礁坪
峰形礁
沙岛
溶蚀沟
砾堤(礁堤) 涌浪带
潟湖 礁坡
珊瑚环礁地貌剖面图
珊瑚岛礁的地貌类型及其描述
类 型 描 述
沙岛
已经成陆，岸线基本稳定，高程在平均高潮位以上，风暴潮及巨浪可以淹 没，岛上已生长天然植被。 成形的珊瑚沙滩，其位置和形态受波浪和水流作用经常发生变化，高程位 于平均高潮位附近。 珊瑚礁的主体部分，位于高、低潮位之间，地形平坦，次一级地貌类型由 岸外向高潮线依次为砾堤或碎石礁（ shingle or patch reefs ）；激浪流 沟 槽 （ swash ditches ）； 礁丘 （ reef knolls, reef segment ）；礁塘 （reef pool）和珊瑚沙带（sand zone）。 珊瑚礁斜坡，位于低潮位以下的涌浪作用区 ，地貌单元可划分为礁缘 （reef edge）和礁坡（reef slope）。 淹 没 在 水 下 的 珊 瑚 礁 ， 按 形 态 分 为 暗 滩 （ reef shoal ） 和 峰 形 礁 （pinnacles）两种类型。 珊瑚礁中的封闭和半封闭水域。 可分为潮汐水道（reef channel ）和潮汐浅沟（一端通海的珊瑚礁缺口）。
合研究。
二、原理和方法
珊瑚礁水深地形探测适用的TM和SPOT波段
适用项目 穿透深度 30m 18m 5m 水陆边界 TM 1 TM 2 TM 3 xs-1 xs-2 Landsat TM SPOT
TM 4
TM 7/TM 2 地形结构及礁坪地貌
xs-3
TM 4－TM 1
TM 1/TM 4 各类地层层次 TM 5/TM 1 TM 4/TM 1 TM 5/TM 2
沙洲
礁坪礁坡暗礁 Nhomakorabea潟湖 潮汐通道
2、专题图目
（1）珊瑚岛礁卫星影像图 （2）珊瑚岛礁航空摄影图 （3）珊瑚岛礁地貌类型图 （4）珊瑚岛礁遥感水深反演图 （5）珊瑚岛礁浅水水深分级图 （6）珊瑚岛礁地形剖面图 （7）珊瑚岛礁水下地形坡度图 （8）珊瑚岛礁三维立体图
3、珊瑚礁卫星和航空影像例图及部分成果样图
E 114 °20 ′
E1 1 4 °1 5 ′ 1 0° 长 线 礁 安 乐 礁 东 门 礁 西 门 礁 染 青 沙 洲 龙 虾 礁 扁 参 礁 染 青 东 礁 2 0′ 2 5′ 3 0′ 3 5′ 4 0′ 牛 轭 礁 主 权 礁
北 外 沙 洲 27′
20
0 2
北
5 5′ 景 宏 岛
南 门 礁
17 9 8763 5 (5 ) 4
10 (6) 18
11 16 15
3#
19 12 20 14 (4) # 4 13 5
#
1
#
2 2
#
(1) WILINGILI (2) MALE (3) HULULE (4) KURUMBA (5) MEERUFENFUSHI (6) RASFARI
(3)
(1)
(2)
珊瑚环礁影像
马尔代夫马累环礁略图
马尔代夫马累环礁-1
马尔代夫马累环礁-2
珊瑚岛与珊瑚沙滩
珊瑚环礁分带
斑状礁影像
激浪流冲刷沟槽
潟湖与潮汐通道
E 1 1 4°′ 2 0 E 1 1 4° 3 0 ′
太 平 岛
敦 谦 沙 洲
舶 兰 礁
N 1 0 ° 2 0 ′
0 2
南沙郑和群礁
20
2 0
20
2 0
第八章 珊瑚岛礁浅水水深、地形遥感基本原理与方法
一、应用背景和发展历史 二、原理和方法 三、珊瑚礁遥感图像处理和制图的技术流程 四、珊瑚礁地貌分类与成果例图
一、应用背景和发展历史
珊瑚岛礁是热带海洋独特的生态系统，其地质结构、地形地貌、发育过 程、环境条件、生物群落等均属于特殊的景观类型，在海岸地貌学科领域称 谓“生物海岸”。珊瑚岛礁有复杂的地形和地貌形态，特别是礁坪水浅平坦， 礁坡陡峭险峻，环礁潟湖中暗礁繁多，潮汐通道纵横分布，给常规的水深、 地形和地貌勘测工作带来极大的困难，特别是处于极浅水域的礁坪地区，世 界上见到的大比例尺的珊瑚礁专题图为数甚少。为此，利用卫星遥感和航空 遥感探测技术开展珊瑚岛礁水深、地形和地貌制图具有实际意义和战略意义。 珊瑚礁遥感水深及制图起始于20世纪70年代。20世纪90年代后半期，中 国有关部门对南海南沙群岛某些珊瑚岛礁开展卫星遥感与航空遥感信息的复
理论模型
目视评价和训练区选择
树叉体系
最小距离树 典型方差分析
光谱分级编辑 光谱与空间类别集成 珊瑚岛礁水深、地形分带图 三维地形
人工岛工程环境评价
海洋权益及海上航行安全保障
珊瑚岛礁水深和地形遥感技术流程
四、珊瑚礁地貌分类与成果例图
1、珊瑚礁地貌分类 珊瑚礁分为（成因类型）：岸礁或裙礁（fringing reef）、堡 礁（barrier reef）、堤礁（ridge reef）、环礁（atoll reef）。 珊瑚礁分为（形态类型和动力作用）：沙岛（sand cay）、沙 洲（sand crest）、礁坪（reef flat）、礁坡（reef slope）、暗 礁（patch reef）、潟湖（lagoon）、潮汐通道（reef channel）。
隆环礁（Heron Reef），利用Landsat TM不同波段进行地物目标的分带和分类。
三、珊瑚礁遥感图像处理和制图的技术流程
TM原始数据 波段: 1、2、3、4 大气校正 图像增强 SPOT原始数据 波段: Pan、xs-1、xs-2 基础海图 现场资料 分类图像 算法确定 最小距离混合分类 残差图像 外加训练区 人机交互分类
xs-3－xs-1
xs-1/ xs-3
xs-3/ xs-1
二、原理和方法
1、实验1：1975年美国国防制图局（DMA）、美国国家航空航天局（NASA）、 美国国家海洋大气局（NOAA）发起主办了巴哈马群岛遥感最大穿透深度实验。 试验区设在巴哈马群岛水深约40m的海区，试验时间选择该年10月三个不同太阳 高度角（ 30˚ 、 45˚ 、 60˚ ），在水深 22m 处设置一个固定标进行验证，信息源采用 Landsat-2卫星、MSS4和MSS5低增益和高增益两类数据。实验表明，水深30m范围是 太阳辐射在水体中衰减最明显的区域，假定海底 30 ％发射量稳定不变，则计算得 MSS4和MSS5得衰减系数分别为k1＝0.075/m，k2＝0.325/m，其最大穿透深度的算法 可表示为：
X
ln(Vx Vd ) ln(Vo Vd ) k (1 cose (CE ) )
式中： Vo为浅水信号强度；Vd为深水信号强度；Vx为已知水深处像元的反射 值；E为太阳光穿透水体的入射角；C为光速； k为平均衰减系数；X为所求水深 3、实验3：1994年，W. Ahmad和D. T. Neil对澳大利亚东北部大堡礁中的赫
南 子 岛
华 礁 5 0′
漳 溪 礁 屈 原 礁 鬼 喊 礁 琼 礁 南沙九章群礁
25′
南沙双子群礁
0 5 10k m
N0 9° 4 5′
柰 罗 礁
东
赤 瓜 礁
N11° 23′
南沙双子群礁数字化网格图
南沙双子群礁立体影像
南沙双子群礁数字化水深图
Z max 1 1 1 ln( ) ln(V0 V ) 2k V0 V 2k
式中： V 为深水处得信号；V0 等于由已知参数计算的等效值。
二、原理和方法
2、实验2：1993年，Serwan M. J. Baban选择英国坎伯利（Cumbria）一个湖 泊的中心区，利用Landsat MSS 和TM遥感图像进行水深算法试验。 该湖泊长 4.4km ，宽 2.2km ，中心区最大水深 22m ，信息源采用 1977 年 5 月 28 日 Landsat MSS图像和1985年2月15日的Landsat TM图像，最后得到的水深遥感关系式 如下：