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自然资源遥感  2024, Vol. 36 Issue (2): 151-159    DOI: 10.6046/zrzyyg.2023007
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1976—2020年黄河入海口滩区水体演变过程及淹没风险识别
刘稼丰1,2(), 张文凯1(), 杜晓敏1, 冀欣阳1, 杨金中1, 范景辉1, 孙禧勇1, 佟晶1
1.中国自然资源航空物探遥感中心, 北京 100083
2.自然资源部数字制图与国土信息应用重点实验室,武汉 430079
Evolutionary process and inundation risk identification of water bodies in the beach area of the Yellow River estuary from 1976 to 2020
LIU Jiafeng1,2(), ZHANG Wenkai1(), DU Xiaomin1, JI Xinyang1, YANG Jinzhong1, FAN Jinghui1, SUN Xiyong1, TONG Jing1
1. China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Natural Resources, Beijing 100083, China
2. Open Research Fund Program of Key Laboratory of Digital Mapping and Land Information Application, Minisitry of Natural Resources, Wuhan 430079, China
全文: PDF(5662 KB)   HTML  
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摘要 

黄河流域生态保护和高质量发展已成为国家战略,对黄河入海口滩区水体范围进行动态监测研究,避免水体演变所衍生出的潜在淹没风险具有重要意义。通过获取长时序丰水期Landsat系列遥感卫星影像数据集,采用基于决策树的多指数陆表水体提取方法,获取黄河入海口滩区1976—2020年10个研究时点的最大水体范围,并通过叠加分析计算各个区域历史淹没频次,进而识别城镇村庄居民点和采矿用地淹没风险。研究结果表明,10个研究时点中被淹没5次以上的区域为463.7 km2,以2015年共631个城镇村庄居民点和采矿用地为例,低淹没风险413个,中淹没风险52个,高淹没风险20个。黄河入海口滩区城镇村庄居民点等建设用地应明确迁建需求,科学迁建选址,完善基础设施。

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刘稼丰
张文凯
杜晓敏
冀欣阳
杨金中
范景辉
孙禧勇
佟晶
关键词 黄河入海口黄河滩区遥感技术水体范围淹没风险    
Abstract

The ecological protection and high-quality development of the Yellow River basin has become a national strategy. Hence, conducting dynamic monitoring research on the extent of water bodies in the beach area of the Yellow River estuary to avoid potential inundation risks from the evolution of water bodies holds critical significance. Based on the Landsat remote sensing image dataset for wet seasons in the long term, this study extracted the maximum water body extents in the beach area of the Yellow River estuary at 10 time points from 1976 to 2020 using the decision tree-based multi-index land surface water body extraction method. Moreover, this study calculated the historical inundation frequency of each zone through overlay analysis, further identifying the inundation risks of urban and rural settlements and mining land. The findings reveal an area of 463.7 km2 inundated over five times at 10 time points. Among 631 urban and rural settlements and mining land in 2015, 413, 52, and 20 exhibited low, medium, and high inundation risks, respectively. Overall, it is necessary to specify the relocation requirements, scientifically select relocation sites, and improve the infrastructure targeting construction land like urban and rural settlements in the beach area of the Yellow River estuary.

Key wordsYellow River estuary    Yellow River beach area    remote sensing technology    water body extent    inundation risk
收稿日期: 2023-01-16      出版日期: 2024-06-14
ZTFLH:  TP79  
基金资助:自然资源部数字制图与国土信息应用重点实验室开放研究基金项目“基于多源地理空间信息的乡村地域演变特征测度与分析”(ZRZYBWD202207);中国地质调查局项目“全国矿山开发及重点地区生态空间监测评估”(DD20230100)
通讯作者: 张文凯(1992-),男,硕士,工程师,主要从事土地资源管理研究。Email: zhangwenkai@mail.cgs.goc.cn
作者简介: 刘稼丰(1992-),男,博士,工程师,主要从事土地资源管理研究。Email: liujiafeng@mail.cgs.goc.cn
引用本文:   
刘稼丰, 张文凯, 杜晓敏, 冀欣阳, 杨金中, 范景辉, 孙禧勇, 佟晶. 1976—2020年黄河入海口滩区水体演变过程及淹没风险识别[J]. 自然资源遥感, 2024, 36(2): 151-159.
LIU Jiafeng, ZHANG Wenkai, DU Xiaomin, JI Xinyang, YANG Jinzhong, FAN Jinghui, SUN Xiyong, TONG Jing. Evolutionary process and inundation risk identification of water bodies in the beach area of the Yellow River estuary from 1976 to 2020. Remote Sensing for Natural Resources, 2024, 36(2): 151-159.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2023007      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2024/V36/I2/151
Fig.1  黄河滩区监测范围划定依据
Fig.2  黄河滩区监测范围
年份 卫星型号 传感器 空间分辨率/m 年份 卫星型号 传感器 空间分辨率/m
1976年 Landsat2 MSS02 60 2000年 Landsat5/7 TM/ETM+ 30
1980年 Landsat3 MSS03 60 2005年 Landsat5 TM 30
1985年 Landsat5 TM 30 2010年 Landsat5 TM 30
1990年 Landsat5 TM 30 2015年 Landsat8 OLI 30
1995年 Landsat5 TM 30 2020年 Landsat8 OLI 30
Tab.1  黄河滩区长时序水体范围监测所选用遥感影像数据信息
Fig.3  黄河滩区1976—2020年间遥感影像图样例
Fig.4  2015年和2020年黄河滩区土地利用类型解译结果
Fig.5  黄河滩区水体范围提取的技术路线
地类 水体 非水体 用户
精度/%
制图
精度/%
水体 9 486 514 94.86 95.17
非水体 481 9 519 95.19 94.88
总体精度/% 95.02
Kappa系数 0.900 5
Tab.2  黄河滩区水体提取结果精度验证混淆矩阵
Fig.6  1976—2020年间黄河滩区丰水期水体范围识别结果
Fig.7  历年黄河滩区丰水期水淹范围面积统计
淹没次数 淹没概率/% 淹没风险分级
10 100
9 90
8 80 经常淹没
7 70
6 60
5 50
4 40 偶尔被淹没
3 30
2 20
1 10 不经常淹没
0 0
Tab.3  淹没次数、淹没概率、淹没风险分级对应关系
Fig.8  1976—2020年黄河滩区水体淹没次数及风险分级
Fig.9  1976—2020年间黄河滩区淹没次数面积统计分析
Fig.10  黄河滩区城镇居民点及工矿用地淹没概率及迁建迫切程度空间分布
Fig.11  黄河滩区不同迁建迫切程度的居民点面积与比例
Tab.4  高淹没风险居民点2期遥感影像监测对比
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