基于高分影像的钓鱼岛地表覆被调查研究

李应真，夏乐，邱罗（湖南省遥感中心，湖南 长沙410007）

基于高分影像的钓鱼岛地表覆被调查研究

李应真，夏乐，邱罗（湖南省遥感中心，湖南 长沙410007）

以2008～2010年三期Quick Bird高分遥感卫星数据为信息源，结合DEM，通过纠正、镶嵌等图像处理，最终制作成钓鱼岛遥感解译工作底图和三维图，并开展地表覆盖遥感解译工作。解译结果表明，钓鱼岛范围内地表覆盖类型主要为三大类，即植被、裸岩、海滩；钓鱼岛主要为经区域变质后形成的板岩、石英砂岩以及海底火山喷发产生的玄武岩和凝灰岩。

遥感；图像处理；钓鱼岛；解译；地表覆被

近年来钓鱼岛事件频发，是全球关注的焦点所在。利用遥感方法的不与调查对象直接接触和实时性强的特点，对钓鱼岛及其附属岛屿进行地表覆被状况调查，有利于详细了解钓鱼岛及其附属岛屿的有关情况。

1 研究区概况

钓鱼岛列岛由钓鱼岛（主岛）、黄尾屿、赤尾屿、南小岛、北小岛、北屿、南屿和飞濑岛等8个无人岛礁组成。位于距温州市约356km、福州市约385km、基隆市约190km处。大陆福建福州长乐国际机场东偏南约385km处。日本冲绳那霸空港西偏南约417km处。钓鱼岛呈番薯形，东西长约3.5km，南北宽约1.5km，面积约4.3km2。地势北部较平坦，南部陡峭，中央山脉横贯东西；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条主要溪流，位于东海大陆架上。

2 数据源及数据处理

2.1 数据源

所用遥感数据为美国QuickBird卫星数据，钓鱼岛主岛时相为2008年、2009年和2010年三期，其它附属岛礁由于相距较远，同时无多期数据覆盖，只选择一期进行调查研究。钓鱼岛主岛还购买了利用立体相对生成的DEM，用于进行钓鱼岛三维遥感图像制作和三维遥感飞行。

2.2 数据处理

由于钓鱼岛及附属岛屿皆为无人居住岛礁，因此无法对影像进行绝对坐标的正射校正。通过数据对比，采用数据质量最好、且侧视角最小的2008年数据为参照，结合DEM，运用物理模型及双线性内插重采样方法，将2009年和2010年的数据校正到统一坐标投影系统下。并对每一期影像进行配准、融合，得到3期钓鱼岛彩色遥感影像。利用遥感软件，制作钓鱼岛三维遥感影像和三维遥感飞行（图1）。

根据钓鱼岛地表覆盖类型较少的特点，结合土地利用现状分类，确定地表分类体系为海滩、植被、裸岩。依据不同地物的纹理和光谱特征，进行人机交互式解译，得到钓鱼岛地表覆被状况成果。

查阅地质方面资料，结合三期遥感影像图，对钓鱼岛及其附属岛屿进行简单遥感地质解译。

3 研究结果

3.1 钓鱼岛及其附属岛屿地表覆被状况

3.1.1 钓鱼岛地表覆被

钓鱼岛出露海平面面积为3.86km2，岛上植被茂盛，全岛70%左右的面积被植被覆盖；其次是裸岩，约占总面积的20%，再次是海滩。通过对钓鱼岛2008～2010年三期影像的解译，分别得到了钓鱼岛三年的地表覆被面积情况，如图2和表1所示。

图1 2010年钓鱼岛及其主要附属岛屿遥感影像图

图2 2010年钓鱼岛及其部分附属岛屿地表覆被遥感调查图

表1 2008～2010年钓鱼岛及其附属岛屿地表覆被面积统计表单位：m2

3.1.2 南、北小岛地表覆被

南北小岛距离钓鱼岛东南侧大约5km处，是距离钓鱼岛最近，且面积较大的岛屿，其面积分别为0.43km2和0.33km2。通过遥感调查我们发现，两座岛屿以裸岩和海滩为主，植被覆盖相对较少。其中北小岛裸岩面积为0.23km2，海滩面积为0.09km2，植被0.01km2；南小岛裸岩面积0.15km2，海滩面积0.22km2，植被0.06km2（图2和表1）。

3.1.3 黄尾屿地表覆被

黄尾屿距钓鱼岛东北部大约27km处的黄尾屿是钓鱼岛附近岛屿中面积仅次于钓鱼岛的岛屿，其面积为0.88km2，其岛上主要有林地和海滩两种地表覆盖类型，其中林地覆盖面积为0.7km2，占整个岛屿面积的79.55%，其他面积均为海滩（图2和表1）。

3.1.4 其他附属岛屿地表覆被

项目对钓鱼岛的其他附属岛屿，诸如北屿、飞屿、飞云岛、南屿、小元宝岛、元宝岛和赤尾屿等进行了地表覆被的遥感调查。通过调查上述岛屿地表均为裸岩，未见其他地表覆盖类型，具体面积见表1。

3.2 钓鱼岛地质概况

钓鱼岛位于东海大陆架东部冲绳海沟西侧，即亚洲大陆板块与太平洋板块碰撞带西侧。大地构造而言，钓鱼岛位于亚洲陆海壳体构造中东亚陆缘壳体构造内东海洼地（地台活动）区的东南端。钓鱼岛、赤尾屿及其离岛其东部边缘为冲绳海沟（NNE向冲绳断裂带），其南缘为台湾岛北的NW向海中断裂。

东海地洼区，属古老海西地槽一部分，印支运动 （史前257～205Ma）使本区上升为陆地，早三叠世（史前250～240Ma）至中三叠世（史前240～230Ma）成为本区短暂的地台稳定期。晚三叠世（史前230～205Ma）开始，本地区活化，进入地洼构造活动期。燕山运动（台湾称之为南澳运动，史前205～135Ma），使本区开始下沉，又进入浅海区，并产生许多EW向排列的小型洼陷，钓鱼岛当时属这些洼陷中的一个。在始新世（E2，史前52～40Ma）沉积了一套海洋碎屑岩，主要为页岩、砂岩，厚达3000m左右。由于此时期太平洋板块与亚洲板块碰撞带活动加强，使钓鱼岛及其周围地区碎屑岩产生区域变质，页岩变质为板岩，砂岩变质为石英砂岩，同时海底火山喷发产生玄武岩、凝灰岩沉积，故在始新统上部碎屑岩地层中夹有玄武岩和凝灰岩。到渐新世（E3，史前40～23.5Ma）地壳运动使钓鱼岛及周围地区上升为滨海环境，沉积了一含褐煤的砂岩、页岩、滨海碎屑岩。到中新世（N1，史前23.5～5Ma）初，钓鱼岛及其属岛继续上升，成为岛屿，受到海蚀作用，在岛的边缘产生零散的沙滩（Q4）。在离岛平静的海岸浅海底部产生现代珊瑚礁体。

4 结论

收集钓鱼岛主岛范围的三期高分遥感卫星数据，通过三维图像制作与三维遥感飞行，查明了中国钓鱼岛地表覆被状况。调查表明：

（1）中国钓鱼岛列岛由钓鱼岛（主岛）、黄尾屿、赤尾屿、南小岛、北小岛和3块小岛礁，即大北小岛、大南小岛、飞濑岛等8个无人岛礁组成。总面积5.61km2，其中钓鱼岛3.86km2，黄尾屿0.88km2，南小岛0.43km2，北小岛0.33km2，赤尾屿0.08km2，其他各附属岛屿，诸如北屿、飞屿、飞云岛、南屿、小元宝岛和元宝岛等，均面积很小，累计只有0.03km2。

（2）钓鱼岛与黄尾屿两岛植被茂盛，植被覆盖率在70%以上，其次是裸岩，约占总面积的20%，再次是海滩。其他各小岛除南、北小岛有少量植被外，主要为裸岩出露。

（3）钓鱼岛主要为经区域变质后形成的板岩、石英砂岩以及海底火山喷发产生的玄武岩和凝灰岩。岛内有一条NE-SW向断裂展布。

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P237

A

2095-2066（2016）22-0055-02

2016-7-2

李应真（1981-），男，工程师，陕西长安人，毕业于长安大学，GIS专业，主要从事遥感技术应用研究工作。