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天宫二号宽波段成像仪数据珠江口地区围填海变化监测
文章来源:载人航天空间科学与应用数据推广  |  发布时间:2018-03-02  |  【 】 【打印】 【关闭
 

  天宫二号于2017年9月进入长管阶段,目前各载荷运行稳定,状态良好,获取了高质量的数据。中国科学院空间应用工程与技术中心承担天宫二号空间科学与应用数据的接收、处理、分发服务与应用推广等工作。本期响应重大应用需求,开展30年来珠江口地区围填海变化监测试应用工作,为整治修复海岸带、保护自然环境岸线等提供重要的数据与技术支持。

  珠江口海域是我国东江、西江、北江三大水系的出海口,具有泄洪纳潮、交通运输、生态屏障、水产资源保护等重要功能。改革开放以来,该海域通过围海筑堤、填海造地等方式为珠江口地区的城市化和工业化发展扩大了空间。但是,大规模、盲目无序围填海,改变了海岸地貌形态与水动力条件,侵占了生物栖息地,增加了入海污染物,使得珠江口地区自然灾害频发、环境污染严重。为进一步加大该地区海岸带整治修复力度,保护自然岸线,推进“蓝色海湾”等海洋生态修复重大工程,2018年1月全国海洋工作会议和广东省海洋与渔业厅对填海造地排查工作进行了具体部署。

  中国科学院空间应用工程与技术中心利用天宫二号宽波段成像仪可见近红外数据与Landsat TM历史数据对珠江口地区的海岸线与围填海时空变化状况进行监测,为科学开发珠江口地区提供数据和技术支撑。珠江口地区围填海变化监测试应用区范围如图1所示。

  

  图1 天宫二号宽波段成像仪珠江口地区影像图

  本试应用选取2017年8月拍摄的天宫二号宽波段数据,与1987年、1997年及2007年相近月份的Landsat TM数据进行围填海解译识别工作。在解译识别工作前通过大量文献调研,将珠江口地区围填海类型划分为围垦养殖、围垦造田、建设用地、港口建设和已围未用地等5类;然后对影像进行波段筛选、拼接及图像增强等处理;再以目视解译提取出的1987年海岸线为基准线,对试应用区围填海情况进行解译识别;最后,根据提取的围填海结果,分析珠江口地区围填海时空变化特点。

  

  A 1987-1997年新增范围

  

  B 1998-2007年新增范围

  

  C 2008-2017年新增范围

  图2 珠江口地区近30年新增围填海分布图

  图2中A、B、C分别为1987-1997年、1998-2007年、2008-2017年珠江口地区新增围填海的分布情况。统计结果表明:珠江口地区近30年围填海面积累计增加约475平方公里,三个时期分别增加约247、168和60平方公里,增长速率呈现逐渐降低的趋势(如图3所示)。

  进一步分析发现:

  1)1987-1997年新增围填海类型以围垦养殖和建设用地为主,其中新增围垦养殖主要分布在珠海市、中山市及广州市,新增建设用地多分布在珠海市;

  2)1998-2007年新增围填海类型以围垦养殖和建设用地为主,其中新增围垦养殖多分布在珠海市、江门市及中山市,新增建设用地多分布在珠海市与深圳市;

  3)2008-2017年新增围填海类型主要是已围未用地和港口建设,主要分布在珠海市。

  

  图3 珠江口地区近30年新增围填海面积统计

  通过对珠江口地区近30年各围填海类型累计变化情况进行统计(见表1),发现围填海类型随着时间的变化也会发生扭转:

  表1 珠江口地区近30年围填海统计

  

  

  自1987年起,围垦养殖在1997年、2007年、2017年所占比例分别为38%、43%、35%,呈先增长后降低的趋势;建设用地分别为32%、34%、39%,港口建设分别为7%、10%、13%,建设用地和港口建设均呈现逐渐递增的趋势;围垦造田分别为8%、3%、3%,最近几年已无新增的围垦造田的围填海区;已围未用地分别为15%、10%、10%,已围未用地只是暂时的状态,随后便向其他利用类型转化。

  在改革开放早期,农副产品的供应逐步开放,刺激了养殖业的发展,促进了该地区围垦养殖面积的增长。随着珠江口地区城市化和工业化的发展,国际贸易增多,海洋交通运输业快速发展,围填海用于建设用地与港口建设的比例不断增加,围垦养殖所占比例降低。特别是在2002年《中华人民共和国海域使用管理法》和2008年《广东省海洋功能区划》的双重管制与约束下,围填海活动趋于平缓,新增面积明显减少。本期试应用利用天宫二号数据与Landsat TM 历史数据对珠江口地区围填海变化监测,真实地反映了珠江口地区近30年来围填海时空变化状况。

  本试应用表明天宫二号宽波段成像仪数据为珠江口地区围填海变化监测提供了有效的数据支持,在围填海管控方面具有广阔的应用前景。随着“十个一律”、“三个强化”的最严13条围填海管控措施的实施,天宫二号数据将在围填海与近岸海域水环境质量监测等方面发挥重要作用。

  

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