東北地理所首次以堤壩為切入點(diǎn)完成中國(guó)濱海養(yǎng)殖塘全要素高精度遙感制圖
近年來,濱海養(yǎng)殖塘產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng),生產(chǎn)規(guī)模已開始超越內(nèi)陸?zhàn)B殖,成為支撐聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDGs)的重要基石。養(yǎng)殖塘形狀和大小多樣,表觀形態(tài)也存在差異:魚類養(yǎng)殖需較深水位,貝類則為淺水,廢棄塘水位隨潮水變化,部分養(yǎng)殖塘覆蓋保溫膜、遮陽(yáng)網(wǎng)等人工設(shè)施。為促進(jìn)資源可持續(xù)利用、精準(zhǔn)評(píng)估碳匯潛力及制定科學(xué)空間規(guī)劃,亟需實(shí)現(xiàn)高精度的養(yǎng)殖塘分布。
衛(wèi)星遙感技術(shù)為開展國(guó)家尺度沿海養(yǎng)殖塘監(jiān)測(cè)提供了重要手段。然而,現(xiàn)有研究局限于以水體指數(shù)為中心的養(yǎng)殖塘識(shí)別方法,將這一土地覆被的遙感識(shí)別等價(jià)于篩選特定類型水體,存在顯著的水位依賴缺陷,導(dǎo)致目前尚缺乏一套能兼顧不同水位狀態(tài)及復(fù)雜覆蓋類型的穩(wěn)健識(shí)別方案。如貝類養(yǎng)殖塘易被識(shí)別為潮灘、表面覆蓋的其他土地覆被影響水體信息捕獲。
為解決上述問題,東北地理所地理景觀遙感學(xué)科組趙傳朋副研究員等科研人員以養(yǎng)殖塘堤壩為切入點(diǎn),應(yīng)用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)提取堤壩,解析堤壩包圍的土地覆被作為養(yǎng)殖塘區(qū)域。以中國(guó)海水養(yǎng)殖塘為對(duì)象,率先構(gòu)建了包含水體、堤壩、灘涂、植被及附屬設(shè)施的全要素養(yǎng)殖塘分布。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用模型轉(zhuǎn)譯方法,挖掘養(yǎng)殖塘堤壩遙感識(shí)別的核心機(jī)理,實(shí)現(xiàn)了遙感指數(shù)的功能重定向應(yīng)用。
在研究方法方面,養(yǎng)殖塘堤壩具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特性,尤其是具備產(chǎn)權(quán)界定功能的外圍堤壩。在不同水位狀態(tài)甚至干涸狀態(tài)下,堤壩都保持幾何穩(wěn)定性,保障了衛(wèi)星遙感提取的可靠性。受混合像元效應(yīng)影響,高反射率土地覆被在改變像元反射率中具有更高權(quán)重,使得不足一個(gè)像元的堤壩能夠被識(shí)別(土質(zhì)或生有植被的較窄堤壩易被遺漏)。對(duì)于養(yǎng)殖塘堤壩與道路均為高反射率線狀土地覆被而造成的混淆問題,根據(jù)道路一般在夜晚具有路燈的現(xiàn)實(shí)情況使用SDGSAT-1夜光影像排除道路。養(yǎng)殖塘堤壩包圍的土地覆被即為沿海養(yǎng)殖塘。

圖1 技術(shù)路線
2023年中國(guó)沿海養(yǎng)殖塘空間分布數(shù)據(jù)如圖2所示,總體驗(yàn)證精度達(dá)到96.1%。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,其總面積達(dá)到14587.9km2,其中水體、堤壩、泥灘像元占比分別為44%、31%和12%。混合像元效應(yīng)放大了堤壩像元占比,但堤壩依舊是養(yǎng)殖塘中值得關(guān)注的邊際土地利用形式。

圖2中國(guó)沿海養(yǎng)殖塘分布
本研究由東北地理所趙傳朋副研究員、賈明明研究員,張蓉特別研究助理,任春穎研究員、王宗明研究員共同完成,得到國(guó)家自然科學(xué)基金(No. 42330109)、吉林省優(yōu)秀青年基金(No. 20250101045JJ)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目(2022YFF1302000)、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)人才項(xiàng)目(No. 2021227)共同資助。
論文標(biāo)題
Mapping coastal aquaculture ponds in China without dependence on water levels: New insights from pond dikes derived from Sentinel-1/2 imagery
發(fā)表期刊
Environmental Impact Assessment Review
論文全文鏈接
https://authors.elsevier.com/a/1miZDiZ5tOJIc

附件下載:
吉公網(wǎng)安備22017302000214號(hào)