在市场需求增加、养殖技术进步和政策方针推动的背景下,我国近岸海水养殖产业发展迅速,总产量居世界首位,在保障粮食安全和促进经济发展方面发挥了重要作用。然而,快速、无序的扩张模式是导致我国近岸海域污染严重,养殖病害及生态灾害频发的原因之一。准确、快速地掌握我国近岸海水养殖的数量和空间分布特征,对优化养殖空间布局,促进近岸海域资源合理利用和生态环境保护具有重要意义。遥感数据产品的日益丰富,特别是中、高分辨率卫星数据,为近岸海水养殖的准确提取及监测提供了可能。本研究针对中、高分辨率遥感影像中近岸海水养殖特点,提出了不同研究尺度下近岸海水养殖区域提取方法,并对我国近岸海水养殖的空间分布特征展开了研究。主要研究内容及结论如下:(1)基于高分辨率遥感影像和面向对象分类方法,通过构建多尺度层次体系并引入邻域空间上下文信息,建立了适合局部尺度近岸海水养殖重点区域的提取方法和流程。在面向对象分割分类过程中,首先使用SEa TH算法对陆地区域进行掩膜处理。在选择分割尺度时,以局部方差变化峰值作为分割效果的评价指标,从而确定高分影像中不同类型近岸海水养殖的最佳分割尺度,得以快速构建多尺度层次体系。针对养殖区域与邻域海水具有显著光谱差异的特点,引入基于邻域的空间上下文信息,结合特征空间筛选和最近邻分类方法进行分类。精度评价结果表明,近岸海水养殖区域的F1(F1 Score)均值优于94%。通过与不同提取算法进行对比,可以发现本研究中所采用的多尺度层次体系和基于邻域的空间上下文信息能够显著提高分类精度,在局部尺度样本量较少的条件下,可以满足养殖区域的高精度提取需求。(2)基于高分辨率遥感影像和全卷积神经网络,提出了适合区域尺度近岸海水养殖区域高精度、快速提取的层级级联模型(HCNet),构建了一种端到端的(end-to-end)模型训练和分类方法。在HCNet中,首先使用编码器网络(基于VGG-16网络模型)将输入图像转换为高维抽象的特征图。基于编码器输出结果,本研究将空洞卷积层以层级级联的形式相连接,其中空洞卷积层的扩张率逐层增加,以此获得了包含局部到全局一系列空间上下文信息的多尺度特征图。在解码器中,结合浅层高分辨率特征图和注意力机制对特征进行优化,之后使用Softmax分类器进行分类。精度评价结果表明,基于HCNet的近岸海水养殖区域F1均值高于95%。通过与不同提取算法对比,可以发现HCNet中的多种模型结构能够有效提高养殖区域提取精度,分类精度随着训练样本的增加提升明显,为区域尺度近岸海水养殖区域信息快速、准确、智能化解译提供了重要参考。(3)基于中等分辨率遥感影像和全卷积神经网络,构建了适宜全国尺度近岸海水养殖信息提取的均质层级级联网络模型和分类框架,以快速、准确地了解我国近岸海水养殖状况。基于已有的网络模型方法难以实现近岸海水养殖区域的准确提取,原因在于中等分辨率影像数据中近岸海水养殖区域所占像元数量较少,在网络模型中经过多次池化运算后特征信息损失严重,导致分类精度较低。因此,本研究提出综合均质网络模型和轻质层级级联结构,在保持特征原始分辨率的基础上结合多尺度信息,进而实现中分辨率影像中近岸海水养殖区域的准确提取。精度评价结果表明,基于均质层级级联网络模型的近岸海水养殖区域F1均值达到76.3%。与其他提取方法相比,基于均质层级级联网络模型的分类结果能够保留更多细节信息,可以更加有效地提取全国尺度近岸海水养殖区域的空间分布信息。(4)基于遥感影像获取的养殖类型及其分布信息,对我国近岸海水养殖的空间分布特征进行了研究。本研究从近岸海水养殖区域面积及其构成入手,采用探索性空间分析方法,如空间自相关分析(莫兰指数)、核密度估算以及热点分析等,结合景观格局指数,对我国不同地区、不同类型、不同养殖模式的近岸海水养殖区域空间分布特征进行研究和分析。结果表明:1)我国近岸海水养殖总面积约为1103.67平方千米,其中海洋植物养殖区域约占总面积的87%。基于行政区(省级)统计结果,近岸海水养殖总面积呈现出高中低三个级别:其中福建、山东、辽宁养殖总面积最高,均在100 km~2以上。江苏和广西次之,其养殖总面积在50-100 km~2之间。浙江和广东的近岸海水养殖总面积均不足50 km~2,在各养殖省份中位于较低水平;2)从近岸海水养殖空间分布形态上来看,我国近岸海水养殖密度具有较大的空间差异性:整体而言,我国辽宁南部,山东东部,福建北部和南部,以及广西南部沿海区域养殖活动最为密集,而渤海湾、浙江、广东以及海南的养殖密度较低。就不同养殖类型而言,海洋动物养殖主要分布在广西、福建、广东、江苏等我国南部沿海海域,而海洋植物养殖主要分布于福建、山东、辽宁等我国北部沿海海域;3)此外,养殖模式的地域差异明显:广西钦州湾和福建三都岛地区海洋动物养殖数目多,并且养殖面积普遍较大,形成了较大规模的养殖区域。而福建、广东中部海湾地区多为小面积养殖区的聚集地。就海洋植物养殖而言,高密度的大面积养殖区主要位于福建宁德市、山东荣成市和威海市、以及辽宁的长海县,而小面积的养殖区主要位于福建、广东中部和广西沿海等地。