全国海水养殖遥感信息提取及时空格局演变分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘岳明 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 杨晓梅 |
| 关键词 | 海水养殖 遥感 空间格局 地理探测器 中国海岸带 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 海水养殖是一种获取海产品的重要手段，为人类提供了大量的粮食补充，为海岸带区域带来了巨大的经济效益，促进了区域的发展，在粮食供应与经济产出中占据着重要的地位。我国海水养殖体量巨大，养殖水产品占世界总产量的60%以上，基于遥感的手段获取海水养殖的空间分布数据并进行海水养殖发展变化研究具有重要价值。然而目前基于遥感对海水养殖的研究主要集中在提取方法上，对海水养殖的发展变化与影响因素研究相对较为缺乏。为探究我国海水养殖的整体分布格局与发展变化的影响因素，本文构建了基于多源遥感数据的海水养殖解译体系，并基于该体系获取了我国2000、2010与2020年三期的全国海水养殖空间分布数据，对我国海水养殖的分布格局、发展变化特点以及海水养殖空间分布的影响因素进行了探究，并对中国自岸线100千米范围内的海域进行了养殖适宜性评价。本文取得的主要研究进展如下： （1）构建了多源遥感影像支持下的海水养殖解译体系。将海水养殖解译划分为小尺度的海水目标解译与大尺度的海水养殖区解译。针对小尺度重点海湾，基于高分辨率光学影像，利用RCF卷积神经网络对海水养殖目标进行高精度解译；针对大尺度海域，基于多期的光学影像与时序SAR影像，结合面向对象、时序增强以及目视解译的方法，实现海水养殖区的高精度解译。基于该体系首次生产了我国2000年、2010年与2020年三期全国海水养殖区空间分布数据集。对海水养殖目标与海水养殖区进行面积转换参数计算，海水养殖区与海水养殖目标的面积转换参数为0.33。 （2）以上海市海域为中国南北海域的分界线，当今我国海水养殖分布呈现“北多南少”、“北密南疏”的空间分布格局。2020年全国海水养殖面积达到1273698.18公顷，北方各省养殖面积之和占比70.9%，南方各省养殖面积占比29.1%。在2000年至2010年以及2010年至2020年两个时期中，我国海水养殖面积持续增加，全国养殖面积在两个时期均实现了翻倍增长，并呈现出加速增长的局面。分别统计我国南北海水养殖变化速度，在2000年至2010年，南北海水养殖面积增长率较为接近，而在2010年至2020年，北方养殖面积增速远高于南方，奠定了当今中国海水养殖“北多南少”的空间格局。 （3）将海水养殖区数据与岸线和水深数据叠加，发现我国海水养殖主要集中于近岸水深较浅的区域，90%以上的海水养殖区分布于距岸线20千米以内。我国海水养殖区呈现出“由浅至深，由近至远”的发展格局。通过将养殖区数据与流速数据叠加，发现我国海水养殖区呈现出向流速较低的区域发展的趋势。将海水养殖区与水质数据叠加，发现我国海水养殖发展与水质存在如下关系：（1）优良的水质是海水养殖中心形成的前提。（2）不同的环境属性导致海水养殖中心水质出现不同的变化，水交换能力强的海水养殖中心水质呈现持续向好的趋势，水交换能力弱的海水养殖中心水质呈现出恶化的趋势。同时海水养殖中心的水质具有“恶化易，恢复难”的特点。（3）水质恶化不利于海水养殖区的可持续发展。（4）基于地理探测器的方法，对中国海水养殖区空间分布的影响因素进行了分析。结果显示对于自岸线100千米的海域范围内，控制养殖区空间分布的主要因素是据海岸线的距离，其次是水深与流速，其他因素相对不是很显著。在近海区域，中国北方养殖区分布的主要影响因素依次为：水温、海湾距离、盐度、水质、渔港距离等。中国南方养殖区分布的主要影响因素依次为：海湾距离、渔港距离、水温、水质、河口距离等。（5）在基于养殖区空间分布影响因素分析的基础上，对中国自岸线100千米内的海域进行了养殖区适宜性评价。结果显示，中国100千米海域内养殖适宜区面积约为56900平方千米，其中北方适宜区约为38625平方千米，占比67.9%；南方适宜区约为18275平方千米，占比32.1%；全国海水养殖较适宜区面积约为181625平方千米，其中北方较适宜区面积约为98625平方千米，占比54.3%；南方较适宜区面积约为83000平方千米，占比45.7%。我国北方的海水养殖适宜区域多于南方，可能是造成我国海水养殖区“北多南少”，“北密南疏”格局的主要原因。 （6）通过将辽宁、山东与广东三省的2010-2020年海洋功能区划图件与同时期三省的海水养殖区空间分布数据进行了叠加，对海洋功能区划政策的执行程度进行了评价。在以上三省中，海洋功能区划制度对海水养殖区的分布变化没有显著影响。2010年至2020年，三省的海水养殖区在各功能区中的面积均呈现增加的趋势，虽然各功能区中的海水养殖面积占比出现了一定变化，但没有出现明显的与海水养殖相关功能区面积占比增加，与海水养殖无关功能区面积占比下降的现象。同时，在山东省还出现了新增养殖区超出海洋功能区划的问题。针对上述问题，建议在新一轮的海洋功能区划制定工作中，能够参考精细化的养殖区空间分布数据，统筹国家政策、区域发展战略与海域实际利用状况，进行更加精细化的功能区范围制定。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 176 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/186907]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘岳明. 全国海水养殖遥感信息提取及时空格局演变分析[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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