更全的杂志信息网

基于高分辨率遥感影像的铜盘岛土地利用检测

更新时间:2009-03-28

海岛作为海洋生态系统的重要组成部分,蕴藏着丰富的资源.随着科学技术的发展,近几十年人类对海岛的开发活动不断增强.加强对海岛的开发有助于发掘海岛本身的价值,提供更多的文化和经济效益;但目前在海岛开发过程中,存在盲目开发和粗放开发的现象,造成了海岛、海岸带生态系统的退化、资源价值的枯竭,甚至造成海岛生态环境的恶化和海岛的消失[1].因此,加强海岛上人类开发活动的监测,有利于海岛的保护与管理,保障海岛的有序开发和可持续发展.

传统的野外实地调查方法需要投入大量的人力和物力,并且工作效率低、数据结果更新周期长,难以适应日新月异的时代变化.卫星遥感技术具有高精度、大范围覆盖和高实效性等优点,特别是亚米级高分辨率卫星遥感技术的普遍使用,极大地提高了遥感调查监测的精度和效率,已逐渐成为海岛现状调查的常规手段[2].张立芳以SPOT-5和Landsat5及Landsat-8卫星影像为基础,探讨了2005—2013年温州洞头岛地类转移分析的方法,并采用Pearson关联法分析了地表要素变化的驱动机制[3].高义利用遥感和GIS技术,在SPOT-5卫星影像基础上采用土地利用类型转换、单一土地利用动态变化度等方法研究了广东省海岸带1985—2005年期间土地利用变化趋势并对变化机制进行分析[4].Ankita P. Dadhich以遥感和GIS为基础,利用彩色航空照片分析了日本黑岛1977—2005年期间土地利用变化情况,并将结果与岛体周围珊瑚礁变化相联系,结果表明,开发活动是造成珊瑚礁缩减的重要原因[5].

当前,国内外学者主要对靠近大陆、经济发达和人类活动集中的海岛或海岸带研究,而鲜有采用高分影像对偏离大陆的面积较小的海岛土地利用进行研究,因而导致对该区域海岛基本信息了解较为滞后,保护意识较为薄弱[6].本文基于资源三号和高分二号高分辨率卫星影像,对铜盘岛海洋特别保护区内的开发活动进行提取分类,并利用地类转移矩阵分析保护区内海岛近5年地表覆盖状况,以此增加对铜盘岛保护区的认知程度,为保护区内各海岛开发和合理利用提供科学依据,保障海岛的可持续发展.

股市动态分析周刊记者通过仔细研读其招股说明书后发现,在报告内米奥会展的营业收入及净利润都呈现稳定增长趋势,但不断增长的宣传推广成本以及转化潜在客户的“付费买家计划”使得公司毛利率逐年下降,冲抵部分利润,或将对其未来利润收入造成不利影响。此外,汇率变动、办展地区政治动荡也给公司带来一定经营风险,这些问题不容忽视。

1 研究区概况

  

左图资源三号影像,右图高分二号影像图1  研究区位置示意图Fig.1  The location of study area

铜盘岛海洋特别保护区位于我国浙江省瑞安市飞云江口以东海域,由铜盘岛、山姜屿、长大山、王树段儿屿、王树段岛、荔枝山岛、金屿等7个海岛及附近海域共同组成(图1),海岛陆域面积约1.38 km2,海域面积约22.08 km2.该岛是一个以海洋生物资源与自然遗迹保护为主体的综合型海洋特别保护区[7],地理坐标介于27°40'55"N~27°42'53"N,120°52'59"E~120°55'21"E之间.根据《瑞安市铜盘岛海洋特别保护区总体规划》的编制,将保护区主要划分为三大功能区,即重点保护区、生态与资源恢复区、适度利用区.保护区内为无居民海岛,其中铜盘岛和长大山有少量渔民居住,其他5个海岛均无人口居住.保护区内有独特的地质地貌形态,海蚀地貌景观丰富多彩,如海蚀崖、海蚀洞、海蚀平台等,享有“海岛地质公园”的美誉,旅游资源较为丰富.

2 数据源与方法

2.1 数据源

6)仓储建筑面积减少了约0.20 ha,基础设施和林业用地向仓储建筑共转换了0.03 ha,仓储建筑向林业用地转换了0.23 ha.

Policy Changes and Their Multiple-streams Analysis in the Background of Media Convergence: A Case Study of the Changes from Only-child to Unconditioned Two-child Policy

2.1.2 现场调查

为保障海岛开发利用活动遥感调查的精度,在2017年5月对各海岛的开发现状进行了踏勘调查,并对开发活动进行了拍摄和记录.

2.2 数据处理与信息提取

高分二号与资源三号影像数据的预处理主要包括正射校正、图像配准、图像融合及裁剪等.正射校正采用正射校正流程化工具,以30 m DEM数据进行校正,来消除因地形起伏和传感器误差而引起的像点位移;图像配准采用的是自动配准流程化工具,将两景影像进行配准,误差在0.5个像元内;图像融合采用Gram-Schmidt融合算法,以保持高分辨率遥感影像纹理和光谱信息,经过融合后,资源三号影像的空间分辨率为2 m,高分二号为1 m.

本次研究采用的是2012年3月25日的资源三号卫星影像和2016年2月25日的高分二号卫星影像.通过这两景影像检测保护区内近5年海岛开发活动的变化.资源三号卫星是我国第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星,于2012年1月9日发射成功,最高空间分辨率为2 m.高分二号卫星是中国自主研制的首颗空间分辨优于1 m的民用光学遥感卫星,于2014年8月在中国太原卫星发射中心成功发射,搭载两台高分辨率1 m全色,4 m多光谱相机.

铜盘岛面积约55.37 ha,约15户人家,目前常住居民只有少数几人,铜盘岛作为旅游规划用岛,岛上开发活动类型较丰富,有风力和太阳能发电,道路设施较便捷.

 

表1 铜盘岛开发活动类型及解译标志

 

Tab.1 The development activity type and interpretation key of Tongpan island

  

土地利用类型含义影像特征解译标志影像房屋建设包括实际建筑物用地及必要的附属设施用地区域.房屋毗邻成片,线状道路相通,房屋立体感强,排列紧密.仓储建筑用于物资储备、中转的场所及附属设施用地.形状规则,厂房宽大,屋顶可能为蓝色、绿色和白等.港口码头包括码头及其相应设施用地形状规则,可分辨港口码头堆场和栈桥等.道路广场包括道路、公路、铁路、桥梁、广场等设施用地线状特征,宽度不一,水泥路面色调为灰白色,两侧多有行道树.基础设施除交通设施以外的用于生产生活的基础设施用地区域.形状规则,太阳能电板呈蓝色条形状分布.景观建筑包括亭、塔、雕塑等人造景观建筑及附属设施地.形状规则,交通通达性较好.人工水域水渠、水塘、水库、人工湖(河)等及附属设施用地.形状规则,一般为蓝色.土石开采土石开采包括实际开采区和外延的缓冲区.开采区形状不规则,多为白色色调.林业用地指生长乔木、灌木、竹类等土地.林地在假彩色影像图上呈红色色调,不规则片状分布,其中乔木立体感较强,灌丛纹理粗糙,立体感不强,草丛纹理较为平滑,色调较浅.其他土地空闲地、设施农用地、盐碱地、沙地和裸地等区域.不规则片状分布,反射率较高,亮白色色调.

[1] 王立贵,贾旭飞,张冉,等.基于WorldView-2卫星遥感影像的唐山湾国际旅游岛开发利用现状调查分析[J].海洋开发与管理,2015,32(9):85-89.

王树段儿屿面积约1.82 ha,在铜盘岛海洋特别保护区的规划中属于加强保护类海岛,岛上植被覆盖稀疏,岩石为燕山晚期钾长花岗岩,是较好的建筑材料,目前,开山采石现象较严重,开采长度约125 m,开采使得岛陆周围岩体破碎,形成危岩体,在海浪和大风作用下,随时有发生崩塌滑落的危险.

本次研究主要以ENVI和ArcGIS软件为平台,采用监督分类与矢量化相结合的方法,来提取海岛开发活动.根据影像的色调、纹理建立不同土地利用类型的分类样本,利用Computer ROI separability计算样本的可分离性,保障可分离参数值在1.9以上.监督分类是依据典型样本训练方法进行分类的技术,采用最大似然法(maximum likelihood classifier),对不同地类进行分类.通过统计两景影像中开发活动的空间信息,来分析海岛开发利用的时空变化.

3 开发活动类型提取及变化分析

3.1 开发活动信息提取

通过对两景影像中开发活动属性的编辑,得到近5年铜盘岛开发活动面积变化(表2).

 

表2 铜盘岛2012-2016年各土地利用类型面积及比例变化Tab.2 Land use change in area and percentage of Tongpan island during 2012-2016

  

土地利用类型2012年2016年2012-2016年面积/ha占比/%面积/ha占比/%面积变化/ha变化比例/%房屋建设0.500.900.691.250.190.35仓储建筑0.921.660.721.30-0.20-0.36港口码头0.260.470.330.600.070.13道路广场1.162.091.312.370.150.28基础设施1.522.751.262.28-0.26-0.47景观建筑0.090.160.090.160.000.00人工水域0.861.550.901.630.040.08土石开采0.000.000.520.940.520.94林业用地47.4685.7146.9484.76-0.52-0.95其他土地2.604.702.614.710.010.01总计55.3710055.37100

2012年铜盘山总面积约为55.37 ha,其中以灌丛和竹类为主的自然林地所占面积最大,约47.46 ha,占85.71%左右(表2).其他土地主要是砂质和基岩覆盖的区域,主要沿海岛岸线一周,面积约2.6 ha.基础设施面积约1.52 ha,2012年该区域主要为建设场地,尚未安置太阳能电板.仓储建筑面积约0.92 ha,主要位于基础设施附近.道路广场面积约1.16 ha,房屋建设面积约0.50 ha,主要位于铜盘山东北处的港湾内,港口码头约0.26 ha,2012年港口码头主要是铜盘山南部的主要码头,靠近居民点的铜盘山北部码头较小,2012年铜盘山土石开采活动不明显.

经过多年的改造,村内环境越来越好,村民对此均一致好评。大多村民家中仍为旱厕,极少数人连通互联网,自来水循环系统全面覆盖。经政府政策调控,安排闲置在家的人员作环卫工人,投入大量资金多位定点设置垃圾桶,新推行集装箱专门清运垃圾,并实现“村集中,乡处理”。各村落重新修建桥梁、道路,疏通河道、河塘。选址建设文化广场,设立少数民族文化馆、地方特色文化馆。各村积极响应政府号召,秸秆还田率较高,农药药瓶使用后回收至村内垃圾点,村民的环保意识显著提高,环境生态总体规划趋于完善。

2016年铜盘山总面积约为55.37 ha,其中林地面积最大,约为46.94 ha,占84.81%左右;其次为其他土地,面积约2.61 ha(表2).基础设施面积约1.26 ha,2016年影像中显示该区域已集中安置太阳能电板.仓储面积约0.72 ha,道路广场面积约1.31 ha,房屋建设面积约0.69 ha,港口码头面积约0.33 ha.2016年土石开采面积约0.52 ha,主要靠近居民点附近,用于建房等.

(1)IP 溯源:骨干网运维系统具备 IP 溯源和设备端口溯源的数据信息,需要提供对外接口,供管理平台实时查询,对DDoS攻击进行溯源分析,展现出攻击源地址、目的地址、端口、协议及路由器等信息,并通过统计分析显示出攻击源分布等统计信息。

3.2 开发活动变化分析

土地利用转移矩阵反映了某一区域某一时段内各地类面积之间相互转化的动态过程信息,它不但包括一定区域某时间点的各地类面积,而且含有更为丰富的各地类面积转出和转入的信息[8-9].地类转移矩阵能够分析土地利用变化的规律和方向,是挖掘土地利用变化深层信息的重要方法和基础[10].地类转移矩阵一般通用形式

 

其中:S代表面积,i,j分别代表转移前后的土地利用类型,n代表土地利用类型数量,矩阵中每行元素代表转移前的i地类面积向转移后地类的流向信息,每列元素代表转移后的j地类面积的来源信息.矩阵中主对角线元素表示在研究时间内未发生变化的面积[8]

曼飞龙塔位于景洪市大勐龙乡曼飞龙村后山上,是由一个居中的大主塔和八个呈八瓣莲花形拱卫主塔的小塔构成的一组极具气势的大群塔。据西双版纳傣文贝叶经记载,此塔始建于傣历五六六年(公元1204年),后经历代重修。据传,此塔是由印度的僧人设计,由缅甸高僧叭阿索、勐笼高僧祜巴南批和头人先叫布勐等人主持建造的。1988年被列为国家级重点文物保护单位。

拉力试验过程中,试验机下部夹头夹持夹具保持固定,上部夹头夹持夹具往+Z方向持续提拉,使载荷不断达到91000 N。

 

表3 2012-2016年土地利用转移矩阵Tab.3 Land use transfer matrix from 2012 to 2016 /ha

  

地类名称仓储建筑道路广场房屋建设港口码头基础设施景观建筑林业用地其他土地人工水域土石开采总计仓储建筑0.69000000.230000.92道路广场00.700.100.09000.23000.041.16房屋建设00.010.360000.130000.50港口码头00.0100.240000.01000.26基础设施0.010001.0900.420001.52景观建筑000000.0900000.09林业用地0.020.590.2300.17045.8300.140.4847.46其他土地00000002.6002.60人工水域0000000.1000.7600.86总计0.721.310.690.331.260.0946.942.610.900.52

 

表4 2012-2016年各土地利用类型转换面积及比例Tab.4 Spatial change of land use type in area and percentage from 2012 to 2016

  

土地利用类型变化面积/ha比例/%土地利用类型变化面积/ha比例/%仓储建筑-林业用地0.230.42基础设施-仓储建筑0.010.02道路广场-房屋建设0.100.18基础设施-林业用地0.420.76道路广场-港口码头0.090.16林业用地-仓储建筑0.020.04道路广场-林业用地0.230.42林业用地-道路广场0.591.07道路广场-土石开采0.040.07林业用地-房屋建设0.230.42房屋建设-道路广场0.010.02林业用地-基础设施0.170.31房屋建设-林业用地0.130.23林业用地-人工水域0.140.25港口码头-道路广场0.010.02林业用地-土石开采0.480.88港口码头-其他土地0.010.02人工水域-林业用地0.100.18

1)2012-2016年期间,房屋建设、港口码头、道路广场、土石开采和其他土地面积有所增加,其中,面积增加最大的是土石开采,增加面积约0.52 ha(表2);土石开采的面积主要由林业用地和道路广场转换而来,分别转换了0.48和0.04 ha,土石开采使得开采区山地裸露且坡度较陡,极易发生崩塌和滑坡的危险.

本研究利用ArcGIS软件的空间分析功能,对2012和2016年两期铜盘山土地利用矢量数据,进行叠置分析,经过“交集取反”运算,获取每种地类在研究时期内发生的变化区域,同时获取变化区域在两个时相内不同的地类属性,从而检测地物类型之间的转换[10].根据检测结果,得到铜盘岛地表覆盖类型转移矩阵及地类变化情况(表3、表4).

2)居民点的房屋建设面积增加了约0.19 ha,房屋建设部分由道路广场和林业用地转换而来,分别转换0.1和0.23 ha.房屋建设也向道路广场和林业用地共转换了0.14 ha(表3).房屋建设面积的增加,主要是由于铜盘岛旅游开发,增建了铜盘岛管理所和接待游客的客房.

3)道路广场面积增加了约0.15 ha,由于旅游开发,修建道路,贯穿了铜盘山南北方向的主要景点;道路广场向房屋建设、港口码头、林业用地和土石开采共转换了0.46 ha,房屋建设、港口码头和林业用地向道路广场共转换了0.61 ha.人工水域增加了0.04 ha,景观建筑、港口码头和其他土地面积几乎保持不变.

4)2012-2016年期间,林业用地、仓储建筑和基础设施的面积有所减少,其中面积减少最大的是林业用地,近5年减少了0.52 ha(0.95%)(表2);尽管仓储建筑、道路广场、房屋建设、基础设施和人工水域向林业用地共转换了1.11 ha,但林业用地向仓储建筑、道路广场、房屋建设、基础设施、人工水域和土石开采共转换了1.63 ha(表4).

5)基础设施面积减少了约0.26 ha,林业用地向基础设施转换了0.17 ha,基础设施向林业用地和仓储建筑共转换了0.43 ha.

2.1.1 遥感数据

通过对地类变化的分析,得到铜盘岛工程建设面积的增加,主要是由开垦林地转换而来,而林地的减少会导致水土流失及生物栖息地的破坏,另外在道路和房屋修建后形成的开采区,坡度较陡,没有植被覆盖与防护措施,在大雨冲蚀下,极易发生崩塌,给当地居民的生命及财产安全造成危险.同时,工程建设需要的沙子主要取自铜盘岛,造成了近几年铜盘岛砂质岸线的不断后退等问题.

4 讨论与结论

本次研究利用RS和GIS软件提取了2012—2016年铜盘岛开发活动信息,并利用地类转移矩阵对开发活动进行了分析,得出如下结论:

1)铜盘岛海洋特别保护区内开发活动主要集中在铜盘岛,长大山为渔民居住点,王树段儿屿有开山采石,其余4个海岛尚未开发,保存原始状态.其中王树段儿屿面积较小,开山采石现象较严重,需要加强对该岛的保护措施,以防止进一步破坏,最终造成王树段儿屿整岛的灭失.

利用函数的特殊知识,我们可以从较高的角度处理动态的函数表达式、函数方程、函数不等式、函数数列、函数特殊曲线与方程等内容,将生活中困难的问题转化为容易理解和操作的问题,并把动与静、变量与常量、函数与图象等如此生动的数学问题形成辩证统一的结合体,真正将函数思维融入到解决问题的过程中,跟随教师在数学课堂的应用内容和教学思想,不断提高和发展.

2)铜盘岛土石开采和林业用地面积变化最大,土石开采增加了0.52 ha,主要用于房屋修建,林业用地减少了0.52 ha,减少年速率约为0.11 ha/a,并且其中0.48 ha由林业用地转为土石开采.另外,房屋建设,道路广场面积分别增加0.19 ha和0.15 ha,人工水域、景观建筑、港口码头和其他土地面积保持稳定,而仓储建筑和基础设施的面积有所减少.

3)铜盘岛作为旅游规划用岛,其开发活动具有双重作用,一方面,道路广场和房屋建设的增加及基础设施的完善有利于改善当地居民生活和促进海岛的旅游开发;另一方面,海岛本身作为海洋中独立的个体,生态系统较为脆弱,海岛林地减少,开山采石、挖沙等活动的加剧会破坏其地形地貌和植被,导致海岛水土流失、地质灾害的发生、砂质岸线的后退和生物种类的减少甚至灭绝,进而影响海岛整体生态环境系统.因而,在无居民海岛的开发过程中要注重海岛的保护与管理,才能保障无居民海岛的持续发展.

天然气分布式能源站可实现能源梯级利用,具有效率高、污染少等优点,可满足岛内用电、冷、热水等需求[8]。目前气电三联供系统中主要应用的发电机包括燃气轮机、燃气内燃机和微燃机等[9-10]。根据天然气电厂占地面积、经济性、调峰能力等因素,本文以技术成熟、应用广泛的6B、LM2 500和J920三种容量不同的机型[6]为例,对岛内建设天然气电厂方案进行分析比较。参考国内已投产的项目情况,上述各类机组单机容量和平均造价如表1所示。

参考文献:

参照2011年6月9日国家海洋局发布的《无居民海岛使用测量规范》和《无居民海岛用岛区块划分意见》,建立铜盘岛开发活动类型及遥感解译标志(表1).在此基础上对影像进行目视解译,得到铜盘岛海洋特别保护内开发活动主要集中在铜盘岛.长大山面积约55.27 ha,多被植被覆盖,其中渔民居住区面积约0.38 ha,约20户人家,岛上基础设施较为落后,房屋破旧.在居住点的东南部为谷地,面积约1.21 ha,用以种植蔬菜和作为晾晒场地.

[2] 刘志军.无居民海岛及其人类活动特征遥感识别方法研究[D].武汉:武汉大学,2010.

为了真正做到“不让每一个贫困户掉队”,赣州财政针对各类不同的贫困群体,通过产业扶贫、医疗扶贫、教育扶贫等多种措施,分类施策,切实提高扶贫效益。

[3] 张立芳.海岛地表要素变化及其驱动力分析[D].泰安:山东农业大学,2015.

[4] 高义,苏奋振,孙晓宇,等.近20a广东省海岛海岸带土地利用变化及驱动力分析[J].海洋学报,2011,33(4):95-103.

不同以往,外籍员工也开始配合技工进行组对和吊装等技术工作,而且还有模有样、干劲十足,团队的氛围也在慢慢发生变化:当中国技工看到外籍员工也可以干得很好的时候,他们慢慢有了由心而发的尊重。我就产生了一个新的想法:小组开展竞赛活动,活干得好的团队,月末发现金奖励。在激励作用的驱使下,外籍员工不仅很好地配合中国技工完成了基本的工作,也比以前愿意加班了。这样的模式推行了一段时间,进度成果显著,得到了项目领导的一致认可。在收获赞誉的同时,我第一次感受到一个好团队的力量。

[5] DADHICH A P, KAZUO N, MOTOMURA Y, et al. Potential impacts of land use change dynamics and submarine groundwater discharge on fringing reefs of Kuroshima Island, Japan[J]. Journal of Coastal Conservation, 2017, 21(1): 245-254.

[6] 浙江省人民政府.浙江省无居民海岛保护与利用规划[EB/OL].(2013-08-15)[ 2017-01-15].http://www.zj.gov.cn/art/2013/8/15/art_5495_856875.html.

[7] 王琼,秦铭俐,任敏,等.瑞安铜盘岛海洋特别保护区规划研究[J].海洋开发与管理,2014,31(8):24-26.

◎过量的牛奶、巧克力、橘子在小儿体内可能产生变态反应,使膀胱膨胀,容量减少,并能促使膀胱平滑肌变得粗糙,产生痉挛。

[8] 乔伟峰,盛业华,方斌,等.基于转移矩阵的高度城市化区域土地利用演变信息挖掘:以江苏省苏州市为例[J].地理研究,2013,32(8):1497-1507.

[9] 刘瑞,朱道林.基于转移矩阵的土地利用变化信息挖掘方法探讨[J].资源科学,2010,32(8):1544-1550.

[10] 李亚萍,燕琴,刘正军,等.基于高分辨率遥感影像的西沙赵述岛地表覆盖提取与演变分析[J].热带海洋学报,2016,35(2):93-101.

 
张琳琳,周斌,潘玉良,雷惠
《杭州师范大学学报(自然科学版)》2018年第02期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号