论文总字数：11682字

摘 要

为了合理地对江苏沿海资源和海岸线进行开发与管理，本文运用GIS和RS技术，以近年来的江苏省海岸线Landsat TM/ETM /OLI_TIRS遥感影像作为数据图像，对海岸线的时空变化进行研究。主要利用改进的归一化水体指数MNDWI提取水体和岸线信息，并通过ENVI创建矢量图层以及Arcscan自动矢量化两种方法对比结果处理得到岸线。最后利用ArcGIS数据计算得到岸线信息变化结果。分析结果表明，1988年-2016年间江苏省海岸线变化具有时空差异性，中部和南部岸线的变化程度较大。北部岸线最为稳定，通过对江苏省海岸线变迁的研究，能够有效地对江苏海岸环境进行保护，对海岸资源进行开发。

关键词：海岸线变迁，GIS，RS

Abstract:In order to develop and manage coastal resources and coastlines reasonably in Jiangsu, this paper uses GIS and RS technology to study the temporal and spatial changes of the coastline, according to Landsat TM/ETM /OLI_TIRS remote sensing images of Jiangsu Province in recent years. The water body and shoreline information were extracted from the improved normalized water index MNDWI. And the coastlines were concluded by comparing the results through the two methods of ENVI creating vector layers and Arcscan automatic vectorization. Finally,the information of the changes of shorelines is calculated by ArcGIS. The results of the analysis indicate that the changes of the coastlines of Jiangsu Province during 1988-2016 have spatial and temporal differences: the degree of silting of the central and southern coastlines were relatively larger and the northern coastline is the most stable. Through the study of the coastline changes in Jiangsu Province, we can effectively protect the coastal environment of Jiangsu Province and develop coastal resources.

Keywords:Shoreline change,GIS,RS

目 录

1 引言 4

2 数据获取与预处理 4

2.1 图像增强 5

2.2 多光谱影像融合 7

3 研究方法 8

3.1 MNDWI归一化水体指数处理 8

3.2 变化监测 9

3.3 岸线矢量化 10

3.4岸线变化的计算分析 12

4 结果与分析 13

结 论 16

参 考 文 献 17

致 谢 18

1 引言

海岸线是海洋与陆地的分界线^[1]。划定海岸线的通用基准是正常高潮位的水面高度。海岸线的空间位置，长度和性质的变化会受到自然因素或人为因素的影响。开展海岸线的时空演变过程研究，对于沿岸空间资源的开发有着重要意义^[2]。杨金中，李志中^[3]等经由探索和分析杭州湾沿岸的过程，为杭州湾的发展建立了坚实的基础。Adrian S^[4]等使用遥感影像和地形图对罗马尼亚与乌克兰交界处Sulina湾的岸线进行了研究，分析了人类活动对岸线形态变化的影响。

近来发展势头异常迅猛的GIS，由于其具有先进的图形管理技术、方便的属性编辑功能、精确的地理定位等特点，它能为海岸线监测提供便捷的研究环境和技术支持^[5] 。本文将Landsat卫星遥感影像作为基础数据，在遥感和GIS环境中研究江苏省全部岸线。江苏靠近黄海，位于淮河和长江的下游，海岸线的总长度为954km，大量沉积物从陆地流向海洋，导致海岸线不断向海洋推进。江苏的侵蚀型和稳定型海岸比例均小，多为淤积型岸段^[6]。滩涂属于江苏省最重要的海洋资源，为了岸线开发，围垦滩涂的热潮一直不断扩大，围垦滩涂也成为了江苏沿海资源开发和海洋经济发展的重要手段，对江苏省海岸线变迁产生了重要影响。因此对江苏省海岸线的变迁进行研究和分析，有助于对江苏省海岸的保护、管理、开发等作出正确决策，科学制定涉海规划，生态利用围垦滩涂^[7]。

2 数据获取与预处理

海岸线是陆地和海洋之间的边界，并且在不断变化。现有的地形图和专题地图不能满足分析动态变化的需要，因此，作为分析的主要数据，本文选择高分辨率的遥感图像。遥感图像具有时空分辨率和波普分辨率等属性，根据以下四种标准可以选择出最为合适的遥感影像：

一、空间分辨率要高，不能低于30m。TM遥感影像的分辨率为30m，除了TM6为120m。SPOT影像有全色和多波段两种，空间分辨率分别为10m和20m，还有2.5m的全色波段和5m及10m的多波段。ETM 的分辨率也为30m，除了TM6为60m，TM8为15m。

二、卫星成图时间要合适。选择的成图时间可以根据研究内容来确定。如研究滩涂，可以选用低潮位的的时间段，这样滩涂面积大且明显。如研究岸线动态变化，可以选用水陆界线明显或者有重大沿海开发的时间段前后。

三、研究区地面能见度高，上空无云。

四、波普分辨率高，不同的波段组合可以获取有效的遥感信息，区分不同的地物等。

Landsat数据资料较多且年限长，在提取地学综合信息，波普范围，几何精度等方面具有明显优势。本文选取Landsat TM/ETM /OLI_TIRS影像作为研究的基础数据。

江苏省位于中国大陆东部，长江沿岸，沿海地区的中部，淮河流域下游。到2013年为止，江苏沿海已有1133万亩的滩涂，占中国的1/4，成为中国重要的土地后备资源。所以本文选取江苏省作为研究区进行岸线变化的分析工作。由于江苏省全部海岸线分别为三个不同的卫星进行拍摄，难以保证成像时间相同，为了便于研究，本文将江苏省海岸线分为北部、中部和南部分别进行研究分析，对应条带号分别为北部120，36，中部119，37，南部118，38。海岸北部的数据时间为1988年、1995年、2003年和2016年，中部的数据时间为1988年、1994年、2003年和2016年，南部的数据时间为1988年、1994年、2002年和2016年，其中，以海岸线中部为例进行研究过程介绍。

本文使用Landsat5 TM影像、Landsat7 ETM 影像和Landsat8 OLI_TIRS影像作为数据源。所有的Landsat影像数据都从地理空间数据云免费下载。所有数据都为Level 1T标准地形校正产品，已经进行了地面控制点几何校正和DEM地形校正。

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