基于高分影像的釣魚島地表覆被調(diào)查研究

李應(yīng)真，夏樂，邱羅（湖南省遙感中心，湖南 長沙410007）

基于高分影像的釣魚島地表覆被調(diào)查研究

李應(yīng)真，夏樂，邱羅（湖南省遙感中心，湖南 長沙410007）

以2008～2010年三期Quick Bird高分遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)為信息源，結(jié)合DEM，通過糾正、鑲嵌等圖像處理，最終制作成釣魚島遙感解譯工作底圖和三維圖，并開展地表覆蓋遙感解譯工作。解譯結(jié)果表明，釣魚島范圍內(nèi)地表覆蓋類型主要為三大類，即植被、裸巖、海灘；釣魚島主要為經(jīng)區(qū)域變質(zhì)后形成的板巖、石英砂巖以及海底火山噴發(fā)產(chǎn)生的玄武巖和凝灰?guī)r。

遙感；圖像處理；釣魚島；解譯；地表覆被

近年來釣魚島事件頻發(fā)，是全球關(guān)注的焦點所在。利用遙感方法的不與調(diào)查對象直接接觸和實時性強的特點，對釣魚島及其附屬島嶼進(jìn)行地表覆被狀況調(diào)查，有利于詳細(xì)了解釣魚島及其附屬島嶼的有關(guān)情況。

1 研究區(qū)概況

釣魚島列島由釣魚島（主島）、黃尾嶼、赤尾嶼、南小島、北小島、北嶼、南嶼和飛瀨島等8個無人島礁組成。位于距溫州市約356km、福州市約385km、基隆市約190km處。大陸福建福州長樂國際機(jī)場東偏南約385km處。日本沖繩那霸空港西偏南約417km處。釣魚島呈番薯形，東西長約3.5km，南北寬約1.5km，面積約4.3km2。地勢北部較平坦，南部陡峭，中央山脈橫貫東西；最高山峰海拔362m，位于中部；其它尚有高程320m、258m、242m的山峰若干，及4條主要溪流，位于東海大陸架上。

2 數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)源

所用遙感數(shù)據(jù)為美國QuickBird衛(wèi)星數(shù)據(jù)，釣魚島主島時相為2008年、2009年和2010年三期，其它附屬島礁由于相距較遠(yuǎn)，同時無多期數(shù)據(jù)覆蓋，只選擇一期進(jìn)行調(diào)查研究。釣魚島主島還購買了利用立體相對生成的DEM，用于進(jìn)行釣魚島三維遙感圖像制作和三維遙感飛行。

2.2 數(shù)據(jù)處理

由于釣魚島及附屬島嶼皆為無人居住島礁，因此無法對影像進(jìn)行絕對坐標(biāo)的正射校正。通過數(shù)據(jù)對比，采用數(shù)據(jù)質(zhì)量最好、且側(cè)視角最小的2008年數(shù)據(jù)為參照，結(jié)合DEM，運用物理模型及雙線性內(nèi)插重采樣方法，將2009年和2010年的數(shù)據(jù)校正到統(tǒng)一坐標(biāo)投影系統(tǒng)下。并對每一期影像進(jìn)行配準(zhǔn)、融合，得到3期釣魚島彩色遙感影像。利用遙感軟件，制作釣魚島三維遙感影像和三維遙感飛行（圖1）。

根據(jù)釣魚島地表覆蓋類型較少的特點，結(jié)合土地利用現(xiàn)狀分類，確定地表分類體系為海灘、植被、裸巖。依據(jù)不同地物的紋理和光譜特征，進(jìn)行人機(jī)交互式解譯，得到釣魚島地表覆被狀況成果。

查閱地質(zhì)方面資料，結(jié)合三期遙感影像圖，對釣魚島及其附屬島嶼進(jìn)行簡單遙感地質(zhì)解譯。

3 研究結(jié)果

3.1 釣魚島及其附屬島嶼地表覆被狀況

3.1.1 釣魚島地表覆被

釣魚島出露海平面面積為3.86km2，島上植被茂盛，全島70%左右的面積被植被覆蓋；其次是裸巖，約占總面積的20%，再次是海灘。通過對釣魚島2008～2010年三期影像的解譯，分別得到了釣魚島三年的地表覆被面積情況，如圖2和表1所示。

圖1 2010年釣魚島及其主要附屬島嶼遙感影像圖

圖2 2010年釣魚島及其部分附屬島嶼地表覆被遙感調(diào)查圖

表1 2008～2010年釣魚島及其附屬島嶼地表覆被面積統(tǒng)計表單位：m2

3.1.2 南、北小島地表覆被

南北小島距離釣魚島東南側(cè)大約5km處，是距離釣魚島最近，且面積較大的島嶼，其面積分別為0.43km2和0.33km2。通過遙感調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，兩座島嶼以裸巖和海灘為主，植被覆蓋相對較少。其中北小島裸巖面積為0.23km2，海灘面積為0.09km2，植被0.01km2；南小島裸巖面積0.15km2，海灘面積0.22km2，植被0.06km2（圖2和表1）。

3.1.3 黃尾嶼地表覆被

黃尾嶼距釣魚島東北部大約27km處的黃尾嶼是釣魚島附近島嶼中面積僅次于釣魚島的島嶼，其面積為0.88km2，其島上主要有林地和海灘兩種地表覆蓋類型，其中林地覆蓋面積為0.7km2，占整個島嶼面積的79.55%，其他面積均為海灘（圖2和表1）。

3.1.4 其他附屬島嶼地表覆被

項目對釣魚島的其他附屬島嶼，諸如北嶼、飛嶼、飛云島、南嶼、小元寶島、元寶島和赤尾嶼等進(jìn)行了地表覆被的遙感調(diào)查。通過調(diào)查上述島嶼地表均為裸巖，未見其他地表覆蓋類型，具體面積見表1。

3.2 釣魚島地質(zhì)概況

釣魚島位于東海大陸架東部沖繩海溝西側(cè)，即亞洲大陸板塊與太平洋板塊碰撞帶西側(cè)。大地構(gòu)造而言，釣魚島位于亞洲陸海殼體構(gòu)造中東亞陸緣殼體構(gòu)造內(nèi)東海洼地（地臺活動）區(qū)的東南端。釣魚島、赤尾嶼及其離島其東部邊緣為沖繩海溝（NNE向沖繩斷裂帶），其南緣為臺灣島北的NW向海中斷裂。

東海地洼區(qū)，屬古老海西地槽一部分，印支運動 （史前257～205Ma）使本區(qū)上升為陸地，早三疊世（史前250～240Ma）至中三疊世（史前240～230Ma）成為本區(qū)短暫的地臺穩(wěn)定期。晚三疊世（史前230～205Ma）開始，本地區(qū)活化，進(jìn)入地洼構(gòu)造活動期。燕山運動（臺灣稱之為南澳運動，史前205～135Ma），使本區(qū)開始下沉，又進(jìn)入淺海區(qū)，并產(chǎn)生許多EW向排列的小型洼陷，釣魚島當(dāng)時屬這些洼陷中的一個。在始新世（E2，史前52～40Ma）沉積了一套海洋碎屑巖，主要為頁巖、砂巖，厚達(dá)3000m左右。由于此時期太平洋板塊與亞洲板塊碰撞帶活動加強，使釣魚島及其周圍地區(qū)碎屑巖產(chǎn)生區(qū)域變質(zhì)，頁巖變質(zhì)為板巖，砂巖變質(zhì)為石英砂巖，同時海底火山噴發(fā)產(chǎn)生玄武巖、凝灰?guī)r沉積，故在始新統(tǒng)上部碎屑巖地層中夾有玄武巖和凝灰?guī)r。到漸新世（E3，史前40～23.5Ma）地殼運動使釣魚島及周圍地區(qū)上升為濱海環(huán)境，沉積了一含褐煤的砂巖、頁巖、濱海碎屑巖。到中新世（N1，史前23.5～5Ma）初，釣魚島及其屬島繼續(xù)上升，成為島嶼，受到海蝕作用，在島的邊緣產(chǎn)生零散的沙灘（Q4）。在離島平靜的海岸淺海底部產(chǎn)生現(xiàn)代珊瑚礁體。

4 結(jié)論

收集釣魚島主島范圍的三期高分遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過三維圖像制作與三維遙感飛行，查明了中國釣魚島地表覆被狀況。調(diào)查表明：

（1）中國釣魚島列島由釣魚島（主島）、黃尾嶼、赤尾嶼、南小島、北小島和3塊小島礁，即大北小島、大南小島、飛瀨島等8個無人島礁組成?？偯娣e5.61km2，其中釣魚島3.86km2，黃尾嶼0.88km2，南小島0.43km2，北小島0.33km2，赤尾嶼0.08km2，其他各附屬島嶼，諸如北嶼、飛嶼、飛云島、南嶼、小元寶島和元寶島等，均面積很小，累計只有0.03km2。

（2）釣魚島與黃尾嶼兩島植被茂盛，植被覆蓋率在70%以上，其次是裸巖，約占總面積的20%，再次是海灘。其他各小島除南、北小島有少量植被外，主要為裸巖出露。

（3）釣魚島主要為經(jīng)區(qū)域變質(zhì)后形成的板巖、石英砂巖以及海底火山噴發(fā)產(chǎn)生的玄武巖和凝灰?guī)r。島內(nèi)有一條NE-SW向斷裂展布。

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P237

A

2095-2066（2016）22-0055-02

2016-7-2

李應(yīng)真（1981-），男，工程師，陜西長安人，畢業(yè)于長安大學(xué)，GIS專業(yè)，主要從事遙感技術(shù)應(yīng)用研究工作。