基于RS与GIS的近代黄河三角洲海岸蚀淤变化规律及预测研究

论文摘要

黄河三角洲是河口海岸带中的典型区域之一,具有丰富的土地、海洋、石油等资源,是山东能源、石油化工和农牧渔基地,近年来由于黄河来水来沙量的减少,黄河三角洲海岸不断蚀退,滩地高程下降,使海堤、漫水路堤前水深加大,波浪作用加剧,给防护工程安全带来极大隐患,研究黄河三角洲的蚀淤变化演变规律并预测其发展趋势,对黄河三角洲的规划治理,国土整治以及油气资源的勘探和开发都具有十分重要的现实意义。本文以研究近代黄河三角洲海岸蚀淤变化规律为主要内容,综合应用多时相遥感影像数据、地形数据、水文统计数据等多源信息,以RS和GIS技术为主要技术支撑,以灰色系统理论为研究方法,对基础数据进行数据处理,建立黄河三角洲海域的海岸演变趋势灰色预测模型,进而研究黄河三角洲海岸蚀淤变化规律。论文着重研究了以下几个方面的内容:(1)从等时距灰色GM(1,1)模型的建模原理出发,推导出了不等时距GM(1,1)白化模型的响应式,并对传统的灰色模型灰参数求解方法加以改进,从而有效避免了因时间间距不相等、背景值构造不合理等带来的误差,经过试验对比,预测精度有较大提高。(2)对1855年以来黄河入海流路的变迁以及黄河三角洲海岸演变情况进行了总结,分析了影响黄河三角洲海岸侵蚀与淤积的主要因素:地质构造、黄河来沙量减少、风浪和潮、余流、风暴潮、人类活动、海平面上升等。(3)将平均高潮线定义为海岸线,针对不同的海岸线类型选择不同图像处理方法提取黄河三角洲海岸线。将黄河口段和刁口段海岸线作为重点研究区域,利用灰色系统建模方法分别对其海岸线变化情况进行数学模型分析,预测未来几个年份的海岸线形态变化情况。(4)根据黄河三角洲飞雁滩油田海域多年实测水深数据,利用GIS软件进行了剖面分析和三维建模分析,并提取研究区域等深线,最后利用灰色系统建模方法进行建模,分析与预测研究海域水下三角洲演变趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪言
• 1.1 研究黄河三角洲海岸演变规律的目的和意义
• 1.2 海岸侵蚀国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作及技术路线
• 第二章 灰色预测模型灰参数求解方法改进
• 2.1 灰色GM（1,1）模型的建模原理
• 2.2 灰色GM（1,1）模型灰参数求解方法改进
• 第三章 近代黄河三角洲区域概况
• 3.1 近代黄河三角洲地理位置
• 3.2 研究背景
• 3.3 黄河三角洲演变概况
• 3.3.1 黄河入海流路演变
• 3.3.2 黄河三角洲海岸演变
• 3.4 黄河三角洲海岸淤蚀演变的主要诱因
• 3.4.1 地质构造
• 3.4.2 海平面上升与地面沉降
• 3.4.3 黄河来水来沙量减少
• 3.4.4 风浪、潮和余流
• 3.4.5 人类活动
• 3.4.6 地形地貌
• 第四章 黄河三角洲海岸线遥感监测与演变规律预测
• 4.1 海岸线的定义及海岸线变化的研究方法选择
• 4.2 黄河三角洲海域海岸线类型、特点及其遥感解译标志
• 4.3 遥感数据预处理
• 4.3.1 Landsat TM/ETM+数据介绍
• 4.3.2 TM/ETM+光谱波段特性
• 4.3.3 遥感影像处理
• 4.4 海岸线的提取流程
• 4.5 海岸线变化分析与演变规律预测
• 4.5.1 黄河口段和刁口段地区面积变化灰色预测模型
• 4.5.2 黄河口段海岸线演变灰色模型预测
• 4.5.3 刁口段海岸线演变灰色模型预测
• 第五章 飞雁滩油田海域刁口河停水后岸滩侵蚀演变
• 5.1 飞雁滩油田海域海岸冲淤总体变化
• 5.2 飞雁滩油田海域地形剖面对比分析
• 5.3 飞雁滩油田海域等深线变化及其变化趋势预测
• 5.3.1 各剖面不同水深、不同时段的蚀淤变化情况
• 5.3.2 等深线变化灰色模型预测
• 结论与建议
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢