基于等辐射度量法的海岸线时间序列分析：连接地貌演化与海岸管理的桥梁

针对海岸线长期监测数据可靠性不足的问题，研究人员通过等辐射度量法(Isoradiometric Method, IM)系统分析了地中海西西里岛40年跨度的150幅多光谱卫星影像。研究发现高分辨率数据能捕捉海岸位置的高频变化，而低分辨率数据更适合识别长期演化趋势，该方法为第四纪海岸过程解释和海岸管理策略提供了定量基准。

　　

海岸线作为陆地与海洋交互的前沿地带，其动态变化直接反映着沉积物输运、潮汐作用和人类活动的复杂博弈。然而，传统监测方法在长期连续观测和数据一致性方面存在显著局限——现场调查成本高昂，而现有遥感技术难以兼顾高时空分辨率与长时序覆盖。尤其在地中海这样的微潮汐区域，厘米级的水位波动与米级的海岸形态变化相互叠加，使得区分短期波动与长期趋势成为科学难题。

为破解这一困局，由GeoSciences IR项目资助的研究团队在《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》发表创新成果。该研究选取西西里岛北部Tyrrhenian海沿岸的San Giorgio沙滩（12公里砂砾质海岸）和东部Ionian海沿岸的Vendicari沙滩（6公里沙质海岸）作为对比案例，系统应用等辐射度量法(Isoradiometric Method, IM)处理了1985-2022年间Landsat（30米分辨率）和PlanetScope（3-5米分辨率）两大卫星系统的148幅影像，构建了包含13,024个位移测量的数据库。

研究采用多尺度技术路线：通过IM算法提取亚像元精度的海岸线，建立以2022年7月为基准的垂直断面体系；采用Jenks自然断裂法对位移量进行方差分级；运用配对分析区分方法误差（219个异常值）与真实极端事件（137个测量值）；结合安德森-达林检验(Anderson-Darling test)评估不同分辨率数据的概率分布特征。验证环节则通过对比Google Earth专业版手动数字化岸线与IM提取结果，证实该方法能稳定识别低潮阶地与滩肩间的形态特征。

多分辨率时间序列解码海岸动态
通过对比30米与3米分辨率数据的概率密度函数，发现Landsat数据符合正态分布（AD=248），而PlanetScope数据更契合最小极值分布（AD=348），证实高分辨率影像对极端事件的捕捉优势。在Vendicari沙滩，月际位移梯度显示双月/季度周期的沉积-侵蚀振荡，最大回归速率达13.15米/年，最大海侵速率-5.38米/年。

时空模式与驱动力解析
Jenks分类显示Vendicari岛附近尖岬处变异最大（56米至-45米），而San Giorgio受2003年后海岸防护工程影响，岸线从线性变为蜿蜒形态，局部后退达120米。相关性分析揭示：2021年San Giorgio的突变（r<0.3）与防护工程累积效应相关，而Vendicari在2022年5-6月的低相关性（r=-0.256）与海草沉积有关。

方法论创新与双重价值
研究证实IM提取的岸线比人工数字化更稳定——后者平均偏差5.16米（主要记录涌浪上爬），而IM在低分辨率数据中实现亚像元精度。该技术既为解释第四纪海岸沉积（如区分潮汐周期与风暴事件）提供现代类比，又能评估人类干预效果：如San Giorgio的突堤建设引发沉积物再分配，形成新的形态单元。

这项研究建立了海岸变化定量分析的标准化框架，其创新性体现在三个方面：首次在微潮汐环境验证IM方法的长期稳定性；开发了分辨率依赖的数据解释方案；创建了连接地质历史与现代过程的研究范式。未来扩展至不同潮汐制度的研究，将进一步提升该方法在全球海岸系统监测中的适用性。