台湾岛海岸线遥感提取与35年来演变特征分析

发布时间：2017-04-10 10:18

  本文关键词：台湾岛海岸线遥感提取与35年来演变特征分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：台湾岛是中国第一大岛,扼西太平洋航道的中心,是中国与亚太地区各国海上联系的重要交通枢纽和战略要地。近年来为实现台湾地区社会和经济发展的需要,台湾沿岸人为活动频繁,海岸带地区进行大规模、剧烈的开发活动,造成海岸线形态发生了改变,而海岸线变迁将影响海岸带生态环境,从而影响沿海经济的协调发展及沿岸居民的生活环境,因此开展台湾岛海岸线演变特征分析的相关研究具有重要意义。本文以1981、1991、2001和2013年的Landsat系列影像和2015年的GF-1卫星数据为主要数据源,以地形图、海图、历史调查资料和2005年S POT-5卫星影像为辅助数据,主要开展了以下四个方面的研究：(1)建立了台湾岛海岸线分类体系；(2)提出了基于图像处理的四种海岸线计算机提取方法；(3)提取了1981-2015年间4期台湾岛海岸线,基于海岸线信息提取结果,开展了海岸线演变特征及驱动力分析；(4)基于台湾海峡两岸岸线,对比海岸线演变特征及不同时期驱动力影响分析。本文主要工作及成果如下：1.基于文献资料,结合台湾两岸实地情况从海岸线成因和海岸线底质两方面,建立了适用于台湾海峡两岸综合详细的海岸线分类体系,分类体系包括自然岸线和人工岸线2大类,其中自然岸线具体可分为基岩岸线、砂质岸线、淤泥质岸线、河口岸线和生物岸线5类,人工岸线包括4类,具体为养殖围堤、盐田围堤、港口岸线和建设围堤。基于台湾海峡两岸2大类9小类海岸线分类体系,结合遥感图像中海岸线的位置、色彩、纹理、地物邻接关系等特征建立了台湾岛海岸线遥感解译标志集。2.针对台湾岛不同海岸的地貌特征,提出了基于图像处理的基岩岸线、砂质岸线、淤泥质及生物岸线和人工岸线4种海岸线计算机提取方法,并通过应用实验开展了精度验证。结果表明4种岸线提取方法的精度都优于Landsat影像的1个像元,其中基岩岸线距离偏差为17m, RMSE为23m；淤泥质岸线距离偏差为19m; RMSE为10m,生物岸线距离偏差和RMSE分别为19m和23m；人工岸线距离偏差和RMSE为21m和30m。3.从海岸线类型、长度、分布特征和蚀淤面积变化对近35年台湾岛海岸线进行了详细系统地分析,结果表明：35年来,台湾岛海岸线长度以2001年为时间节点呈现出先增后减的总体趋势,其中1981年台湾岛岸线总长为1370.84km,到2015年海岸线总长为1569.08km,35年来台湾岛海岸线总长净增长了198.24km,年增长速率约5.66km/a,其中自然岸线减少了262.77km,减少速率为7.51 km/a,人工岸线增长了461.02km,增长速率约为13.17km/a；自然岸线中淤泥质岸线变化最为剧烈,共减少了171.53km,年变化速率为4.9km/a。1981-2015年间台湾岛海岸整体呈持续扩张态势,35年来台湾岛海岸净扩张面积为15876.77hm2,其中海岸侵蚀面积为1741.71 hm2,海岸扩张面积为17618.48 hm2,台湾岛35年来海岸侵蚀和扩张的年平均速率分别为49.76hm2/a和503.39hm2/a,年净扩张速率为453.62 hm2/a；在1981-1991年、1991-2001年和2001-2015年三个时段内,台湾岛海岸蚀淤主要集中发生于台湾西岸,其中台南县、云林县、彰化县和台中县35年来海岸蚀淤变化状况最为激烈。4.1981-2013年4期台湾海峡两岸海岸线长度总体上呈增长态势,其中福建海岸线呈减少的趋势,台湾西部岸线呈现增加-增加-稳定的趋势。海岸线总长度从1981年到2013年净增长了65.48km,年增长速率约1.98km/a,其中福建海岸线净减少109.27km,台湾西部岸线净增长174.74km；33年间台湾西部海岸净扩张面积增长态势持续降低,福建海岸以1990-2001年时间段为节点,海岸净扩张面积增长态势为先稳定后增张,1981至2013年台湾海峡海岸扩张面积为512.77 hm2,年扩张速率为15.54hm2/a；台湾海峡两岸岸线发生剧烈的变化主要是由于人类活动导致的,但同一时期内岸线变迁因素又有差别。5.台湾岛海岸线受自然因素和人为因素两个方面共同的影响,其中自然因素主要包括海平面变化、入海河流泥沙、风暴潮、地势变化、波浪和潮汐等,人为因素主要包括采砂、岸堤、港口码头、养殖池塘和盐田的新建以及扩建、城镇建设等。
【关键词】：台湾岛 海岸线 遥感 演变特征
【学位授予单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P737.1;P237;P229
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 1 引言13-22
• 1.1 选题依据13-14
• 1.1.1 支撑课题13
• 1.1.2 研究意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 海岸线遥感信息提取研究进展14-16
• 1.2.2 海岸线变迁研究进展16-17
• 1.2.3 台湾岛相关研究进展17-18
• 1.3 本文的研究内容及技术路线18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 1.4 篇章结构20-22
• 2 研究区域概况22-25
• 2.1 自然地理状况22-24
• 2.1.1 地理区位22-23
• 2.1.2 气象气候23
• 2.1.3 地质地貌23
• 2.1.4 海洋水文23-24
• 2.1.5 自然资源24
• 2.2 社会经济状况24-25
• 3 数据与处理25-31
• 3.1 数据源25-29
• 3.1.1 遥感卫星数据25-28
• 3.1.2 其他数据资料28-29
• 3.2 数据预处理29-31
• 4 台湾岛海岸线分类体系与海岸线提取技术31-51
• 4.1 海岸线分类体系与解译标志集31-33
• 4.2 各类型岸线提取技术33-51
• 4.2.1 基于多期遥感图像的砂质岸线提取技术33-37
• 4.2.2 基于NDVI的淤泥质及生物岸线遥感提取技术37-42
• 4.2.3 基于NDBI的人工岸线遥感提取技术42-47
• 4.2.4 基于遥感影像与海岸高程信息的基岩岸线提取技术47-51
• 5 台湾岛海岸线分布特征与变迁分析51-97
• 5.1 海岸线类型及分布特征53-70
• 5.1.1 1981年台湾岛海岸线分布状况54-58
• 5.1.2 1991年台湾岛海岸线分布状况58-62
• 5.1.3 2001年台湾岛海岸线分布状况62-66
• 5.1.4 2015年台湾岛海岸线分布状况66-70
• 5.2 海岸线变迁分析70-85
• 5.2.1 岸线变迁总体状况70-74
• 5.2.2 1981-1991年岸线变迁分析74-77
• 5.2.3 1991-2001年岸线变迁分析77-80
• 5.2.4 2001-2015年岸线变迁分析80-83
• 5.2.5 海岸侵蚀淤积变化分析83-85
• 5.3 台湾海峡两岸对比分析85-97
• 5.3.1 海峡两岸海岸线体变迁总分析86-90
• 5.3.2 海峡东岸海岸线演变特征90-92
• 5.3.3 海峡西岸海岸线演变特征92-93
• 5.3.4 海峡两岸海岸侵蚀淤积分析93-94
• 5.3.5 海峡两岸海岸线变迁驱动因素对比分析94-97
• 6 台湾岛海岸线变迁原因分析97-101
• 6.1 自然因素97-98
• 6.2 人为因素98-101
• 7 结论与讨论101-104
• 7.1 结论101-103
• 7.2 讨论103-104
• 致谢104-106
• 攻读硕士学位期间主要成果106-108
• 参考文献108-112

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