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基于3S技术的九段沙湿地DEM构建及动态变化研究

何茂兵  
【摘要】: 九段沙湿地位于长江口北槽与南槽之间,是国家级湿地自然保护区,也是上海市重要的后备土地资源之一。然而,由于长江三峡工程等的影响,长江的输沙率和含沙量将下降到长江口前沿潮滩的冲淤转换临界值之下,加之海平面的加速上升,今后几十年长江口前沿潮滩将遭受侵蚀。因此,九段沙湿地的动态变化问题倍受人们关注。 本文通过3S技术,即遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术,对九段沙湿地在近20a来的冲淤动态变化进行了研究,其主要内容和成果如下: 1、对利用RTK-GPS在九段沙湿地的实测散点数据进行投影坐标转换、基于理论最低潮位基准的高程换算和数据质量检测等预处理,为构建数字高程模型(DEM)提供可靠的数据。 2、针对RTK-GPS实测数据分布极其不规则的特点,分别采用普通Kriging插值法构建栅格DEM、采用带边界约束条件的Delaunay三角剖分方法构建TIN,精度分析结果表明:两者的精度相近,但从DEM的表面光滑性来看,普通Kriging方法要优于约束TIN方法。 3、通过研究提取遥感水边线的最佳波段与九段沙涨落潮情的关系,总结出在涨潮中期提取水边线的最佳波段是短波红外波段,而在其他潮情条件下提取水边线的最佳波段是红色波段。 4、针对九段沙潮间带遥感水边线空间跨度大而且明显起伏的特点,提出了通过遥感水边点宋获取潮间带高程的方法,与把水边线当作等高线宋处理的方法相比,更具合理性。 5、针对数据源包括等高线、水边点(接近于等高线分布)及散点数据,而且数据分布又非常不均匀的特点,采用带多种约束条件的狄洛尼TIN来逼近九段沙湿地的实际地形,获得了较可靠的多时相DEM数据。 6、依据多吋相DEM数据,分别从面积变化、水平方向的空间冲淤变化以及垂直方向的沉积速率等方面,讨论了九段沙湿地在近20a来的沖淤动态变化特征。 7、为了客观评价湿地的稳定性问题,提出了年均冲淤活跃度的概念,即年均冲淤活跃度=100%×((淤积面积+冲刷面积)/起始面积)/相隔年数。


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