遥感技术在海域使用动态监测系统中的应用分析

遥感技术在海域使用动态监测系统中的应用分析

吴琼 杜军辉

天津熙汇工程技术有限公司  天津 300350

摘要：海洋资源利用的迅速扩大，对海域的有效管理提出了更高的要求。但长期以来，由于监测技术落后，国家对近年来南海海域空间资源、海洋功能区、填海造地工程实施情况、争议岛礁权益保护等情况难以进行有效监测。海域利用现状和动态尚不清楚，海域管理的基础资料匮乏。系统采用遥感监测和实时移动监测，全覆盖、高精度监测海域和海域空间资源等动态要素的使用情况。遥感技术以其覆盖范围广、速度快、同步性好等特点，在获取海域现状和变化信息方面发挥着重要作用。

关键词：遥感技术；海域利用；动态监测系统；应用

1海域遥感监测技术的适用性分析

1.1海域利用监测特点

海域和陆地属于陆地资源，与海洋环境密切相关。海域利用监测、土地利用监测和海洋环境监测有许多相似之处，但也有各自显著的特点，主要体现在以下几个方面：海域利用是一个立体的空间概念，海域利用的三维空间与水体、沉积物的三维空间相对应，海域利用活动可以定位在水面、水体甚至海底；在空间格局上，海域利用是一个立体的空间概念，有的海域利用斑块有明显的空间分界线，有的人为划分，没有明显的空间分界线。空间不同类型海域利用的复杂性和独特性，给海域利用遥感监测带来了一定的技术难度。

1.2海域利用遥感监测原理

由于人类活动形成的海洋人为特征与被占用和转换的自然特征的光谱特征不同，在遥感图像中会表现出不同的像素特征。因此，根据光谱特征、大小、形状、结构、布局以及与周围特征的空间位置关系，可以利用海域布局的相关经验知识来识别和区分不同的海面特征。在这一过程中，由于不同海域的水面光谱特征差异不是很明显，利用区域特征体进行海域识别通常需要通过边界线的识别来完成，即：表面特征体的识别通常是基于线性元素的提取。

2海域使用遥感监测技术手段分类

2.1卫星遥感监测

海域使用卫星遥感监测工作的主要任务是以卫星遥感作为主要技术手段,采用计算机与人工解译相结合的方式,辅以现场验证,对海域使用状况进行监测,全面系统的调查我国海域使用的动态情况。目前,每年完成4次全海域低分辨率卫星遥感监测和1次全海域高分辨率卫星遥感监测。低分辨率卫星遥感动态监视监测范围为我国内水和领海海域,主要采用10~30m分辨率卫星数据,包括LandsatTM/ETM、中巴地球资源卫星(CBERS)、SPOT、环境减灾A/B(HJ-A/B)等。高分辨率卫星遥感动态监视监测范围为我国海岸带、海岛及其邻近海域,主要采用0.6m~5m分辨率卫星数据,主要有SPOT-5、Quickbird、伊科诺斯(IKONOS)、福卫二号(FORMOSAT-2)、资源三号、高分数据等。提取的遥感信息主要包括:大陆岸线、河口海湾、海岛、海域使用信息等海域空间资源状况。在提取的过程中,需参考海域使用确权资料,利用计算机自动提取或人工解译相结合的方式,按照海域动态监视监测遥感分类体系提取各用海类型空间分布及其属性信息,结合现场调查确定海域使用属性特征。

2.2航空遥感监测

（1）该海域有人机航空遥感监测。机载遥感监测系统以各分局航空支队的飞机为基础。监测范围以海岸线为基线，向平均大潮低潮线以外的陆地延伸1km，向海域延伸3km。空间分辨率优于1m。监测内容包括海域现状（已开发和未开发海域面积及分布情况）、海洋功能区（海洋功能区利用状况）、在建工程（海域面积、位置和用途）、岸线（类型、分布、长度，岛屿状况（数量、面积、植被、岸线变化等）。海域航空遥感监测主要利用监测区域的正射影像图，根据监测内容提取分析监测区域内海域的使用类型，实现对海域、海洋功能区现状的动态监测和监测，在建重大海洋工程项目，并核查疑点。

（2）无人机航空遥感监测。无人机海洋遥感监测系统作为一种新的高分辨率遥感数据采集方法，具有低空云下飞行、高风险区域探测、低成本、高分辨率、图像实时传输、机动灵活等优点。它可以快速获取重点海域的高精度海洋监测信息，监督海域的使用，近年来，它在海洋航空遥感监测领域得到越来越多的应用。

3 遥感技术在海域利用动态监测中的应用

3.1海域利用现状遥感监测

为全面掌握高精度遥感影像反映的海域利用动态变化信息，国家海域利用动态监测中心自2013年起开展了全国海域动态遥感监测背景数据库的更新工作，全面掌握截至2013年底遥感影像反映的我国沿海用海现状分布，准确校正填海造地等用海范围，建立海域动态遥感监测背景数据库，并及时更新至国家海域动态监测监测管理系统，保持国家海域管理数据的现状。主要监测内容包括大陆岸线和海岛岸线的长度、海面特征的区域状况、用海方式、使用类型等，海域利用状况确认。目前，数据每年更新一次。

3.2新增围垦及可疑围垦区遥感监测

2010年以来，国家海域动态监测监测管理系统启动了全国围垦和可疑海域遥感动态监测工作。它以遥感信息、遥感图像处理、遥感信息处理等为基础，通过现场监测或无人机遥感监测，核实具体用海位置、用海类型、海域面积、用海方式等内容，为综合治理提供数据支持海域。新增加的围填海监测频率为每年上半年和下半年一次，对围垦可疑区域的监测工作每年进行4次。

3.3区域用海规划遥感监测

区域用海规划遥感动态监测是海域管理工作中的一个极为重要的环节。依据国家海洋局下发的批复文件,国家海域动态监视监测管理系统自2012年开始每半年一次的区域用海规划的遥感动态监视监测,适时跟踪规划实施进度,重点监测规划范围内海域确权、围填海施工进展等情况,为海域管理部门决策及海监执法提供实时动态信息。

3.4重点建设项目用海遥感监测

沿海各省市动态监管中心充分利用国家下发的遥感影像,提取重点项目用海现状信息,并通过定期开展现场监测,重点监测项目用海实际用途、用海面积、用海范围、用海方式等,及时掌握项目用海动态,避免超界用海或者改变用海用途等现象的发生。

3.5海域空间资源遥感监测

沿海各省、市监管中心通过遥感监测和现场监测相结合的形式开展本地区大陆岸线(类型、长度、分布、变迁、用途和自然岸线保有率等)、滩涂资源(类型分布、空间格局、面积变化、形态变迁、生态特点等)、海湾资源(类型、面积及形态变化、湾内岸线变迁、空间资源存量)、海岛资源(类型、面积、植被、地形地貌、海岛岸线、周边水质条件、典型生态系统)等海域空间资源监测。

结论

我国海洋资源种类繁多,开发潜力大。海域作为海洋经济发展的物质基础和载体,在全面建设小康社会、促进沿海地区经济社会发展方面的地位越来越重要,迫切需要引入现代化的监测管理手段。利用遥感技术的大范围、快速、动态、准确的特点,对海域使用状况进行动态监测,可以全面提升我国海域动态监管能力。目前,遥感技术已作为“国家海域使用动态监视监测管理系统”中一项重要的数据信息获取手段,被广泛应用到各项海域监测业务中,在为全面掌握海域资源状况、海域使用状况和海域管理状况,及时为各级政府、海洋部门和社会公众提供决策支持和信息服务发挥了重要作用。

参考文献：

[1]刘百桥,赵建华.海域使用遥感分类体系设计研究[J].海洋开发与管理,2014,6:20-24.

[2]王厚军,丁宁,赵建华,刘惠.围填海项目海域使用动态监视监测内容及方法研究[J].海洋开发与管理,2015,12:7-10.