利用GF-1和Landsat遥感数据监测长江口海岸带湿地近40年变化及其驱动因子分析

摘要

研究河口海岸带湿地长时间演变对湿地保护管理和海岸带资源评估具有重要意义。本文获取长江口1979-2016年13景Landsat-MSS/TM/OLI多光谱影像和2015年13景GF1-PMS数据，对两个典型实验区（崇明东滩和启东海岸带）的分类算法进行对比，其中PMS高空间分辨率数据采用易康的面向对象分类方法，Landsat-OLI影像采用五种分类算法（非监督分类的ISODATA，监督分类中最大似然和支持向量机分类，以及决策树和面向对象分类），其中基于CART的决策树算法总精度最优，达到87％，Kappa系数达到0.84，最终选用面向对象加决策树的算法应用到长江口Landsat时间序列影像中，得到沿岸湿地要素近40年的面积变化情况。研究表明，2015年长江河口海岸带湿地总面积为4，725km2，自然湿地占63.5％(3，000km2)，人工湿地占21.2％(1，002km2)，非湿地占15.3％(723km2)，湿地总面积相比1979年增加了662km2，自然湿地面积减少了163km2，而人工湿地面积增加了766km2。湿地总的变化趋势为河口区不断淤积，自然湿地转变为人工湿地，人工湿地转变为建筑用地等非湿地。
　　结合Costanza生态系统服务价值估算模型，本文细化并修正了七种湿地类型和三种非湿地的单位生态服务价值，得到1988，1995，2000，2009，2015年生态服务价值ESV(Ecological Service Value)分别为658.7，551.4，681.7，1244.1，1379.1亿元/年。研究表明自然湿地单位价值明显大于人工湿地，且自然湿地ESV占总生态服务价值大于80％，近30年间自然湿地ESV从572.8亿元/年增加到1113.3亿元/年，人工湿地也从83.8亿元/年增加到240亿元/年。其中沼泽ESV增加明显，滩涂ESV先增加，随后从2000年后开始降低，主要由于滩涂作为重要的土地后备资源，开垦严重导致减少。长江口三个区域中，南北支自然湿地ESV变化不大，但人工湿地ESV增加显著;中支河道湿地生态服务价值最高，其中84.7％来源于自然湿地的贡献，人工湿地生态服务价值仅有略微上涨。
　　比较分析长江口三个区域湿地变化的驱动因子，表明南北支湿地主要受人类活动影响明显，中支河道区主要为自然湿地，主要受多种自然水文因素影响。北岸启东沿岸和南岸南汇东滩湿地因经济快速发展和港口水利工程修建，以及过度开垦滩涂等自然湿地转变为水库、养殖鱼塘，GDP增长与人工湿地的增长具有相同的趋势，而与滩涂面积变化趋势相反;当长江处于丰水年，中支湿地因淹没和冲刷入海明显减少;因长江上游水库和水坝的修建导致从2000年后，长江输沙量骤减，同时近年来受海平面上涨等气候变化影响，分析表明崇明东滩淤积速率下降明显;其他自然因素如海水入侵，土壤侵蚀等都控制着中支河道区自然湿地的变化。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 研究目的和意义

1．3 湿地遥感研究现状

1．3．1 湿地遥感研究进展

1．3．2 湿地生态服务价值研究进展

1．4 研究内容、技术路线及创新点

1．4．1 研究内容与技术路线

1．4．2 创新点

1．5 论文的组织结构

第二章 数据与方法

2．1 研究区域

2．2 数据搜集与处理

2．2．1 遥感影像搜集

2．2．2 遥感影像预处理

2．2．3 水文和经济数据搜集

2．3 湿地分类体系建立

2．4 遥感分类算法及精度评价

2．4．1 GF-1 PMS面向对象分类

2．4．2 Landsat-8 OLI五种分类方法概述

2．4．3 分类算法精度评价

第三章 长江口湿地面积和生态服务价值

3．1 长江口海岸带湿地分类结果

3．2 长江口海岸带湿地变化

3．2．1 长江口海岸带湿地总体变化

3．2．2 长江口北、中、南支湿地变化

3．2．3 长江口海岸带湿地转型

3．3 长江口湿地生态服务价值变化

3．3．1 湿地生态服务价值评估

3．3．2 生态服务价值变化

第四章 长江口湿地驱动因子分析

4．1 长江口南北支湿地经济因素分析

4．2 长江口中支湿地自然因素分析

4．2．1 区域降水和径流量分析

4．2．3 长江输沙量分析

4．2．2 气候变化分析

4．2．3 海水入侵分析

4．2．3 区域温度分析

第五章 结论及展望

5．1 研究结论

5．2 研究不足和展望

参考文献