基于不同雷达参数的滨海湿地水淹区散射特性研究

Temporal and spatial variation of inundated degree is an important factor to affect the function of coastal wetlands. Small hydrological changes that may affect the structure of vegetation communities, biodiversity, agricultural land salinity and ecological function. Hardly to obtain cloudless optical images in the South, as well as vegetation cover which leads to inundated range of coastal wetlands in the optical image difficult to identify and other reasons, the accuracy of the optical remote sensing of wetlands study is limited in the wetlands research based on remote sensing. Therefore, in this project, microwave remote sensing technology with hardly to be disturbed by weather or light will be used. Based on multi-temporal C-band radar data, the back-scattering mechanism will be researched in Zhejiang Province. Further combining passive optical remote sensing data, the accurate wetland type, range, distribution, and years of dynamic development trends will be obtained, which will provide the basic data for the extraction of important wetlands ecological characteristics,such as vegetation community level and diversity,etc., and also provide data support for coastal wetlands ecology environmental change research because of climate change, sea level rise, industrial pollution. Therefore, this research is of great significance for wetland resource protection and restoration, and maintenance of ecosystem security and sustainable economic development of Zhejiang province.

淹没程度的时空变化是影响滨海湿地功能的重要因子，很小的水情变化可能影响到植被群落结构、生物多样性、农田盐分以及生态功能变化等。基于遥感的湿地研究中，由于南方地区很难获取无云的光学影像，以及由于植被的覆盖，滨海湿地水淹范围变化在光学影像上难识别等原因，限制了光学遥感对湿地研究的精度。因此，本项目拟选用不受天气、光照影响的微波遥感技术，基于多时相C波段雷达数据，通过对浙江省滨海湿地水淹区散射特性的机理研究，并结合被动光学遥感等数据，得出准确的湿地类型、范围、分布以及多年动态发展趋势，为后续植被群落层次、多样性等重要的湿地生态特征提取提供基础数据，也为气候变化、海平面上升、工业污染等导致的滨海湿地生态环境变化研究提供数据支撑，对浙江省湿地资源保护和恢复，维护生态系统安全及经济可持续发展具有重要的意义。

淹没程度的时空变化是影响滨海湿地功能的重要因子，很小的水情变化可能影响到植被群落结构、生物多样性、农田盐分以及生态功能变化等。基于遥感的湿地研究中，由于南方地区很难获取无云的光学影像，以及由于植被的覆盖，滨海湿地水淹范围变化在光学影像上难识别等原因，限制了光学遥感对湿地研究的精度。因此，本项目利用不受天气、光照影响的微波遥感技术，基于多时相不同参数的C 波段雷达数据，通过对浙江省滨海湿地水淹区散射特性的机理研究，并结合被动光学遥感等数据，得出2005-2009年五年间准确的湿地类型、范围、分布以及湿地水域的变化程度，为后续植被群落层次、多样性等重要的湿地生态特征提取提供基础数据。本研究的主要内容包括：.① 基于C波段Envisat ASAR 雷达数据的滨海湿地水淹区散射特性研究；.② 不同入射角SAR 数据对水淹区的响应；.③ 不同极化方式SAR 数据对水淹区的响应；.④ 滨海湿地水域范围的分类提取方法。.通过反复试验得出一些重要的结论，如2006年不同轨道模式（A/D）、不同时相（丰水季3-9月、枯水季10-2月）、不同极化方式（HH/VV/HV）的多期影像进行湿地各地类后向散射差异的比较。对水域与非水域的区分识别度最高的数据为水量充沛的丰水季060418，影像表现为水域类型后向散射值普遍偏低，而非水域后向散射值明显高于水域；从极化角度看，丰水季060418两个极化对各地类的响应差异不大，水域与非水域呈现后向散射强度逐渐增大的趋势；而枯水季061202的两个极化中，HH极化对水域和非水域的区分略优于VV极化。类似地得到，升轨模式、小入射角、丰水季HH极化数据对水域和非水域的区分度较好。降轨模式枯水季，10月份的IS2入射角数据要优于11、12月份的IS1入射角数据，而11、12月份IS1入射角数据，HV极化的区分度最好。降轨模式丰水季，5月8日数据对地类的区分最好，特别是HH极化要优于VV。.利用随机森林法对2005-2009年影像进行分类，并计算湿地水域变化量，可以明显看出五年间杭州湾湿地的人为干扰：人工围垦、湿地修复导致水域面积的增加，以及人工建筑、湿地退化导致水域面积的减少。在定量化比较的基础上，为决策者提供了真实可靠的数据，对浙江省湿地资源保护和恢复，维护生态系统安全及经济可持续发展具有重要的意义。