With remote sensing as a physical method, mathematical methods and geological analysis based on comprehensive application technology, with a strong ability to obtain data, at the coastline investigation in a very clear advantage 1. The large scope, remote sensing observation phase synchronous, lon

7、g must, high precision characteristics can be quickly obtain coastal landscape types and associated ground information, in on-the-spot investigation may be met in various restrictions can effectively be overcome; Its unique efficiency can be made in a short period of time to the same area, in order

8、to achieve repeated detection on the coastline dynamic monitoring purpose; I use ERDAS image processing software, through also by remote sensing images of the geometric correction, analysis of the images stacking area and the contrast and geometry, get the subtraction greyscale picture different ima

9、ge, again according to the basic principle of indoor interpretation, choose proper shape, size, texture, structure, shadows, directly interpreting marks and combined with the related research area layout, geographical environment for interpretation, indirect interpreting marks obtained the correspon

10、ding conclusion: the study area constitutes a although many types of coastline is not large, but the area because of natural factors of coastline, there is no change very tiny natural factors affect the beach, mudflats, etc have economic role the phenomenon of the coastline. Main influence factors o

11、f coastline change is human factors: artificially wai sea build farms. This is by zhoushan government in recent years by vigorously developing breeding increase economic policy, this can be the influence of reaction from flank in zhoushan this years developing mariculture this piece has obtained the

12、 certain degree of achievement. Also can predict the future, in a long period of time, zhoushan island coastline change will only due to the changes of artificial factor, natural factors still not affect the main factors of zhoushan coastline. But we need to remember is that we develop coastline, vi

13、gorously develop economy also need to pay attention to the protection of coastline, because coastline is very vulnerable part of the coastline, if excessive development would cause ecological, coastal landscape changes, etc may therefore lead to various against original intention phenomenon. And bec

14、ause zhoushan special geographical position and its coastline value not only embodies in economic terms, in the military, academic research also has significant meaningKey words the coastal zone ;remote sensing;dynamic change;fusion1引言由于海岸处于海洋和陆地的交界地带，板块运动、泥沙淤积、海水侵蚀、气候变暖导致海平面上升的自然因素和围海造陆等一系列人类活动的影响，

15、海岸线并不是固定不变的，同时作为现代海洋管理确定海岸带范围的重要依据，快速而准确的测定海岸线，意义十分重大 1。 遥感由于是一种综合物理手段、数学方法和地学分析的应用技术，因此其获取数据的能力是十分强大的，在因此在海岸线调查中具有十分明显的优势 1。由于遥感监测具有广范围、相对同步、多时相、高精度的特点，所以其可迅速地得到海岸地貌类型和与其有关的地面信息，使得在实地调查中可能遇到的各种限制能够有效地被克服；其独有的实时监测能力可以使之在短时间内对同一个地区进行多次探测，从而达到对海岸线动态监测的目的；而其综合性高的数据和相互有差异并可以比较的数据让人们可以根据自己的需要从中有选择的提取信息，如

16、可见光遥感可以发现海岸线附近的土壤中某些物质的含量、植被的某些特性的变化，SAR 可以在天气恶劣的情况下记录水边线变化的信息；与传统方法相比，因为遥感监测可以大大地节省投入的费用，所以具有很高的经济效益和社会效益；并且遥感图像以数字数据的方式记录下来，方便直接用计算机来处理，使得后期处理的效率得到了提高。舟山群岛岛礁十分多，星罗棋布，共有 1390 个大大小小的岛屿，大概占我国海岛总数的 20，分别隶属于浙江省舟山市本岛以及其下的岱山县、嵊泗县；这些岛屿分布的海域的面积占了大约 22000 平方公里，陆地面积大概有 1371 平方公里。其中 1 平方公里以上的岛屿有 58 个，占到了舟山群岛总

17、面积的 969。整个岛群的排列趋势呈北东走向。其中南部的大岛数量比较大，海拔较高，排列比较紧密，而北部则小岛的数量居多，地势也较矮，分布的比较散开；舟山群岛的主要岛屿有舟山本岛、岱山岛、朱家尖岛、六横岛、金塘岛等，其中舟山本岛最大，面积为 502平方公里，是我国的第四大岛。舟山岛近年来由于各种人为因素（如填海造田，倒垃圾入海等等）和自然因素（如海浪侵蚀，地质因素等等）海岸线发生了一些变化，及时观测这些变法具有重大意义。21、海岸线的基本概念与遥感解译标志1.1 海岸线的内涵一个地区的总的海岸线分为大陆海岸线和岛屿海岸线，不过每种学科所定义的海岸线并不是相同的，如在测绘学的海图上，海岸线为多年平

18、均大潮高潮的水陆分界线，但航海图上的海岸线则是以最低低潮线为分界线的，这是从航海安全性方面考虑的，所以事实上，在绘制航海图的过程中，海岸线的绘制会比最低低潮线还要在轻微的低一些。而在自然地理学中，一般是用海洋最高的暴风浪在陆地上所达到的最高位置作为划定海岸线的依据 2。在我国海域使用管理中的海岸线即是指测得的多年大潮平均高潮位时的海陆分界线 1，海岸线是现在的海洋综合管理工作的重要依据和标准。 1.2 海岸线的分类与遥感解译标志海岸有许多种的类型，其中主要的海岸有 4 类 3：粉砂淤泥质海岸、砂质海岸、基岩海岸、人工海岸。确定这类海岸的海岸线需要根据海岸线的定义，并且需要以其各自的地貌特征为凭

19、据来确定它们在遥感影像上的解译标志。如人工建造的海岸主要成分是水泥和石块，因此其在图像上的表现是其具有较高的光谱反射率，与光谱反射率很低的海水形成鲜明的对比，从而据此可以肯定其海岸线，从遥感影像上看，其海岸线就是海水与基岩海岸的分界线，海岬角以及直立陡崖的水陆直接相接地带是其明显的解译标志。砂质海岸是砂粒在海浪作用下堆积形成的，在波浪无法作用的区域砂质也就会消失，而砂在遥感影像上显示的灰度比其它地物要小，所以根据这个因素，其海岸线可以取砂质海岸靠陆地一侧的边缘，对于岸滩面积较小的淤泥质海岸，可以选择，如植被、虾池、公路等与淤泥质海岸的其它地物分界线作为海岸线。因为在大潮高潮时海水越过的地方不能

20、算作其分界线，并且沿海河口岸线是整个大陆岸线的重要组成部分，再加上由于入海河口地貌的形态和形成因素每个都不一样，所以很难确定一个直白的、通用的办法判定沿海河口海陆管理分界线。所以只好按学科需要的不同判定出不同的海路分界线。比如有的学科以咸淡水的界线作为河口海陆管理分界线。有的学科的河口海陆管理判定线则是以海陆生物的生长分界线为标准的，有的学科以河流出海口的突然变宽处作为河口的海陆管理分界线，有的学科采用两岸大潮平均高潮位上的两点之间横越河口的直线划定分界线。因此，科学统一地划出沿海河口海陆管理分界线也是一个重要问题。需要做进一步研究海岸线的遥感解译方法目前遥感图像中海岸线的解译有两种方法：目视

21、解译和3自动解译。目视解译是一种传统的经3手工作图作业来解译图像的方法，方法简单但可惜误差较大。自动解译的解译方法是将岸线作为边缘提取出来，已经有一些检测海岸线的方法比较成熟了，其中有的方法是利用图像的边缘检测器技术，有的则是对图像进行纹理分析。总之检测边缘有很多方法。随着计算机技术的不断发展，自动解译技术的水平也有很大的提高，各种新的算法不断出现，成为解译技术发展的主流。 122、国内外研究现状 利用遥感更新海岸地带地形图的关键是海岸线的提取，而海岸线提取的实质是遥感图像的边缘提取。微分法、小波法、形态学方法、分形法等是边缘提取地的主要方法。2.1 国外研究现状 由于国外遥感技术发展较早，所

22、以利用遥感技术进行海岸线提举技术也比较成熟.。目前的方法主要有以下几种： 第一类主要采用底层图像处理技术。Lee 和 Jurkevich 通过图像平滑、阈值分割和边界跟踪等技术检测 SAR 图像中的海岸线 4。Giancarlo 等人则采用模糊技术将图像的灰度和纹理系结合起来，生成模糊连接图，并通过对联截图的分割达到提取海岸线的目的 5。但是这种方法的瓶颈在于处理速度较慢，且定位精度不高。 第二类方法利用了很多高级图像处理的技术，包括多分辨率技术和活动轮廓模型，并结合海域结构知识，使得这类方法的准确性和处理速度都得到了显著提高。David 等人引入多分辨率技术来提高海岸线定位精度和处理速度：现

23、在低分辨率图像上采用计算量较大的纹理分割得到初步海岸线，再在高分辨率图像上采用活动轮廓模型对海岸线位置进行修正，以提高其定位精度 12。 2.2 国内研究现状 我国遥感从 20 世纪 7 0 年代开始发展，起步相对国外较晚，但现在已广泛应用于各种领域。并且在利用遥感技术手段提取海岸线方面也有很大进步。随着我国遥感技术的发展，我国的众多学者也对利用遥感技术对海岸线提取进行了研究。如刘高焕等人在“黄河三角洲土地利用动态监测与海岸带综合管理”一文中采用高潮位提取海岸线的判定，运用各种遥感技术手段得到了黄河人海口 19762000 年间的海岸线的各种变化 6；陆立明等人在“基于合成孔径雷达回波数据的海

24、岸线提取方法”中叙述了利用 SAR 数据在非成像状态对海岸线进行提取的方法 7；孙美仙等人利用4TM 遥感4影像，运用各种遥感技术手段完成了“福建省海岸线遥感调查方法及其应用研究8”3、数据准备与数据处理海岸线研究数据源为：2002 年 landsat7 ETM 数据，2007，2009 年 landsat5TM 数据，其空间分辨率为 30m,为体现其变化特征，三个数据的间隔分别为 5年和 2 年。数据波段组合采用 5、4、3 组合，即 R、G 、B，以便更好的确定水陆边界。利用 ERDAS 遥感图像处理软件，分别对三个时期的图像进行几何校正，其目的是为了消除几何畸变。以 2007 年的数据为

25、参考数据，将 2009 年，2002 年数据校正为 2007 年的模式。再将它们分别与 2007 年的数据进行叠加，相减，以便进行对比，实行观察，监测，分析。3.1 几何校正方法利用 erdas 软件将 2002 年与 2009 年中舟山本岛的几何图像校正为 2007 年的几何图像，以便在以后的处理中方便图像的叠加对比和相减。具体方法如下：3.1.1 图像几何校正的途径在 ERDAS 图标工具条面板上：点击 DataPrep 图标，出现 Image Geometric Correction 对话框 ，选择 Set Geo-Correction Input File 对话框。ERDAS 图标面板

26、菜单条 Main，点击 Data Preparation 图标，出现 Image Geometric Correction 对话框，打开其中的 Set Geo-Correction Input File 对话框。在 Set Geo-Correction Input File 对话框中，确定需要校正的图像的途径，有两种选择情况：其一：首先确定来自视窗（FromViewer） ，然后选择显示图像视窗。其二：首先确定来自文件（From Image File） ，然后选择输入图像 11。3.1.2 图像几何校正的计算模型（Geometric Correction Model）ERDAS 提供的图像几何校正模型有 7 种，具体功能如下：几何校正计算模型与功能：