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自然资源遥感  2024, Vol. 36 Issue (2): 279-286    DOI: 10.6046/zrzyyg.2023006
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基于Google Earth Engine的八门湾红树林年际变化监测
薛志泳(), 田震, 朱建华, 赵阳
国家海洋技术中心,天津 300112
Monitoring of inter-annual variations in mangrove forests in the Bamen Bay area based on Google Earth Engine
XUE Zhiyong(), TIAN Zhen, ZHU Jianhua, ZHAO Yang
National Marine Technology Center, Tianjin 300112, China
全文: PDF(8211 KB)   HTML  
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摘要 

该文基于Google Earth Engine (GEE)云平台,选择Landsat系列卫星数据,采用支持向量机(support vector machines,SVM)分类方法对八门湾地区进行地物类型分类,并基于分类结果监测该地区红树林年际变化。结果表明: 红树林与陆地树木之间除红外波段外反射光谱曲线极其相似,利用红外波段特征指数并结合地形数据可进行有效区分,分类结果总体精度达到0.91; 研究区红树林存在先减少后增加的变化趋势,在2009—2013年减少,2014—2016年基本保持不变,2017—2021年缓慢增加,红树林增加和坑塘减少时期是在“南红北柳”政策颁布之后,说明退塘还林政策成效显著; 红树林主要是和坑塘相互变化转移,说明毁林造塘和退塘还林是影响该地区红树林变化的重要因素。红树林年际变化监测结果可以精细化分析红树林演变过程,并能精确量化红树林与其他土地类型的转化过程,从而在经济、政策上分析红树林演变因素,更有效地保护红树林。

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薛志泳
田震
朱建华
赵阳
关键词 红树林Google Earth Engine年际变化监测八门湾    
Abstract

Based on the Google Earth Engine (GEE) cloud platform and Landsat series data, this study classified the surface features of the Bamen Bay area using the support vector machine (SVM) classification method. Furthermore, the classification results were employed to monitor the inter-annual variations of mangrove forests in the area. The analysis reveals that mangrove forests and terrestrial trees exhibit extraordinarily similar reflectance spectral curves except for infrared bands. Hence, they were effectively distinguished using the infrared band feature index and topographic data, achieving an overall classification accuracy of 91%. The classification results show that mangrove forests in the study area manifested a trend of decrease followed by increase. Specifically, they decreased from 2009 to 2013, remained almost unchanged from 2014 to 2016, and increased slowly from 2017 to 2021. The increase in mangrove forests and the decrease in pits and ponds occurred following the wetland restoration policy that requires planting mangrove forests in South China and tamarix chinensis in North China, suggesting remarkable effects of the policy for returning ponds to forests. The transfer matrix analysis reveals a mutual transfer between mangrove forests and pits, ponds, suggesting that deforesting for ponds and returning ponds to forests constitute the primary factors influencing the variations in mangrove forests. The inter-annual variation monitoring results of mangrove forests enable detailed analysis of the evolutionary process of mangrove forests and accurate quantification of the transformation between mangrove forests and other land types. Therefore, the factors influencing mangrove forest evolution can be analyzed from the perspective of economy and policy for more effective preservation of mangrove forests.

Key wordsmangrove forest    Google Earth Engine    inter-annual variation monitoring    Bamen Bay
收稿日期: 2022-12-26      出版日期: 2024-06-14
ZTFLH:  TP79  
  TP753  
基金资助:海南省重点研发项目“南海珊瑚礁空天地海一体化监测关键技术研究与应用示范”(ZDYF2023GXJS023)
作者简介: 薛志泳(1995-),男,硕士,助理工程师,主要从事海洋遥感应用研究。Email: xuezyong@163.com
引用本文:   
薛志泳, 田震, 朱建华, 赵阳. 基于Google Earth Engine的八门湾红树林年际变化监测[J]. 自然资源遥感, 2024, 36(2): 279-286.
XUE Zhiyong, TIAN Zhen, ZHU Jianhua, ZHAO Yang. Monitoring of inter-annual variations in mangrove forests in the Bamen Bay area based on Google Earth Engine. Remote Sensing for Natural Resources, 2024, 36(2): 279-286.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2023006      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2024/V36/I2/279
Fig.1  研究区域位置和Landsat8影像
年份 卫星 数量/景
2009年 Landsat5 18
2013年 Landsat8 4
2014年 Landsat8 14
2015年 Landsat8 10
2016年 Landsat8 4
2017年 Landsat8 5
2018年 Landsat8 12
2020年 Landsat8 9
2021年 Landsat8 15
Tab.1  数据集
Tab.2  研究区目标地物影像特征和解译标志
Fig.2  目标地物光谱特征曲线
T 1 T 2
1 2 j n
1 A 11 A 12 A 1 j A 1 n
2 A 21 A 22 A 2 j A 2 n
? ? ? ? ? ? ?
i A i 1 A i 2 A i j A i n
? ? ? ? ? ? ?
n A n 1 A n 2 A n j A n n
Tab.3  土地利用转移矩阵示意
地物类型 总体精度 Kappa系数 用户精度 制图精度
红树林 0.91 0.89 0.96 0.86
建筑物 0.80 0.92
坑塘 0.83 1.00
滩涂 1.00 0.67
草地-耕地 0.96 0.85
裸地 1.00 0.90
树木 0.89 0.86
水体 1.00 0.97
Tab.4  分类精度评价结果
Fig.3-1  2009—2021年研究区地物类型分类结果
Fig.3-2  2009—2021年研究区地物类型分类结果
Fig.4  2009—2021年研究区主要土地类型面积
Fig.5  2009—2021年研究区土地利用类型转移
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