一篇文章的导言
中国是海水养殖大国，为世界贡献了60%以上的海水养殖产品，超过了世界所有其他国家海水养殖的总和，许多沿海地区依靠海水养殖迅速发展。
但是，随着人们对海产品需求的高涨，高速发展的海水养殖产业也给海岸带的生态环境带来了一些问题。
养殖数据的空间分布信息可以为区域统一管理、海洋灾害防灾减灾、生态环境监测、资源开发和社会经济可持续发展提供科学的数据支持。
但是，目前这种数据处于缺失状态，严重阻碍了相关领域研究的发展。
2研究方法
研究流程如下图所示，将遥感图像经数据预处理后，利用水体指数NDWI进行水陆分离操作； 然后分别采用Canny算子和OBVS-NDVI方法提取水体中的边缘特征和潜在养殖斑块，利用边缘重合度将边缘特征和潜在养殖斑块重合，得到最终的养殖目标。
筏式养殖是藻类养殖的主要养殖方式，藻类成熟时的光谱特性与植物有一定的相似性，因此可以利用植被指数(NDVI )检测潜在的筏式养殖斑块。 由于水色复杂，海水中的天然藻类会干扰检测，而一般养殖斑块的NDVI值比周围海水高，因此使用OBVS-NDVI计算养殖斑块与周围斑块的差分特征，从而获得潜在的养殖目标。
OBVS-NDVI :
其中，NIR是朝向对象分割斑块在近红外频带的平均光谱值，r是斑块在红色频带的平均光谱值； o表示当前计算的斑块，n(o )表示与斑块o相邻的斑块集合，b ) o、Oj )表示斑块o和与相邻斑块Oj相邻的公共边缘，mo ) NDVI )表示斑块o的NDVI值，Soj表示斑块o的NDVI值
边界重合确定养殖区目标：边界特征与潜在养殖斑块重合，实现养殖区斑块的高精度提取。
Canny算子计算边缘特征后，利用高斯滤波器得到边缘概率图eg(x，y )。 然后，计算边缘重叠度Rj。
在这里，Bj是潜在养殖斑块Soj的边缘像素集合，是|Bj|像素集合中包含的像素数。 可爱太阳的研究表明，Rj为0.15-0.25时提取精度最高。 因此，在本研究中，在同样的范围内设置Rj。
3结果分析
根据提取结果，2018年中国近海浮筏式养殖面积为194，110公顷。 筏式养殖的整体分布呈现“北多南少”的特点，江苏省筏式养殖面积最大(55，851公顷)； 占28.8 % )，福建省(39，637公顷； 20.4%，山东省(25，457公顷)； 13.1 % )，河北省(23，904公顷； 12.3 %，辽宁省(19，953公顷)； 10.3%，广东省(17，558公顷； 9.0 % )和浙江省(10，049公顷； 5.2 % )。 广西筏式养殖面积最小(1701公顷； 0.9% )，海南省未观测到的是筏式养殖。
mg src="https://p6.toutiaoimg.com/origin/pgc-image/46b0f41938ec47d098efe6f55d007ee2?from=pc">2018年中国近海的网箱养殖面积为 5,784.780公顷。与筏式养殖的分布特征相反，网箱养殖的整体分布呈现“南多北少”的特点。福建省网箱养殖面积最大 (3,749.100 公顷; 占比64.8 %)，之后是广东省(1,009.634 公顷; 占比17.45 %)。实际上，这两个省的网箱养殖面积已超过全国网箱养殖面积的80%。之后是辽宁省 (325.439 公顷; 占比5.63 %)，山东省 (261.139 公顷; 占比4.51 %), 海南省(200.882公顷; 占比3.47 %)，广西省(149.530 公顷; 占比2.58 %)和浙江省 (89.056公顷; 占比1.54 %)。河北省和江苏省未发现网箱养殖。
根据提取的养殖区分布情况，可以观察到中国的近海养殖主要分布于距海岸线40km内的海域内，在一些距岸线较远的岛屿周边，也存在部分海水养殖区。近海养殖区主要分布于河口，内湾及岛屿附近。
（A）筏式养殖面积分布（公顷） （B）网箱养殖面积分布（公顷）
在中国南部，多数的养殖区均分布于内湾或湾口处，而在中国中北部，如辽宁省与江苏省，海水养殖区则没有这样的分布特点，很大面积的养殖区分布于开阔的海面。作者推测可能是由于台风等海洋灾害所导致，台风对中国南方区域的影响要强于北方，内湾的区域特点为养殖区提供了天然的避风港，在内湾进行养殖活动相比开阔水面更利于减少台风风暴潮等海洋灾害对养殖的破坏。
数据不确定性说明，与统计年鉴的对比：
将提取结果进行面积统计，并与同期的《中国渔业统计年鉴》中筏式养殖面积与网箱养殖面积的统计数据进行了对比。两者具有一定的差异，分析差异产生的原因主要包括以下3点：
1、提取时使用单时相的影像，而统计年鉴统计的是全年的面积。在进行养殖区提取时，虽然考虑了养殖周期的问题，尽量选择了养殖光谱特征较强的影像时相。但瞬时获取的遥感图像仍无法完全显示全年多种类型养殖周期与生长状态不同的养殖作物，这是与统计数据差异的最主要原因。
2、统计标准不同。本研究获取的养殖面积，是根据解译图像的分辨率与解译得到的养殖像元数量计算得到的。而统计年鉴中的养殖面积并非是遥感图像上显示的水面面积，很多是根据养殖设施的数量进行估算，各地区也没有形成严格的统计标准。在一定程度上导致提取面积与统计面积存在差异。
3、遥感提取不确定性。除了算法本身也会产生一定的提取误差之外，在大区域上利用中分辨率遥感影像进行养殖区自动提取，会存在一些干扰项，导致“同物异谱”、“异物同谱”与“混合像元”等问题的产生。
4 研究结论
1、中国的近海养殖区主要位于距海岸线40km内的海域内，在超过这个范围的岛屿周边，也存在部分海水养殖区。近海养殖区主要分布于河口，内湾及岛屿附近。
2、筏式养殖主要分布于中国的北部与中部区域，呈现“北多南少”的分布特点。辽宁省、山东省及江苏省三省的筏式养殖面积超过全国筏式养殖面积的60%。
3、网箱养殖主要分布于中国南部区域，呈现“南多北少”的分布特点。福建省与广东省两省的网箱养殖面积超过全国网箱养殖面积的80%。