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红树林遥感监测应用
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一、红树林卫星遥感监测目的意义:

红树林(Mangrove)指生长在热带、亚热带低能海岸上部,受周期性潮水浸淹,以为主体的常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地木本生物群落。组成的物种包括草本、红树。它生长于陆地与海洋交界带的浅滩,是陆地向海洋过度的特殊生态系。红树林区是防浪护堤的铜墙铁壁,天然的污水净化厂,海洋生物的伊甸园,具有重要的生态价值。加强红树林卫星遥感监测,能实时、精准地掌握红树林变化情况,为红树林保护、海岸带管理提供数据基础和科学决策依据。

二、红树林卫星遥感监测的优势:

卫星遥感监测不受地表、海面、天气和人为条件的限制,可以探测地理位置偏远、环境条件恶劣等不能直接进入的海区, 其次, 它能多源、多时相、多途径地进行海洋资源监测、制图,能周期性地监测生物资源、生态环境的变化,开拓数据信息获取途径。

四、红树林卫星遥感监测主要内容及方法:

1。海岸线信息提取

利用遥感图像研究海岸带关键是岸线的提取, 而岸线提取的实质是遥感图像边缘信息增强技术应用,红树林海岸线提取见图1。


图1 红树林海岸线信息提取图

2.红树林滩涂演变

利用卫星遥感图像监测滩涂演变时, 通常是把不同时相影像滩涂进行变化监测。或者将不同时相提取的潮滩矢量数据叠加在一起分析。 然而各时相影像的成像时刻并不是该区的最低潮时间, 这样简单的从卫星遥感图像上提取出滩涂进行比较, 并不能真实的反映出滩涂的演变。通过自主研发的滩涂信息提取方法可以提高信息提取精度。图2和图3

图2 红树林滩涂演变正射图  3  红树林滩涂演变斜视图

3.红树林灾害灾情监测

    红树林灾害灾情监测包括: 病虫害监测、冰冻灾害监测、风暴潮监测及生物入侵监测等。病虫害监测是红树林健康状况重要的监测内容,也是众多灾情中遥感监测的难点,此,病虫害监测成为了行业关注的焦点。病虫害遥感监测的基本原理: 红树林受到病虫害侵蚀时光谱特征发生显著改变,叶子残缺变黄、叶绿素不断减少,造成绿光波段的反射能力降低,而对红光的反射能力上升,近红外的反射能力也显著下降,遥感监测病虫害就是依据其与健康红树林之间的光谱特征差异进行监测。

    通过高分辨率的卫星影像,提取红树林中鱼藤、秋茄、白骨壤等不同群落,并对红树林造成威胁的物种进行管理,如鱼藤之类的物种大量繁殖对红树林的生长造成一定的威胁。通过卫星遥感技术锁定威胁物种的范围和所在位置,进行监测和管理,为红树林的保育提供科学数据支撑。红树林受鱼藤侵入灾害监测,见图4-图6。


图4红树林中鱼藤影像特征
      图5红树林中鱼藤入侵照片

 

 

图6高分辨率卫星遥感监测鱼藤分布图

4.红树林景观动态遥感识别

景观动态特征能够反映红树林湿地内部各种矛盾和外部作用力相互作用的结果,通过景观动态指数模型,可以揭示红树林湿地内部规律和机制。其遥感监测的基本原理: 在遥感监测红树林动态及种间分类基础上,通过景观模型计算红树林湿地动态特征及群落水平动态特征,获得红树林全局水平及物种水平景观动态变化特征,其对遥感数据源的选择依研究的目的不同而不同;利用高空间分辨率遥感影像为主,而物种水平则以高空间分辨率、高光谱光学遥感影像或雷达影像( 空间分辨率小于或等于 2.5m) 为主进行景观动态识别。

图7 红树林河口景观动态遥感解译图

5.红树林变化驱动力遥感监测

红树林湿地动态变化驱动力复杂,即包括自然因素( 海平面变化、风暴潮、潮汐、沉积环境、水动等) 也包括人为因素 ( 旅游开发、围填海、海塘养殖、滩涂养殖、农业耕种、污染物排放及工业企业开发等)。遥感技术并不能够全面理解红树林驱动机制, 而是对地面调查监测起到技术支撑作用。基本原理是利用遥感技术提取空间信息,结合地面会调查数据对驱动力进行识别与研究。某河口红树林变化驱动力监测结果如图8。

图8 红树林河口湿地变化驱动力遥感监测结果

 


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