基于3S技术的九段沙湿地DEM构建及动态变化研究

1、基于3S技术的九段沙湿地DEM构建及动态变化研究【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

2、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

3、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。【关键词】：九段沙湿地3S

4、技术水边点DEM动态变化【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2008【分类号】：P237;P208;P228.4【目录】:摘要6-7Abstract7-12第一章绪论12-181.1研究背景及意义12- 131.1.1研究背景121.1.2研究意义12-131.2国内外研究现状13- 161.2.13S技术概述13-141.2.2国外研究现状14-151.2.3国内研究现状15-161.3存在的问题161.4论文的研究目的与主要工作 16-171.5 论文的整体框架 17-18第二章研究区域 18-242.1地理位置及组成 18-192.2主要工程建设19-202

5、.3地貌与沉积物特征20-212.4水动力环 境与气候特征 21-222.5植被分布与动物活动22-24第三章基于RTK-GPS和GIS的九段沙湿地 DEM构建24-493.1RTK-GPS实地观测数据24-273.1.1RTK-GPS观测原理 24-253.1.2采样点布设方法 25-263.1.3RTK-GPS 野外观 测结果 26-273.2RTK-GPS 数 据处理 27-353.2.1统一空间坐标系统27-303.2.2基于理论最低潮面的高程换 算30-333.2.3数据质量检验33-353.3DEM构建35-493.3.1数字高程模 型(DEM)的概念35-363.3.2DEM的类

6、型36-373.3.3DEM数据来源 37-383.3.4DEM构建方法38-453.3.4.1正方形格网 DEM(Grid)构建方 法38-413.3.4.2不规则三角网DEM(TIN)构建方法41-443.3.4.3Grid与 TIN比较44-453.3.5DEM结果45-49335.1Grid-DEM45-47335.2TIN-DEM47-48335.3DEM比 较48-49第四章基于RS和GIS的九段沙湿地DEM构建49-824.1深水 带高程数据获取49-514.1.1深水带高程数据来源494.1.2深水带高程 数字化表达49-514.2潮间带高程遥感获取51-754.2.1多时相遥感数据 选择51-534.2.2遥感水边线提取53-704.2.2.1水体的波谱特征 53-544.2.2.2提取水边线的最佳波段54-634.2.2.3水边线提取结果63-704.2.3遥感水边点高程计算70-744.2.4高程精度分析 74-754.3DEM 构建 75-824.3.1DEM 构建方法与结果 75-794.3.2DEM 精 度分析79-82第五章九段沙湿地动态变化分析 82-915.1面积变化分析 82-845.2水平冲淤分析84-885.2.1潮间带水平冲淤分析 84-855.2.2深 水带水平冲淤分析85-875.2.3年均冲淤活跃度分析87-885.3沉积速