遼寧省海島地名普查中相關(guān)測(cè)繪問(wèn)題探討

張笑+雷利元+劉明+龔艷君+張?jiān)?/p>

摘 要：海島地名普查作為一項(xiàng)公益性的地名基礎(chǔ)調(diào)查，具有時(shí)間緊、任務(wù)重、工作量大、技術(shù)性強(qiáng)等特點(diǎn)。3S相關(guān)的現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)在數(shù)據(jù)數(shù)字化、海上導(dǎo)航定位和信息識(shí)別、提取、勘測(cè)、分析、處理以及數(shù)據(jù)集成等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，在遼寧省海島地名普查中取得了良好的效果，但因海島地名普查項(xiàng)目的特點(diǎn)以及海洋、海島的特殊性，其在使用過(guò)程中也受到了一定的限制。本文就遼寧省海島地名普查中在前期數(shù)據(jù)分析整理、遙感影像應(yīng)用及外業(yè)實(shí)地勘測(cè)中存在的相關(guān)測(cè)繪問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討，并結(jié)合實(shí)際工作提出了一些看法、建議及解決方案，希望對(duì)今后開展類似的工作具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：海島地名普查；測(cè)繪問(wèn)題；問(wèn)題探討；3S技術(shù)

中圖分類號(hào)：P281 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0207-02

根據(jù)《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于開展第二次全國(guó)地名普查試點(diǎn)的通知》（國(guó)辦發(fā)[2009]58號(hào)）精神和《全國(guó)海域海島地名普查實(shí)施方案》的要求，以及國(guó)家海洋局在各沿海?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）做出的部署和安排，遼寧省從2010年起開展了遼寧省海島地名普查工作，要求通過(guò)實(shí)地調(diào)查和運(yùn)用衛(wèi)星、航空遙感相結(jié)合的方法，在確定全省海島數(shù)量、查清全省海島地名現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)尚無(wú)名稱的海島按規(guī)定程序進(jìn)行命名，對(duì)不規(guī)范的海島名稱進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，除此之外，須在全部外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，掌握海島的基礎(chǔ)地理要素、社會(huì)屬性和生態(tài)環(huán)境，包括海島的地理位置、岸線長(zhǎng)度、陸域面積、近陸距離、高程、居住人口、開發(fā)利用現(xiàn)狀等，對(duì)重要海島設(shè)置名稱標(biāo)志，建立海島地名信息系統(tǒng)[1]。

遼寧省海島地名普查作為一次大范圍的區(qū)域性基礎(chǔ)調(diào)查，運(yùn)用3S技術(shù)取得了很好的效果，如運(yùn)用RS技術(shù)解譯遙感影像獲取海島的位置、面積、岸線長(zhǎng)度、植被類型等基礎(chǔ)信息，利用GPS技術(shù)在海上快速準(zhǔn)確導(dǎo)航定位和測(cè)量海島的特征地物以及島上的開發(fā)利用現(xiàn)狀、在GIS平臺(tái)上進(jìn)行海島地名信息和地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的集成及數(shù)據(jù)信息化建設(shè)，為普查工作節(jié)省了大量人力和物力，提高了工作效率，保證了工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了普查工作的科學(xué)化、規(guī)范化、數(shù)字化和信息化[2]。

但也因海島地名普查項(xiàng)目的特點(diǎn)和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的具體要求，以及海洋、海島的特殊環(huán)境如海島岸線長(zhǎng)度、陸域面積測(cè)量過(guò)程中常受海洋潮差的影響，在前期數(shù)據(jù)整理、數(shù)字化的過(guò)程中，以及遙感影像應(yīng)用和實(shí)地勘測(cè)等環(huán)節(jié)中遇到一些具體問(wèn)題。

1 前期數(shù)據(jù)整理中存在的問(wèn)題

為獲取海島地理實(shí)體的名稱、地理位置和地名等相關(guān)信息，形成海島現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查名錄以及制作外業(yè)調(diào)查底圖，對(duì)前期搜集到的地名類、史志類、專項(xiàng)調(diào)查類、圖件類和統(tǒng)計(jì)類等有關(guān)資料進(jìn)行了對(duì)比分析和研究，在對(duì)這些數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行梳理的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)相關(guān)資料存在描述和記載不詳盡、眾說(shuō)紛紜和信息化程度不高、測(cè)繪成果精度低以及坐標(biāo)系不統(tǒng)一等問(wèn)題。

1.1 測(cè)繪成果精度低

由于搜集的文字和圖件等歷史資料分屬不同時(shí)期，上至明清時(shí)期的《遼東志卷一·地理》和《盛京通志卷九·山川志》、到近年出版的《大連掌故》（2007年）以及項(xiàng)目調(diào)查當(dāng)年的考察報(bào)告等，很多資料中對(duì)海島位置等信息的記載大多都沒(méi)具體詳盡的坐標(biāo)，多為大致方位、距離等一些文字性的定性描述，隨著測(cè)量技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，到了近代逐步使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行定位，但由于受測(cè)量?jī)x器精度的限制，測(cè)量成果精度也不高，如不接受差分信號(hào)的手持GPS使用的定位誤差一般在幾十米到幾百米不等，這對(duì)于一些面積較小的海島，特別是在同一區(qū)域有幾個(gè)集聚分布的海島時(shí)，就很難辨別和核查。另一方面，海島歷來(lái)作為維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益和海洋安全戰(zhàn)略的前沿陣地，由于密級(jí)的限制，在對(duì)外出版的部分資料中往往進(jìn)行了脫密處理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)精度不高，以上種種原因造成資料中記載的海島位置、地名等信息跟海島實(shí)際情況不一致，在資料的實(shí)際整理過(guò)程中需要對(duì)這些信息進(jìn)行分門別類，借助近期的遙感影像進(jìn)行綜合分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查來(lái)識(shí)別和判斷。

1.2 坐標(biāo)系不統(tǒng)一

因前期搜集到的圖件資料，如海圖、地形圖、規(guī)劃圖等，來(lái)源于不同的部門，有海軍、海洋、土地和民政等主管部門，而且圖件繪制當(dāng)時(shí)都是為了滿足各自行業(yè)、領(lǐng)域的使用、管理和建設(shè)需求，都各自執(zhí)行自己行業(yè)的有關(guān)規(guī)范，加上早期測(cè)繪手段和測(cè)繪技術(shù)的限制，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)測(cè)量和成果編制的過(guò)程中采用不同的測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)，如坐標(biāo)系就有北京54坐標(biāo)系、西安80坐標(biāo)系和WGS-84坐標(biāo)系，甚至還有各地城建坐標(biāo)系，對(duì)于同一海島實(shí)體，不同的坐標(biāo)系之間的測(cè)量成果，在平面上會(huì)有幾十米、甚至百米的坐標(biāo)差距，如采用這樣的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)到實(shí)地勘測(cè)必然會(huì)錯(cuò)誤的產(chǎn)生類似異點(diǎn)同島數(shù)據(jù)，為了滿足項(xiàng)目的總體要求和減少外業(yè)調(diào)查的工作量，通過(guò)在遼寧沿岸選擇幾種坐標(biāo)系公共點(diǎn)和設(shè)置GPS控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)計(jì)算坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)開發(fā)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換軟件完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[3]。

1.3 數(shù)據(jù)信息化程度不高

因搜集到的各種圖件、文字等歷史資料，多以紙質(zhì)資料為主，大都陳舊不全，數(shù)據(jù)分散、信息化水平低，基本都停留在以前的紙質(zhì)檔案管理，很少有現(xiàn)代化信息管理系統(tǒng)，在實(shí)際工作過(guò)程中，對(duì)史志類的文獻(xiàn)資料逐篇翻閱，進(jìn)行地名數(shù)據(jù)的定位、提取地名信息，對(duì)海圖、地形圖、專題圖等紙質(zhì)圖件資料，進(jìn)行掃描配準(zhǔn)和矢量化，建立了較高效、規(guī)范的數(shù)字化工作流程，先后處理了上萬(wàn)頁(yè)書籍和近千張圖紙，梳理遼寧全省海島地理實(shí)體點(diǎn)位近4000個(gè)。另一方面，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和行業(yè)軟件的不斷發(fā)展，部分信息管理系統(tǒng)的電子數(shù)據(jù)資料，在使用的過(guò)程中其數(shù)據(jù)格式存在不同形式，有MapInfo的tab、AutoCAD的dwg和ArcGIS的shp等格式，為便于數(shù)據(jù)集成，使用ArcGIS軟件的ArcToolbox模塊、FME工具進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。

2 遙感影像使用中存在的問(wèn)題

遙感技術(shù)具有觀測(cè)面積大、定位精確和地物信息豐富等特點(diǎn)，特別在海島識(shí)別定位，岸線、潮間帶和植被等信息提取的方面具有優(yōu)勢(shì)，已成為資源環(huán)境調(diào)查的重要技術(shù)手段，但在普查過(guò)程中因受空間分辨率、影像更新速度、使用成本等影響在使用中受到了一定的限制。

2.1 受空間分辨率的影響

根據(jù)遙感影像的紋理、色調(diào)和形狀等解譯標(biāo)志可以較好的判別海島、量算面積和岸線長(zhǎng)度、識(shí)別植被類型，但在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中，由于使用的遙感影像精度不一，分辨率多為在1m至10m之間，甚至更低，受其影響，影像圖上有許多相似的地物如艦船和較大面積的漂浮物干擾判斷，僅僅依賴遙感影像不能準(zhǔn)確地識(shí)別，導(dǎo)致大量疑似海島的出現(xiàn)，增加外業(yè)實(shí)地核查的工作量，加上遼寧地處北方，夏冬季節(jié)分明，尤其是冬季有冰期，在解譯植被類型如草叢、灌木、喬木的過(guò)程中受到一定的限制。另外一方面，由于遙感影像成像的瞬時(shí)性，落潮時(shí)的低潮高地可能被識(shí)別為島嶼，再就是因島體形狀受潮汐潮差的影響有所變化，在遙感影像圖上量算海島面積和岸線長(zhǎng)度時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)存在一定誤差。在實(shí)際工作中就需要結(jié)合海島潮汐、海島影像的實(shí)時(shí)水邊線等資料進(jìn)行綜合分析和借助GPS導(dǎo)航定位到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地判別和勘測(cè)。

2.2 影像數(shù)據(jù)更新慢難反映現(xiàn)狀

由于海域的范圍廣大，海洋數(shù)據(jù)的獲取相對(duì)陸地資料耗時(shí)多，而且費(fèi)用昂貴，更數(shù)據(jù)新慢，再加上海島的無(wú)序分布，很難獲取覆蓋全省調(diào)查區(qū)域所有海島的最新遙感影像，近年來(lái)隨著遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展規(guī)劃等一系列戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施，沿岸各縣市區(qū)各類產(chǎn)業(yè)園區(qū)、高新技術(shù)園區(qū)等臨港產(chǎn)業(yè)園的興起，沿海開發(fā)活動(dòng)劇烈，島上挖砂采石、圍堰建港等建設(shè)開發(fā)活動(dòng)對(duì)海島改變較大，甚至存在填海連島、炸島炸礁等行為，再加上一些自然因素的影響，導(dǎo)致許多海島人為和自然消失，部分遙感影像已不能反映當(dāng)前海島的現(xiàn)狀，在外業(yè)實(shí)地核查中就要做到心中有數(shù)，部分島嶼的岸線長(zhǎng)度、陸域面積需要核實(shí)勘測(cè)，對(duì)于滅失的海島，加強(qiáng)外業(yè)調(diào)訪，多問(wèn)多咨詢，做好海島的注銷登記。

2.3 使用成本較高

海島特殊區(qū)位條件不像常規(guī)的海域使用活動(dòng)基本上都是位于海岸線兩側(cè)一個(gè)相對(duì)有規(guī)則的狹長(zhǎng)帶狀區(qū)域內(nèi)，除了群島、列島聚團(tuán)分布外，散布在遼東半島及遼東灣淺海陸架上，東西橫跨約340千米，南北縱跨約250千米，呈無(wú)序零星分布，如孤島遇巖，離大陸最近距離約30千米，離附近島嶼最近距離約25千米[4]，根據(jù)遙感影像分幅的原則，有時(shí)可能一景遙感影像圖只有一個(gè)島嶼，有的甚至不到一個(gè)島嶼，如果全部采用高精度遙感影像進(jìn)行遼寧全省范圍內(nèi)的海島相關(guān)調(diào)查，會(huì)導(dǎo)致其使用率不高，且成本費(fèi)用昂貴，造成一定資金的浪費(fèi)。

3 實(shí)地勘測(cè)中存在的問(wèn)題

3.1 集聚分布海島的位置難確定

所謂集聚分布海島，一般指距離較近成群分布的海島，因遼寧以基巖岸線為主且多基巖島，在大陸海岸線或一些基巖島附近三五成群分布著類似的島嶼，且無(wú)土壤和植被，僅由幾塊巖礁組成，島與島間距近，甚至不足1米。因島體面積小，受遙感影像空間精度的影響無(wú)法量測(cè)海島面積和岸線長(zhǎng)度，甚至無(wú)法判別，再加上島體陡峭，周邊海域暗礁眾多，無(wú)法靠近和登陸，很難準(zhǔn)確測(cè)量其地理位置和相關(guān)空間屬性數(shù)據(jù)，在外業(yè)調(diào)查時(shí)，通過(guò)繞島記錄整體航跡線，繪制外業(yè)調(diào)查草圖，在圖上標(biāo)明各個(gè)島嶼的位置和大致方向，通過(guò)附近大島或者大陸拍攝不同角度全景照和視頻作為參照，推算出海島的地理位置，估算出海島面積和岸線長(zhǎng)度。

3.2 特殊區(qū)域的島岸線難測(cè)定

由于海洋的特殊性，在島岸線測(cè)量時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到測(cè)繪人員無(wú)法達(dá)到的礁石、陡崖或者岬角等特殊區(qū)域，常規(guī)的GPS-RTK測(cè)量帶來(lái)很大的困難，甚至無(wú)法實(shí)施測(cè)量，在實(shí)際工作中只能根據(jù)遙感影像和潮差等資料綜合分析得出，甚至憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)、測(cè)繪科學(xué)技術(shù)及相關(guān)交叉、邊緣學(xué)科的不斷發(fā)展與進(jìn)步，必將帶來(lái)測(cè)繪地理信息領(lǐng)域的巨大變革，出現(xiàn)新興的技術(shù)理論和測(cè)繪儀器，以上問(wèn)題必然會(huì)得到更好的解決，如地面三維激光掃描儀利用其非接觸式測(cè)量等就能便捷的解決測(cè)繪人員不能達(dá)到區(qū)域的測(cè)量問(wèn)題[5]。誠(chéng)然，隨著人們對(duì)測(cè)繪技術(shù)和測(cè)繪成果的應(yīng)用與服務(wù)的要求不斷提高，新興的技術(shù)與儀器也必然會(huì)遇到新的問(wèn)題，這就需要我們每個(gè)測(cè)繪人進(jìn)行不斷的實(shí)踐與探索。

參考文獻(xiàn)

[1]全國(guó)海域海島地名普查工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.《全國(guó)海島地名普查工作手冊(cè)》[Z].2010年，北京.

[2]雷利元，張笑，尤廣然，等.3S技術(shù)在遼寧省海島地名普查中的應(yīng)用[J]，全球定位系統(tǒng).2014，39（6）：90-93.

[3]夏浩銘，畢遠(yuǎn)溥，雷利元，等.遼寧省海岸帶北京54、西安80與WGS-84坐標(biāo)轉(zhuǎn)換研究[J].海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài)，2010，26（335）：50-54.

[4]畢遠(yuǎn)溥，劉林林.遼寧省海島地名志[M].北京：海洋出版社，2014.

[5]雷利元，張笑，席小慧，等.三維激光掃描技術(shù)在海洋領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景展望[J].氣象水文海洋儀器，2015，32（2）：117-120.