基于遥感影像的浙江省三门湾近40年海岸线及海岸带时空变化分析

马苑浩, 辜鹏, 周春艳, 汪求顺. 基于遥感影像的浙江省三门湾近40年海岸线及海岸带时空变化分析[J]. 海洋地质前沿, 2024, 40(4): 60-70. doi: 10.16028/j.1009-2722.2023.070
引用本文: 马苑浩, 辜鹏, 周春艳, 汪求顺. 基于遥感影像的浙江省三门湾近40年海岸线及海岸带时空变化分析[J]. 海洋地质前沿, 2024, 40(4): 60-70. doi: 10.16028/j.1009-2722.2023.070
MA Yuanhao, GU Peng, ZHOU Chunyan, WANG Qiushun. Analysis of spatiotemporal changes of coastline and coastal zone in Sanmen Bay, Zhejiang Province in recent 40 years based on remote sensing[J]. Marine Geology Frontiers, 2024, 40(4): 60-70. doi: 10.16028/j.1009-2722.2023.070
Citation: MA Yuanhao, GU Peng, ZHOU Chunyan, WANG Qiushun. Analysis of spatiotemporal changes of coastline and coastal zone in Sanmen Bay, Zhejiang Province in recent 40 years based on remote sensing[J]. Marine Geology Frontiers, 2024, 40(4): 60-70. doi: 10.16028/j.1009-2722.2023.070

基于遥感影像的浙江省三门湾近40年海岸线及海岸带时空变化分析

  • 基金项目: 国家自然科学基金(41606042);海岸灾害及防护教育部重点实验室(河海大学)开放基金(202207)
详细信息
    作者简介: 马苑浩(1999—),男,在读硕士,主要从事近海水动力数值模拟方面的研究工作. E-mail:myh@hhu.edu.cn
    通讯作者: 周春艳(1985—),女,博士,副教授,主要从事海岸动力学方面的研究工作. E-mail:cyzhou@hhu.edu.cn
  • 中图分类号: P748;P737.1

Analysis of spatiotemporal changes of coastline and coastal zone in Sanmen Bay, Zhejiang Province in recent 40 years based on remote sensing

More Information
  • 根据1985、1995、2005、2013和2020年的Landsat卫星图像,采用人机交互手段将三门湾海岸线分为基岩岸线、砂质岸线、淤泥质岸线、人工岸线和河口岸线。采用交互式监督分类将三门湾海岸带的土地利用分为水体、林地、裸地、建设用地和农业用地。研究结果表明:近40年三门湾人工岸线和基岩岸线变化最大,分别增加了80.3 km和减少了79.3 km;近40年三门湾海岸带面积累计增加了130 km2,建设用地和水体是围填海新增土地的主要利用类型,主要的土地转移形式为裸地向建设用地、农业用地的转变以及林地转为建设用地;近40年三门湾岸线分形维数由1.22减小至1.201,人工岸线比例和建设用地占比分别上升了13%和22.57%,总体上呈现向海推进、人工化加强的趋势。人类活动是造成三门湾岸线及海岸带变化的主要原因,随着对海岸带保护与合理利用的推进,三门湾海岸带开发利用格局正逐渐稳中向好。

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  • 图 1  岸线解译样例

    Figure 1. 

    图 2  岸线提取及土地利用分类技术路线图

    Figure 2. 

    图 3  岸线提取及土地利用分类精度验证图

    Figure 3. 

    图 4  三门湾各研究时段岸线长度示意图

    Figure 4. 

    图 5  三门湾1985—2020年岸线分布

    Figure 5. 

    图 6  三门湾1985—2020年土地利用面积变化

    Figure 6. 

    图 7  三门湾1985—2020年土地利用变化分布

    Figure 7. 

    图 8  三门湾主要经济社会指标与岸线人工化、城镇化对比

    Figure 8. 

    表 1  遥感影像数据信息

    Table 1.  Information of the remote sensing image data

    过境时间
    (年-月-日T时:分:秒)
    卫星类型 传感器 分辨率/m 轨道编号 云量/% 过境时刻石浦潮位站潮位/m
    2020-12-22T02:25:51 Landsat-8 OLI 30 118-40 0.27 0.08
    2020-08-16T02:25:33 Landsat-8 OLI 30 118-40 10.24 0.07
    2020-10-04T02:25:42 Landsat-8 OLI 30 117-40 14.61 −1.38
    2013-04-12T02:27:41 Landsat-8 OLI 30 118-40 0.35 −0.38
    2013-08-29T02:27:35 Landsat-8 OLI 30 118-40 10.17 0.13
    2013-12-03T02:27:09 Landsat-8 OLI 30 118-40 1.54 0.42
    2005-11-27T02:14:16 Landsat-5 TM 30 118-40 0 0.13
    2005-06-04T02:13:02 Landsat-5 TM 30 118-40 4.1 −0.08
    1995-09-13T01:27:38 Landsat-5 TM 30 118-40 0 −1.93
    1995-08-12T01:29:09 Landsat-5 TM 30 118-40 0.08 −2.79
    1995-11-16T01:25:04 Landsat-5 TM 30 118-40 2.83 0.01
    1985-11-09T01:18:52 Landsat-5 TM 30 117-40 0 0.06
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    表 2  海岸线解译标志

    Table 2.  Interpretation marks of the coastline

    岸线类型波段组合(R、G、B)解译标志
    基岩岸线NIR、Red、Green具有明显的凹凸感和山脉纹理特征,分布散乱,近岸植被多呈浅红色或暗红色
    淤泥质岸线Red、NIR、Green在红光波段下反射率较低,多呈现为棕灰色,可结合岸线后方植被、养殖池塘等识别
    砂质岸线NIR、Red、Green岸线平直,向陆侧砂砾含水量低、光谱反射率高,为亮白色
    河口岸线NIR、SWIR1、Red主要为河流入海口的河道断面及其延伸部分分辨率较低的自然岸线
    人工岸线SWIR2、SWIR1、Red几何形状较为规则,主要为海堤、水工建筑物(防潮闸、水坝等)与港口码头等岸线形式
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    表 3  三门湾各特征时段岸线变化

    Table 3.  Variation of coastline change in the Sanmen Bay in different characteristic years

    年份基岩岸线砂质岸线淤泥质岸线人工岸线河口岸线时段内变化总变化
    变化长
    度/km
    年变化
    率/%
    变化长
    度/km
    年变化
    率/%
    变化长
    度/km
    年变化
    率/%
    变化长
    度/km
    年变化
    率/%
    变化长度/km年变化率/%变化长度/km年变化率/%变化长度/km年变化率/%
    1985—1995−16.5−0.41−1.7−2.97−15.4−3.8827.41.040.231.97−6−0.082.95−0.01
    1995—2005−28.6−0.76−0.23−0.41−14.2−5.5634.31.150.020.13−8.75−0.12
    2005—2013−30.4−1.1−0.32−0.7717.65.1027.61.060.352.8814.80.26
    2013—2020−3.82−0.160.641.579.032.48−8.9−0.40.030.28−3.01−0.06
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    表 4  三门湾1985和2020年土地利用转移矩阵

    Table 4.  Cross-tabulation of landuse classes area in the Sanmen Bay between 1985 and 2020

    km2
    特征年份 2020年 合计
    1985年 土地利用类别 农业用地 裸地 林地 建设用地 水体
    农业用地 —— 18.98 18.18 105.85 11.26 154.26
    裸地 115.32 —— 24.56 228.35 49.64 417.87
    林地 35.47 13.12 —— 83.12 4.44 136.14
    建设用地 17.74 8.42 10.03 —— 12.54 48.74
    水体 1.64 1.72 0.47 26.65 —— 30.48
    围填海新增用地 1.48 23.22 0 59.40 49.82 133.92
    合计 171.65 65.46 53.25 503.37 127.69
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出版历程
收稿日期:  2023-03-23
刊出日期:  2024-04-28

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