[发明专利]一种基于长时间序列卫星遥感数据的航道工程生态影响跟踪监测评价方法

权利要求书

1.一种基于长时间序列卫星遥感数据的航道工程生态影响跟踪监测评价方法，其组成包括航道工程生态影响长时间序列卫星遥感分析流程、基于水体信息提取的不同研究尺度航道工程生态影响评价方法、基于航道工程识别的建设内容与实施效果跟踪监测评价方法这三个部分；

所述航道工程生态影响长时间序列卫星遥感分析流程包括4个层次自上而下逐层推进的分析流程，具体如下：第1层次分为2项具有高度关联性的独立分析内容，即：确定分析区域和选取遥感数据源，第2层次为遥感数据预处理，第3、4层次横向为2组具有一定关联性的独立分析内容，每组内容上下层之间为具有高度关联性的独立分析内容，分别为，第1组：水体信息提取以及据此推进的不同研究尺度影响评价，第2组：航道工程识别以及据此推进的工程建设及影响跟踪；

分析流程的具体步骤如下：

a-1所述确定分析区域的步骤为：分施工标段和工程类型确定工程所在区域，选择护岸、切滩及丁坝、潜堤工程范围作为分析区域；

a-2所述选取遥感数据源的步骤为：选择能覆盖分析区域且具有长时间序列的遥感数据源，选择长时间序列同一枯水期时段数据；

b所述遥感数据预处理的步骤为：大气校正，几何校正；

c-1所述水体信息提取的步骤为：采用归一化水体指数法NDWI提取水体信息；

c-2所述不同研究尺度影响评价的步骤为：基于不同年代水体面积变化的对比进行冲淤变化分析，基于不同年代岸线信息的叠加进行岸线变化分析，基于大范围水体形态变化的描述进行水域形态变化分析；

d-1所述航道工程识别的步骤为：结合护岸、切滩及丁坝、潜堤工程内容，目视识别并标注；

d-2所述工程建设及影响跟踪的步骤为：基于对工程影响源项的时空变化全过程跟踪监测来开展工程建设内容跟踪监测，在对监测结果与环境影响评价结果进行比较的基础上来开展工程影响类型和范围一致性的比较分析，结合对冲淤、岸线稳定性、水域形态的变化分析来开展工程实施效果评价，所述工程影响源项指护岸、切滩、丁坝、潜堤这样的工程类型的生态环境影响类型；

所述基于水体信息提取的不同研究尺度航道工程生态影响评价方法包括水体信息提取法、冲淤变化分析法、岸线变化分析法和水域形态变化分析法，具体包括：

(1)所述水体信息提取法的方法为：采用归一化水体指数NDWI提取水体面积和空间分布信息；

(2)所述冲淤变化分析法包括了冲淤分析方法、冲淤状况判断准则和冲淤面积计算公式，具体内容如下：

所述冲淤分析方法为：采用GIS叠加分析工具，对不同施工标段所在水域的长时间序列水体面积的变化进行对比，采用淤积状况判定准则，分析不同施工标段在不同时期的冲淤状况，采用冲淤面积计算公式定量分析淤积面积；

所述冲淤状况判断准则为：若水体面积随时间序列的增加而增加，则为冲刷状态，若水体面积随时间序列的增加而减少，则为淤积状态，若水体面积随时间序列的增加不变，则为冲淤平衡状态；

所述冲淤面积计算公式为：CYS_i+j＝WS_i+j-WS_i，其中CYS_i+j为第i时段至第i+j时段的冲淤面积，当CYS_i+j＜0时为冲刷，CYS_i+j＞0时为淤积，CYS_i+j＝0时为冲淤平衡，WS_i、WS_i+j分别为第i时段、第i+j时段的水体面积；

(3)所述岸线变化分析法的方法为：采用GIS面文件转换为线文件工具，根据不同年代水体面积的空间分布数据，筛选出岸线分布信息，进行不同年代的岸线信息叠图，分析其变化；

(4)所述水域形态变化分析法的方法为：选择具有代表性时间节点的水体面积空间分布作为对比参照，并结合实地调查资料，对分析区域大范围空间尺度的航道水域形态随时间尺度的变化进行综合分析；

所述基于航道工程识别的建设内容与实施效果跟踪监测评价方法包括航道工程内容目视识别法、工程建设内容跟踪监测法、工程影响范围一致性比较法、工程实施效果评价法，具体内容包括：

1)所述航道工程内容目视识别法的方法为：以卫星遥感图像彩色合成为基础，对易于目视辨识的护岸、切滩、丁坝、潜堤这样的工程类型，结合航道工程建设的具体内容，进行航道工程内容目视识别，并加以手工标注；

2)所述工程建设内容跟踪监测法的方法为：基于所述航道工程内容目视识别法，选择施工前，施工期和施工结束后相关时间节点的卫星遥感彩色合成图像，进行航道工程内容目视识别和手工标注，通过对不同时期监测结果的对比分析，进行护岸、切滩、丁坝、潜堤这样的工程类型的生态环境影响类型的时空变化的全过程跟踪监测评价；

3)所述工程影响范围一致性比较法的方法为：涵盖施工前，施工期和施工结束后三个阶段，根据所述工程建设内容跟踪监测法的评价结果和生态环境影响作用机理，判断工程的生态环境影响类型及范围，并与环境影响评价结果相比较，分析其在类型及范围上的一致性；

4)所述工程实施效果评价法的方法为：通过将所述工程建设内容跟踪监测法的跟踪监测结果和所述工程影响范围一致性比较法的一致性比较结果，并与相同区域通过冲淤变化分析法、岸线变化分析法和水域形态变化分析法得到的冲淤、岸线稳定性和水域形态变化分析结果相结合，来综合评价航道工程设计的有效性和生态合理性。