基于全自动方法的10米分辨率中国滨海滩涂分布图绘制成功
2021/2/4 17:00:00 中科院之声

     滨海滩涂是海陆交界的生态过渡带，包括潮间带泥滩、沙滩和海岸等无植被区域。滨海滩涂在调节区域生态平衡、改善环境质量及维持滨海地区生态安全等方面发挥重要作用。滨海滩涂受到陆地和海洋环境的双重影响和制约，是最为脆弱的湿地生态系统类型之一。由于沿海经济的快速发展，中国滨海滩涂被大面积开垦利用，滩涂资源亟待科学的管理和保护。高精度的中国滨海滩涂地图是制定及实施海岸保护策略的重要依据，可以服务于联合国可持续发展目标的评估。

    

     滩涂上赶海(摄影：冯尔辉)

    

     滩涂鱼(摄影：冯尔辉)

     近期，中国科学院东北地理与农业生态研究所王宗明团队研发了一种快速、高精度、稳健、全自动的滨海滩涂提取方法(MSIC-OA)，并基于这种方法从密集时间序列哨兵2号卫星影像中提取滨海滩涂，绘制了10米分辨率中国滨海滩涂专题地图。

     滨海滩涂受到潮汐的周期性淹没，只在最低潮时期短暂全部裸露。利用卫星遥感技术进行滩涂制图的最大困难来自于卫星过境时期的潮位不确定性。特别是大尺度遥感制图研究中，应用传统的潮汐表查询方法，非常耗费时间和人力。同时，滨海地区云雨天气较多，传统数据源，如Landsat卫星，重访周期8～16天，很难保证一年内获取到最低潮的影像。

     影像最大值合成法可以获取到所有影像像素中的最高潮和最低潮信息，并合成最高潮和最低潮影像；OTSU图像自适应阈值分割法可以自动地对水和非水、植被和非植被进行分类。哨兵2号卫星双星系统重访周期2-5天，搭载的多光谱传感器可覆盖13个波段，最高分辨率10米。GEE提供包含哨兵2号数据集在内的海量遥感大数据的云计算服务。因此，集成上述算法、数据和平台的优势开发的制图方法具有快速、稳健、精确和全自动的优点。

     研究人员以2019年1月1日到2020年6月30日的28367景哨兵2号密集时序影像为数据源，应用研发的自动分类方法，绘制截止目前为止最新、空间分辨率(10 m)最高的中国滨海滩涂专题图，命名为China_Tidal Flats(CTF)。应用实地调查样点和亚米级高分遥感数据，对CTF进行精度验证，总体分类精度可达95%；绘制的滩涂斑块与低潮亚米级高分遥感数据的一致性极高。结果显示，2020年中国滨海滩涂总面积为 858,784 公顷，其中江苏省滨海滩涂资源最为丰富。

     该研究的方法和理论不仅适用于滩涂的自动、精准遥感研究，对于其它涉水生态系统也有重要的借鉴价值。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项(A 类)(XDA19040500)、中科院青年创新促进会人才项目等共同资助，研究成果以Rapid, robust, and automated mapping of tidal flats in China using time series Sentinel-2 images and Google Earth Engine为题，发表在期刊 Remote Sensing of Environment上。

     来源：中国科学院东北地理与农业生态研究所

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