随着经济社会的快速发展，我国沿海地区工业化、城镇化进程加快，围填海开发成为沿海地区拓展生存发展空间,缓解人地矛盾的重要途径。围填海属于完全改变海域自然属性的用海活动，同时对周边海域资源条件和开发利用活动造成较大影响。开展围填海项目的海域使用动态监测是海洋管理部门加强监管、规范项目用海和施工、保护海洋资源环境的有效手段。

1、围填海项目遥感监测

遥感影像具有可以快速获取大范围内信息的优势，是动态监测围填海、及时掌握其变化过程的有效数据源，而遥感技术以其快速、准确的大范围观测能力，成为围填海动态监测的有力手段。利用遥感和GIS技术，能够对围填海信息进行快速提取，在一定程度上能够解决围填海实地调查难的问题，能够对围填海进行动态监测，以便广泛、及时地掌握围填海的变化过程及存在的问题。

目前围填海遥感影像的信息提取自动化程度不高，无法及时有效地分析出填海变化情况，这制约着遥感技术在围填海动态监测中的应用。因此，需要深入研究遥感影像的自动信息提取技术和影像变化信息自动检测技术，充分利用遥感影像中的信息来分析围填海动态变化过程，这对基于遥感技术的围填海监测具有重要的理论意义及应用价值。

2、系统总体设计

本系统以谷歌影像及国产高分影像等作为数据源，采用ArcGIS与ENVI一体化开发技术，调用ArcGIS和ENVI函数实现遥感影像的批量预处理、自动配准、填海水体范围自动提取、填海变化信息自动检测以及监测成果图件自动输出等功能，从而在较大程度上实现填海项目遥感监测的批量化和自动化。系统总体设计如下图：

3、多源遥感数据介绍

近年来，以高分一号、高分二号和资源三号为代表的国产高分影像在海岛、海岸带及围填海项目监视监测工作中发挥着越来越重要的作用，航空影像、商业卫星影像和谷歌地球影像等也为海岛、海岸带及围填海项目遥感监测提供重要的数据来源。本系统涉及的多源遥感影像数据主要包括4类：

①国产高分影像数据主要为资源三号、高分一号、高分二号和高分六号等卫星影像，空间分辨率为1～2 m，包括红、绿、蓝以及近红外波段；

②航空影像数据主要为2008年前后获取的沿海地区0.5 m航空影像，经过几何精校正可作为遥感监测的参考影像；

③商业卫星影像数据主要包括World View、Quick Bird、Geoeye、Pleiades和IKONOS等高分辨率影像，空间分辨率为0.5～1 m，包括红、绿、蓝以及近红外波段等；

④谷歌地球影像数据主要为发布在“谷歌地球”上的高分辨率商业卫星影像，空间分辨率约为1 m，仅包括红、绿、蓝可见光波段。

                                                                                 谷歌历史影像数据

4、系统数据库设计

本系统数据库设计如下：

 1）建立围填海项目本底资料库，包括项目填海批复范围、海岸线数据、完成精校正的参考影像、经过实验的水体范围提取规则文件以及成果图件绘制模板等。将填海批复范围和海岸线等矢量数据以PGDB格式存储在MDB数据库中，建立每个围填海项目文件夹，用于存放每期处理后的遥感影像、提取的围填海矢量范围和监测成果图件等；

2）获取最新的遥感影像后，使用遥感影像批量处理模块完成正射校正、大气校正、影像融合、自动配准和批量裁剪等处理，并将已配准和裁剪后的遥感影像存放到对应的围填海项目文件夹中；

 3）基于已配准和裁剪的遥感影像，使用填海范围提取模块提取围填海矢量范围，使用成果图件制作模块自动绘制监测成果图件，提取结果和成果图件存放到对应的围填海项目文件夹中。

5、系统功能模块设计

本系统主要包括三大功能模块，分别是遥感影像处理模块、填海范围提取模块和成果图件制作模块。遥感影像处理模块主要包括批量正射校正、大气校正、影像融合、影像自动配准和影像批量裁剪等影像处理功能；填海范围提取模块主要包括基于规则的水体提取、已填范围提取和新增填海提取等功能；成果图件制作模块主要包括填海监测成果图和填海变化分析图等图件绘制功能。

6、ArcGIS与ENVI一体化开发技术  

C#是微软公司推出的基于.NET框架的面向对象的高级编程语言，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件的编程支持而成为.NET开发的首选语言。ArcGIS Engine是完整的嵌入GIS的组件库和工具，开发人员可用来创建新的独立的GIS应用程序。通过C#调用ArcGIS Engine组件，可快速构建功能强大的GIS应用软件。

交互式数据语言（IDL）是美国ITT VIS 公司推出的第四代交互式、跨平台、面向矩阵处理的编程语言，具有快速的数据分析和图像处理功能以及强大的可视化功能。ENVI遥感影像处理软件是美国RSI公司推出的由专业遥感科学家基于IDL 开发的功能强大的遥感影像处理系统，其平台所具有的图像处理功能大部分以函数方式提供，可通过IDL直接调用并进行二次开发。

通过C#调用ArcGIS Engine组件以及C#与IDL混合编程技术，访问ENVI函数或ENVI Tasks接口，可实现在C#+IDL混合开发环境下对ArcGIS与ENVI的一体化开发，并将所有功能集成到同一个系统中。

7、系统主界面

本系统在Visual C# 2010+ IDL 8.5混合编程环境下，通过调用ArcGIS Engine 10.2和ENVI 5.3 SP1的函数和接口，将遥感影像处理、填海范围提取和成果图件制作等功能集成到一个软件系统中，实现对围填海项目填海范围的监视监测。

系统主界面包括菜单栏、工具栏、图层列表、地图窗口、制图窗口和状态栏等，其中主要功能模块存放在菜单栏中，地图窗口主要加载填海批复范围、海岸线信息和地理底图等数据。

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