基于RS的遼寧省海岸線1990—2005年動態(tài)變化及驅(qū)動力分析

柯麗娜，王權明

（1.遼寧師范大學城市與環(huán)境學院 大連 116029；2.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 大連 116023）

基于RS的遼寧省海岸線1990—2005年動態(tài)變化及驅(qū)動力分析

柯麗娜1，王權明2

（1.遼寧師范大學城市與環(huán)境學院 大連 116029；2.國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心 大連 116023）

文章以衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)源，結合野外實地調(diào)查，通過人工目視解譯獲取了1990—2005年來遼寧省海岸線的變化信息，系統(tǒng)分析了遼寧省海岸線的時空動態(tài)演變特征，并初步探討其驅(qū)動因素。研究結果表明：遼寧省海岸線總體長度變化不大，但略有刪減；人工岸線長度增加明顯；1990—2000年，圍填海增速較快，2000—2005年，圍填海增速減慢；圍填海增長地區(qū)差異較大，大連地區(qū)圍填海增長面積最多，其次為錦州市、盤錦市、葫蘆島市、丹東市和營口市。

遼寧省；海岸線；動態(tài)變化；驅(qū)動力

就地理學定義而言，海岸線是指海水面與陸地接觸的分界線，它隨潮水的漲落而變動位置，一般指高潮面與陸地的交接線。海岸線的變化是一個動態(tài)、連續(xù)的發(fā)展過程，是自然、經(jīng)濟和社會綜合作用的反映［1－2］。

20世紀90年代以來，隨著遼寧省社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各種圍（填）海、圍墾種植養(yǎng)殖及攔海筑堤等行為使得海岸帶承受著巨大的壓力；同時，侵蝕、淤積和海面上升等自然因素也使海岸帶的穩(wěn)定性明顯降低。因此，準確掌握海岸線的實時數(shù)據(jù)，及時了解海岸線的動態(tài)變化，對于遼寧省海岸帶資源綜合利用與保護、對海岸帶實施科學管理等都具有重要的現(xiàn)實意義［3－5］。

1 研究區(qū)域概況

遼寧省地處中緯度，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，是我國沿海最北部的省份，位于118°50′～125°47′E、38°43′～43°29′N之間。西南與河北省臨界，西北與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗鄰，東北與吉林省接壤，東南以鴨綠江為界與朝鮮半島相望。遼寧省海域廣闊，其海岸線東起鴨綠江口，西至遼冀海域行政區(qū)域界線。

2 數(shù)據(jù)來源及處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)資料主要包括：①2005年遼寧省海岸帶SPOT衛(wèi)星影像，空間分辨率為5m，共20余景。②遼寧省沿海1∶5萬地形圖50幅，1∶1萬地形圖100余幅。③遼寧省沿海1990年TM影像，空間分辨率為30m，共4景；2000年ETM影像，數(shù)據(jù)空間分辨率為15m和30m兩種，共7景；2005年中巴衛(wèi)星影像共14景。④遼寧省海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查報告與圖件。⑤遼寧省海洋功能區(qū)劃報告與圖件。⑥遼寧省級與縣市級海域勘界報告與岸線圖件。⑦海域勘界等歷史岸線測繪數(shù)據(jù)等。

2.2 數(shù)據(jù)處理

為了使遙感圖像的幾何精度符合制圖要求，需要利用地面控制點作進一步校正，稱為幾何精校正。衛(wèi)星數(shù)字圖像幾何精校正的實質(zhì)是通過象元坐標的解析變換和數(shù)字影像灰度值的重采樣形成新的圖像，因此幾何精校正包括了幾何位置的糾正及灰度變換（重采樣）兩大步驟。

在本次研究過程中，采用外業(yè)實測控制點幾何精校正方法，利用ERDAS軟件，對應選擇被校正遙感影像上的位置點來進行校正，使控制點均勻分布在全區(qū)，基本上一個圖幅大概有20到25個控制點。遼寧省沿岸共采集了267個精校正控制點，校正精度控制在5m以下，所有影像均校正于基于WGS84的UTM投影，便于與其他數(shù)據(jù)進行疊加處理及制圖。

3 海岸線利用信息提取

3.1 海岸線解譯

在分析地物不同反射波譜特征的基礎上［5－10］，對經(jīng)過處理的各期遙感圖像進行人機交互解譯，提取所需海岸線相關信息，如海岸線位置、類型和圍填海面積等，并對各提取的信息按照一定的標準數(shù)據(jù)格式進行存儲，統(tǒng)一采用ESRI的SHP文件格式，字段包括ID號、省份、市、岸線類型、岸線長度、年份、是否人工、圍填海面積、周長、用海類型，岸線解譯精度不大于10m，解譯海岸線類型分為基巖海岸、砂質(zhì)海岸、泥質(zhì)海岸和人工海岸。

3.2 遙感提取海岸線質(zhì)量控制

遙感提取岸線質(zhì)量精度評估主要采用提取海岸線與實測岸線點對比的方式進行。在5km以上較長的提取岸段兩端均與實測點有500m左右的重合岸段，或在顯著的海岸折點設立實測比對點，比測遙感影像解譯岸線精度。經(jīng)比測遙感解譯補充修測岸線轉(zhuǎn)折點精度符合《海岸線修測技術規(guī)程》要求。

4 海岸線變化及驅(qū)動力分析

4.1 遼寧省海岸線變化

4.1.1 總體長度變化不大

本次研究采用了統(tǒng)一的岸線界定原則與量測標準，根據(jù)不同時期遙感影像提取了遼寧省大陸海岸線長度（表1），提取結果反映了全省大陸海岸線總體長度變化不大，但略有縮減。

表1 遙感影像提取的不同時期遼寧省大陸海岸線長度

4.1.2 人工岸線變化較大

近年來，由于養(yǎng)殖圍填海的增長，致使岸線人工化進程加快。根據(jù)遙感影像提取的2005年遼寧省自然岸線長為535.4km，占全省海岸線的25.37%，人工海岸長為1 574.74km，占全省海岸線的74.63%，這與2000年遼寧省海洋功能區(qū)劃數(shù)據(jù)相差較大。2000年遼寧省自然岸線長為1 367.28km，占全省岸線的62.8%，人工岸線長度為809.92km，占全省海岸線的37.2%，由此可見，人工岸線的長度有了明顯增加。

4.1.3 圍填海階段性增速不同

1990—2005年，遼寧省圍填海面積共增加了372.3km2。其中1990—2000年，遼寧省圍填海面積增加了265.84km2，年均增長量為26.584km2；2000—2005年，遼寧省圍填海面積增加了106.46km2，年均增長量為21.29km2。由此可見，遼寧省圍填海速度有減慢的趨勢。

4.1.4 圍填海地區(qū)差異

遼寧省有6個沿海城市：大連、丹東、營口、盤錦、錦州和葫蘆島。其中：大連市的圍填海增長面積最多，為147.13km2，占遼寧省增長總面積的39.5%；錦州市圍填海增長面積次之，由于港口等設施的建設，在1990—2000年中也出現(xiàn)了圍填海的高潮，增長面積為102.04km2，占遼寧省增長總面積的27.41%；其次分別為盤錦市、葫蘆島市、丹東市和營口市（表2和圖1）。

表2 1990—2005年遼寧沿海各市圍填海增加面積km2

圖1 1990—2005年遼寧沿海各市圍填海面積增幅比較

4.2 海岸線變化驅(qū)動力分析

實地調(diào)研和不同時期遙感影像岸線提取結果表明：海岸線變化主要原因是由于港口、工業(yè)區(qū)建設進行填海造地，泥質(zhì)海岸與港灣型基巖岸段工程建設對岸線進行改造等原因造成的。1990年以來，全省大陸海岸區(qū)域的鹽田、養(yǎng)殖和工業(yè)等圍填海擴展迅速。養(yǎng)殖業(yè)與鹽業(yè)圍海擴展較大的區(qū)域主要是葫蘆島、凌海、盤錦、瓦房店、金州和莊河等地。圍海使灘涂和海灣面積縮減，港口、工業(yè)區(qū)等建設的填海造地使海灣截彎趨直，導致海岸線縮減。此外，岸線侵蝕、灘涂於漲等自然因素對海岸線的變化也有一定影響。

5 結論與討論

本研究應用Landsat TM/ETM/中巴資源衛(wèi)星/SPOT衛(wèi)星影像等多時相遙感數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，分析了遼寧省海岸15年來（1990—2005年）的變化特征，基本掌握了遼寧省海岸線長度和變化特征。研究結果表明：遼寧省海岸線總體長度變化不大，但港口、工業(yè)區(qū)等圍填海造地建設，使人工岸線長度增加明顯，且遼寧省內(nèi)圍填海增長地區(qū)差異較大，大連地區(qū)圍填海增長面積最多，其次為錦州市，盤錦市、葫蘆島市、丹東市和營口市。本研究的結果可為決策部門開展遼寧省資源及海洋環(huán)境保護提供理論參考。

另外，本研究只是對遼寧省海岸線變化的原因進行了初步的分析與探討，如何結合社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)和海岸線的變化數(shù)據(jù)，揭示各個驅(qū)動因素與海岸線變化間的復雜關系則需要進一步的精細研究。

［1］ 王忠蕾，張訓華.基于RS的海岸線動態(tài)監(jiān)測研究進展［J］.海洋地質(zhì)動態(tài)，2009（4）：1－7.

［2］ 于永海，苗豐民，王玉廣，等.基于3S技術的海岸線測量與管理應用研究［J］.地理與地理信息科學，2003，19（6）：24－27.

［3］ 孫才志，李明昱.遼寧省海岸線時空變化及驅(qū)動因素分析［J］.地理與地理信息科學，2010，26（3）：63－67.

［4］ 孫欽幫，蘇媛媛，馬軍，等.長興島海岸線變化遙感動態(tài)監(jiān)測及分形特征［J］.海洋環(huán)境科學，2011，30（3）：389－393.

［5］ 孫偉富，馬毅，張杰，等.不同類型海岸線遙感解譯標志建立和提取方法研究［J］.測繪通報，2011（3）：41－44.

［6］ 馬小峰，趙冬至，邢小罡.海岸線衛(wèi)星遙感提取方法研究［J］.海洋環(huán)境科學，2007，26（2）：185－189.

［7］ 王李娟，牛錚，趙德剛.基于ETM遙感影像的海岸線提取與驗證研究［J］.遙感技術與應用，2010，25（2）：235－239.

［8］ 張建偉，趙全升，王建強.基于RS和GIS的黃河口海岸線演化研究［J］.人民黃河，2010，32（4）：10－11.

［9］ 于杰，杜飛雁，陳國寶.基于遙感分析的錦州灣海域填海造地變化［J］.應用生態(tài)學報，2011，22（4）：943－949.

［10］李猷，王仰麟，彭建.深圳市1978年至2005年海岸線的動態(tài)演變分析［J］.資源科學，2009，31（5）：875－883.