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融合多维特征的互花米草入侵遥感精准分类方法——以上海市南汇新城镇滨海湿地为例
1
作者 栾奎峰 游心怡 +6 位作者 王洁 陆雪骏 朱卫东 何雍 何文慧 涂辛茹 吴松阳 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期38-49,共12页
滨海湿地生态系统正面临互花米草(Spartina alterniflora)二次入侵的严峻威胁,为实现高分辨率精细化动态监测,文章提出了一种基于无人机多维特征融合的互花米草入侵精准遥感分类方法──多维特征融合分类法(Multi-feature Fusion Classi... 滨海湿地生态系统正面临互花米草(Spartina alterniflora)二次入侵的严峻威胁,为实现高分辨率精细化动态监测,文章提出了一种基于无人机多维特征融合的互花米草入侵精准遥感分类方法──多维特征融合分类法(Multi-feature Fusion Classification,MFC)。该方法首先利用大疆Mavic 3M无人机获取空间分辨率为5 cm的多时相无人机遥感影像(包括多光谱影像和可见光影像);其次,基于基尼指数特征优选策略,从植被指数、光谱和纹理多维特征中筛选出15维关键特征;然后,训练随机森林(Random Forest,RF)分类模型,并对多时相无人机遥感影像进行分类。文章以上海市南汇新城镇滨海湿地为研究区,基于MFC方法,系统解析了互花米草的二次入侵时空动态变化;将MFC方法中的RF模型分别替换为人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型,进行对比实验。结果表明:春、夏、秋季的特征重要性最高分别为第1个主成分的均值(PCA MEA_1,6.69%)、近红外波段的高斯高通滤波(HIGH_NIR,5.78%)、第2个主成分的均值(PCA MEA_2,7.82%),体现在不同季节中主导互花米草识别精度的关键特征存在差异性;RF模型在不同季节的总体精度(OA)均值为96.47%,显著优于SVM模型和ANN模型;研究区内互花米草面积占比由春季的55.23%升高至夏季的62.13%,随后在秋季下降至49.48%,呈现“局部爆发、边缘扩散”的典型时空特征,其二次入侵与物候变化、潮汐和人为干预显著相关。研究证实,基于多维特征融合动态适配机制的MFC方法可有效提升复杂生境下的分类鲁棒性,为滨海湿地入侵物种的精准监测与斑块化治理提供高分辨率技术支持。 展开更多
关键词 互花米草 无人机 随机森林 特征优选 季节动态 滨海湿地
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人类活动对长江口南汇边滩演变的驱动效应
2
作者 李宇涵 郭兴杰 +1 位作者 李林江 陆雪骏 《海洋学报》 北大核心 2025年第6期91-101,共11页
两千年来长江口南岸基本呈“边滩推展”的演变趋势,基本以每40 a约1 km的速度向海淤涨发育,是上海最重要的土地增长区和潮滩湿地资源,研究意义重大。本文基于1958-2019年南汇边滩冲淤特征、等深线变化及滩涂迁移速率等指标研究了南汇边... 两千年来长江口南岸基本呈“边滩推展”的演变趋势,基本以每40 a约1 km的速度向海淤涨发育,是上海最重要的土地增长区和潮滩湿地资源,研究意义重大。本文基于1958-2019年南汇边滩冲淤特征、等深线变化及滩涂迁移速率等指标研究了南汇边滩近60 a来的演变特征,通过时空对比探讨了其增长方式、驱动因素和发展趋势。结果表明:(1) 1958-2019年间南汇边滩呈“缓慢淤积-快速淤积-近淤远冲-全面侵蚀”4个阶段性变化,此阶段-5 m等深线最快淤进和蚀退速率分别为460 m/a和270 m/a。(2)人类活动已经成为了影响长江口南汇边滩演变的主要控制因素,其中流域拦河筑坝、长江口分汊口控制工程、边滩围垦造陆、航道疏浚采砂等变化性因素极大的影响了南汇边滩的演变,其中边滩围垦造陆与地形演化的相关性较强,相关系数达0.73。(3)随着国家和上海对围填海的严格管控,未来南汇边滩将逐步达到新的冲淤平衡。建议尽早研究河口潮滩湿地的保护和治理措施,以应对未来可能出现的岸带灾害。 展开更多
关键词 长江口 南汇边滩 人类活动 淤涨 侵蚀 工程
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基于Landsat数据的近30年上海大陆岸线变化分析 被引量：6
3
作者 钱静 栾奎峰 +2 位作者 陆雪骏 朱卫东 邱振戈 《海洋测绘》 CSCD 2020年第5期63-68,共6页
为了研究上海大陆岸线的最新变化,以5年为间隔,选取1988~2019年间的近30年多期Landsat遥感影像,采用多尺度分割和光谱分割相结合的分割方法,提取影像中研究区域的水边线,并利用同年不同时相的水边线和平均大潮高潮位数据进行潮位校正,... 为了研究上海大陆岸线的最新变化,以5年为间隔,选取1988~2019年间的近30年多期Landsat遥感影像,采用多尺度分割和光谱分割相结合的分割方法,提取影像中研究区域的水边线,并利用同年不同时相的水边线和平均大潮高潮位数据进行潮位校正,获取相对准确的海岸线位置。使用线性回归速率方法(LRR)对大陆岸线的外扩距离和速度变化进行了统计,同时对上海大陆岸线长度和面积的时空变化进行了分析。结果表明,从1988~2019年,上海大陆岸线总长度增加了10.4 km,增幅达5.19%,长度变化呈"减增减"的趋势。海岸线的平均外扩距离为1.35 km,平均LRR值为50 m/年,外扩距离最大处位于南汇嘴。上海大陆沿岸总的新增土地总面积达到220.39 km^2。 展开更多
关键词 海岸线 时空变换 线性回归速率 潮位校正 多尺度分割 Landsat影像
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陆面-河网耦合模型在极端风暴潮淹没危险性分析中的应用 被引量：2
4
作者 滕飞 李路 +3 位作者 贝竹园 王军 邱桔斐 章晓洁 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期138-150,共13页
在风暴潮灾害中,台风、天文高潮位、区间暴雨和上游洪水等因子存在同时出现的可能,对沿海地区的防汛安全形成了较为严重的威胁.双因子、多因子影响下的复合风暴潮灾害成为沿海地区灾害风险评估的主要研究对象.风暴潮水通过漫堤和溃口进... 在风暴潮灾害中,台风、天文高潮位、区间暴雨和上游洪水等因子存在同时出现的可能,对沿海地区的防汛安全形成了较为严重的威胁.双因子、多因子影响下的复合风暴潮灾害成为沿海地区灾害风险评估的主要研究对象.风暴潮水通过漫堤和溃口进入陆域后,河网对潮水的调蓄和运输作用直接影响对受灾区域灾害危险性的评估结果.本研究选取上海市金山区作为典型区域,基于MIKE11和MIKE21模型分别建立金山区一维河网模型和二维陆面模型,并进行耦合计算,模拟分析在风暴潮、台风、区间暴雨和流域洪水的综合影响下,金山区地面积水变化过程,为区域的灾害危险性分析提供依据.模型计算结果表明,在考虑陆域河网调蓄作用后,风暴潮引起的金山区地面积水大幅度减小,区域内整体淹没分布出现一定程度的改变.综合考虑风暴潮及区间暴雨和流域洪水与仅考虑风暴潮条件相比,金山区中部和北部大部分区域危险性等级降低,西北角危险性等级升高. 展开更多
关键词 风暴潮 河网 一、二维模型耦合
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上海基岩海岛浮山岛的侵蚀现状及保护修复
5
作者 何小燕 杜小弢 +2 位作者 贾明瑶 梅宇立 张妙 《海洋地质前沿》 CSCD 北大核心 2021年第5期39-45,共7页
基于基岩海岛侵蚀研究,利用基岩海岸演变模型,界定浮山岛的海蚀岸类型,估算浮山岛基岩海岸侵蚀后退速率,并结合实地登岛调查分析,提出了浮山岛保护修复方案。建议采用生物屏障的手段达到消浪作用,减少海岸侵蚀,恢复当地生态系统;同时采... 基于基岩海岛侵蚀研究,利用基岩海岸演变模型,界定浮山岛的海蚀岸类型,估算浮山岛基岩海岸侵蚀后退速率,并结合实地登岛调查分析,提出了浮山岛保护修复方案。建议采用生物屏障的手段达到消浪作用,减少海岸侵蚀,恢复当地生态系统;同时采用生态和工程结合的方式在浮山岛和浮山东岛两岛之间创造潮间带沼泽地,并栽种草本植物来稳定沼泽地,以缓减断裂谷继续发育。 展开更多
关键词 浮山岛 侵蚀机制 侵蚀后退速率 基岩海岛
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基于地理加权回归模型的水深反演算法研究 被引量：2
6
作者 刘源 邱振戈 +5 位作者 栾奎峰 侍炯 朱卫东 刘鲁燕 沈蔚 曹彬才 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2018年第4期35-42,共8页
利用卫星多光谱数据反演浅海水深是水深测量的一种重要手段。已有水深反演方法是在研究区建立统一的数学参数的反演模型,未考虑由于海底底质和水质变化导致的空间非平稳性问题。本文使用地理加权回归模型(Geographically Weighted Regre... 利用卫星多光谱数据反演浅海水深是水深测量的一种重要手段。已有水深反演方法是在研究区建立统一的数学参数的反演模型,未考虑由于海底底质和水质变化导致的空间非平稳性问题。本文使用地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)对回归参数在空间上进行估计,针对GWR模型的带宽对反演精度的影响,使用了交叉验证(Cross Validation,CV)的方法来确定最佳带宽,并以南海永兴岛和甘泉岛海域为实验区,基于WordiVew-2多光谱数据对使用GWR模型的可行性和精度进行了验证。实验结果表明:永兴岛研究区GWR模型精度较线性回归模型提高了36.05%,在0～5,5～10,10～15和15～20m区间,精度分别提高了49.46%,39.97%,12.36%和49.68%;甘泉岛研究区GWR模型精度较线性回归模型提高了8.08%,在0～5,5～10,10～15和15～20m区间,精度分别提高了12.05%,16.23%,4.49%和12.23%,表明GWR模型具有更好的水深反演效果。 展开更多
关键词 GWR 带宽 多光谱遥感 水深反演 南海 WorldView-2
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南海海平面对两类El Nino的不同响应 被引量：2
7
作者 罗凤云 谭伟 +5 位作者 李娟 左军成 梅宇立 纪棋严 李直龙 庄圆 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期36-46,共11页
利用ECMWF ORAS4重构数据,分析了南海海平面异常(SLA)对东部型(EP)El Ni?o和中部型(CP)El Nino的不同响应特征。南海SLA在两类El Nino期间表现出不同的时空演变规律。对于东部型El Nino,南海空间平均的SLA在发展年的秋、冬季显著下降,... 利用ECMWF ORAS4重构数据,分析了南海海平面异常(SLA)对东部型(EP)El Ni?o和中部型(CP)El Nino的不同响应特征。南海SLA在两类El Nino期间表现出不同的时空演变规律。对于东部型El Nino,南海空间平均的SLA在发展年的秋、冬季显著下降,最低可达-2 cm,并在次年开始上升,至次年冬季可达2 cm。空间分布上,在发展年秋、冬季,除越南东南部海域存在一个正异常中心外,在南海绝大部分海域,SLA均表现为显著的负异常;从次年春季开始,SLA负异常减弱,而越南东南部的正异常开始发展,直至冬季南海大部分海域以正异常为主。对于中部型El Nino,南海SLA在整个El Nino发展和衰退期间均表现为显著负异常,异常值始终维持在-2 cm左右,并且在空间上表现为全海盆一致的负异常模态。相比于传统的经验正交分解(EOF),季节EOF(S-EOF)能够更好地刻画南海SLA在两类El Nino期间的时空演变特征,S-EOF的第一模态表现为中部型El Nino模态,而第二模态更多地表现为南海SLA在东部型El Nino期间的演变特征。南海海平面在两类El Nino期间的不同变化主要是由于海峡通道处的热量平流输运异常所产生的热比容效应导致的,但是比容海平面的贡献主要集中在南海内区和南海东部等深水海域,对于南海西部等近岸海域,海平面的变化机制还有待进一步深入研究。 展开更多
关键词 东部型El Nino 中部型El Nino 南海海平面 比容海平面
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近期杭州湾北岸金山岸段滩势演变机制及趋势分析 被引量：3
8
作者 何小燕 冯凌旋 +1 位作者 严婧 皇甫荣荣 《海洋地质前沿》 CSCD 2018年第4期1-7,共7页
基于杭州湾北岸岸线变迁和2013—2016年金山深槽等深线数据,以金山深槽为典型地貌单元分析了杭州湾北岸的滩势演变,认为其近期主要呈现稳定的态势。同时,通过对金山岸段2005—2014年平面冲淤变化数据、等深线变化数据及2006—2017年典... 基于杭州湾北岸岸线变迁和2013—2016年金山深槽等深线数据,以金山深槽为典型地貌单元分析了杭州湾北岸的滩势演变,认为其近期主要呈现稳定的态势。同时,通过对金山岸段2005—2014年平面冲淤变化数据、等深线变化数据及2006—2017年典型断面变化数据的比对分析,研究了其近期演变特征,认为:杭州湾北岸东侧部分岸段冲刷而进入水体的泥沙实现了水体含沙量的补给,缓解了长江入海泥沙减小对金山岸段的影响。同时,圈围工程对部分岸段边滩有一定的掩护作用,金山岸段边滩在近期及未来一段时间内应能保持淤积或冲淤平衡态势。 展开更多
关键词 滩势演变 金山深槽 趋势分析 杭州湾
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