東北地理所首次以堤壩為切入點完成中國濱海養殖塘全要素高精度遙感制圖
近年來，濱海養殖塘產量持續增長，生產規模已開始超越內陸養殖，成為支撐聯合國可持續發展目標（SDGs）的重要基石。養殖塘形狀和大小多樣，表觀形態也存在差異：魚類養殖需較深水位，貝類則為淺水，廢棄塘水位隨潮水變化，部分養殖塘覆蓋保溫膜、遮陽網等人工設施。為促進資源可持續利用、精準評估碳匯潛力及制定科學空間規劃，亟需實現高精度的養殖塘分布。
衛星遙感技術為開展國家尺度沿海養殖塘監測提供了重要手段。然而，現有研究局限于以水體指數為中心的養殖塘識別方法，將這一土地覆被的遙感識別等價于篩選特定類型水體，存在顯著的水位依賴缺陷，導致目前尚缺乏一套能兼顧不同水位狀態及復雜覆蓋類型的穩健識別方案。如貝類養殖塘易被識別為潮灘、表面覆蓋的其他土地覆被影響水體信息捕獲。
為解決上述問題，東北地理所地理景觀遙感學科組趙傳朋副研究員等科研人員以養殖塘堤壩為切入點，應用衛星遙感數據提取堤壩，解析堤壩包圍的土地覆被作為養殖塘區域。以中國海水養殖塘為對象，率先構建了包含水體、堤壩、灘涂、植被及附屬設施的全要素養殖塘分布。在此基礎上，應用模型轉譯方法，挖掘養殖塘堤壩遙感識別的核心機理，實現了遙感指數的功能重定向應用。
在研究方法方面，養殖塘堤壩具有結構穩定的特性，尤其是具備產權界定功能的外圍堤壩。在不同水位狀態甚至干涸狀態下，堤壩都保持幾何穩定性，保障了衛星遙感提取的可靠性。受混合像元效應影響，高反射率土地覆被在改變像元反射率中具有更高權重，使得不足一個像元的堤壩能夠被識別（土質或生有植被的較窄堤壩易被遺漏）。對于養殖塘堤壩與道路均為高反射率線狀土地覆被而造成的混淆問題，根據道路一般在夜晚具有路燈的現實情況使用SDGSAT-1夜光影像排除道路。養殖塘堤壩包圍的土地覆被即為沿海養殖塘。
圖1 技術路線
2023年中國沿海養殖塘空間分布數據如圖2所示，總體驗證精度達到96.1%。統計結果顯示，其總面積達到14587.9km2,其中水體、堤壩、泥灘像元占比分別為44%、31%和12%。混合像元效應放大了堤壩像元占比，但堤壩依舊是養殖塘中值得關注的邊際土地利用形式。
圖2中國沿海養殖塘分布
本研究由東北地理所趙傳朋副研究員、賈明明研究員，張蓉特別研究助理，任春穎研究員、王宗明研究員共同完成，得到國家自然科學基金（No. 42330109）、吉林省優秀青年基金（No. 20250101045JJ）、國家重點研發計劃青年科學家項目（2022YFF1302000）、中國科學院青年創新促進會人才項目（No. 2021227）共同資助。
論文標題
Mapping coastal aquaculture ponds in China without dependence on water levels: New insights from pond dikes derived from Sentinel-1/2 imagery
發表期刊
Environmental Impact Assessment Review
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