近日，Vidyasagar University 的 Bijay Halder 教授团队在 Sustainable Horizons 发表研究文章，使用遥感技术对马哈纳迪河流域河岸侵蚀的情况进行了分析。本文通过GIS方法与遥感数据结合的方式，实现了对河岸侵蚀情况的定位，计算了河岸侵蚀速率，并评估了河岸侵蚀对周围村庄的影响。
本文旨在揭示河岸侵蚀带来的地质灾害，为未来的灾害管理、建筑设计、城市规划与策略提供有价值的参考。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.horiz.2023.100075
- 文章亮点 -
◇ River bank erosion is the most influences factor for riverine landforms change.
◇ Mahanadi River basin is gradually influences by the river bank erosion.
◇ Landsat imageries were applied for decadal river bank erosion.
◇ Erosion is 1091 Ha, 1245 Ha, 646 Ha, and accretion is 865 Ha, 1204 Ha, and 812 Ha.
◇ Vegetation decreased 32.41 km2 while the cropland increased 15.41 km2.
- 研究背景 -
目前，河岸侵蚀已经成为了洪泛平原普遍存在的环境问题。在洪水条件下，集中的降水和较为疏松的河岸提高了河岸侵蚀的可能性。河岸侵蚀极大地加速了河流流域周边的地貌变化，不仅引发许多次生自然灾害，还对当地居民以及生态环境造成危害。因此，对河岸侵蚀的精确评估与追踪观测十分重要。目前，已有较多研究采用遥感数据集以追踪河流流域地区土地利用情况，证明遥感技术能够较好地监测河岸侵蚀现状。
本研究关注的马哈纳迪河（图1）发源于印度，河流总长约 851 km，最终汇入孟加拉湾，是该地区主要的生活用水来源之一。由于其位置靠海，每年都会受到热带气旋带来的强风暴潮影响，发生大规模河岸侵蚀现象。对其流域河岸侵蚀现象进行研究需综合考虑河流，风暴潮以及洪水等影响因素。本研究使用基于 Landsat 的数据，以五年为间隔分析马哈纳迪河的河岸侵蚀情况。
Fig 1. Location map of the study area.
- 研究方法 -
本研究使用的数据来源于 USGS Earth Explorer，这些数据已经长期应用于土地利用分析，有较好的可信度。研究使用 1991 至 2021 的 Landsat 数据集，以五年为间隔。通过对比不同图层的遥感图像，本研究排除了卫星图像中雾霾的干扰，计算了河岸侵蚀速率。本研究使用的图层包括水体，河沙，植被，耕地以及未开发土地，图像分辨率为 30 m。具体数据使用情况见表1。
Table 1. 国际贸易隐含的大气排放和健康负担
- 结果与讨论 -
1991 到 2021 年间，马哈纳迪河下游河岸侵蚀情况如图2所示。本研究选取的三个河段均有较多聚居地存在。作为印度东部的主要河流之一，马哈纳迪河的河岸侵蚀情况已经十分严重。强烈的河岸侵蚀现象导致河流周边的地貌变化，农业资源与城市建设用地损失。持续对河岸侵蚀情况进行分析，有助于对沿河地区进行开发规划，灾害管理，以及相关地质灾害的预测建模。
FIg. 2. Degree of Environmental Impact of Batteries in Different Aspects – Arbitrary axis for comparison.
本研究使用最大似然分类发对遥感数据进行分析，以植被，水体，荒地，耕地，河沙五种土地类型对马哈纳迪河流域土地进行分类。植被在 1991 至 2021 年间逐渐转变为其他土地类型，总占比从 54.19%下降到 18.07%。具体土地类型变化情况如图3所示。
Fig. 3. LULC change of the selected study periods. (a) Classification maps of the selected years; (b). Area of the different LULC features; (c) Loss/gain of the LULC classes.
- 总结与展望 -
研究收集并整理了三个不同区域的河岸侵蚀数据，分析了河岸纵向增生和侵蚀过程及结果对生态系统的影响。目前，河岸侵蚀仍未得到足够的关注，对相关问题的研究迫在眉睫。严重的河岸侵蚀现象不仅会对周边环境造成负面影响，还会破坏流域内的居民区与耕地，造成严重的经济损失。本研究呼吁采取更多的积极措施以减少河岸侵蚀现象，例如在雨季前用砾石加固河岸，加大非法建设监管力度等。同时，提高社会对河岸侵蚀严重性的认知对流域可持续发展也有重要意义。
作者简介
Bijay Halder: Mr. Bijay Halder is a researcher in the field of Remote Sensing and GIS. He has major expertise in machine learning, remote sensing, and GIS data analytics. In addition, Water Sustainability, Climate Change Impact Assessment, Extreme Weather Condition Analysis, Coastal Management, Vulnerability Assessment, and Mangrove Degradation using machine learning and artificial intelligence.
单位简介
Vidyasagar University: Named after one of the most illustrious sons of Bengal as well as one of the doyens of Indian Renaissance, Pandit Iswar Chandra Vidyasagar, has grown out of a long cultural and educational movement in West Bengal in general and in the undivided district of Midnapore in particular.
引用格式：Mallick, R., Bandyopadhyay, J., Halder, B. 2023. Impact assessment of river bank erosion in the lower part of Mahanadi River using geospatial sciences. Sustainable Horizons 8, 100075.
期刊官网（英文）：https://journals.elsevier.com/sustainable-horizons
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