基于高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像的砂質(zhì)海岸空間整治效果分析
——以營(yíng)口月亮灣為例

張明慧，孫昭晨，梁書(shū)秀，孫家文，索安寧

（1.大連理工大學(xué)海岸與近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連116024；2.大連海洋大學(xué)海洋與土木工程學(xué)院，大連116023；3.國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，大連116023）

基于高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像的砂質(zhì)海岸空間整治效果分析
——以營(yíng)口月亮灣為例

張明慧1，2，孫昭晨1，梁書(shū)秀1，孫家文3，索安寧3

（1.大連理工大學(xué)海岸與近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連116024；2.大連海洋大學(xué)海洋與土木工程學(xué)院，大連116023；3.國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，大連116023）

采用2005年采集的SPORT5衛(wèi)星遙感影像和2015年采集的GF-1衛(wèi)星遙感影像，分別對(duì)2006-2014年之間營(yíng)口月亮灣海岸空間整治項(xiàng)目實(shí)施前后的海岸景觀(guān)格局進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了沙灘面積系數(shù)、適宜游樂(lè)水域指數(shù)、主體功能度指數(shù)、景觀(guān)多樣性系數(shù)、景觀(guān)變化指數(shù)等評(píng)估指標(biāo)，評(píng)估了營(yíng)口月亮灣海岸空間整治效果。結(jié)果表明：營(yíng)口月亮灣沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施后沙灘面積大幅增加，沙灘面積系數(shù)為2.44，適宜游泳嬉水娛樂(lè)區(qū)面積略有增加，適宜游樂(lè)區(qū)指數(shù)為1.10。海岸空間整理工程實(shí)施使月亮灣海岸游樂(lè)功能分區(qū)明顯，月亮湖公園、高爾夫休閑區(qū)、山海廣場(chǎng)區(qū)、農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)和濱海嬉水觀(guān)光區(qū)主體功能度指數(shù)分別達(dá)到0.89、0.76、0.68、0.65和0.77。海岸景觀(guān)美化工程整體改變了海岸景觀(guān)格局，使各功能分區(qū)海岸景觀(guān)多樣性提高，海岸景觀(guān)格局更為優(yōu)化，總體景觀(guān)多樣性系數(shù)達(dá)到1.13，景觀(guān)變化指數(shù)達(dá)到0.30。

海岸空間整治，效果評(píng)估，高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像，砂質(zhì)海岸，景觀(guān)格局

海岸帶是海洋生態(tài)空間向陸地生態(tài)空間的過(guò)渡帶，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣，極具開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，是當(dāng)前全球人類(lèi)集聚、資源開(kāi)發(fā)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的沿海經(jīng)濟(jì)帶（彭建等，2003）。我國(guó)海岸帶經(jīng)歷了近60年的高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)，在為沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、食物生產(chǎn)和人口增長(zhǎng)提供了發(fā)展和生存空間的同時(shí)，也帶來(lái)了生態(tài)退化、資源衰退等問(wèn)題（張～光等，2010；洪華生等，2003）。這些問(wèn)題已威脅到我國(guó)海岸帶資源的質(zhì)量品位與可持續(xù)利用，對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的部署與實(shí)施產(chǎn)生了不利影響。為此，國(guó)家和地方政府近年來(lái)支持開(kāi)展了一批海岸空間整治修復(fù)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)改善和修復(fù)海岸環(huán)境、美化海岸景觀(guān)、提高海岸資源的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，起到很好的促進(jìn)作用。由于海岸整治修復(fù)項(xiàng)目類(lèi)型多樣，目標(biāo)不一，如何科學(xué)地評(píng)估海岸整治修復(fù)項(xiàng)目的實(shí)施效果，是目前海岸整治修復(fù)工作管理面臨的主要技術(shù)問(wèn)題之一。

衛(wèi)星遙感技術(shù)是當(dāng)前對(duì)地表空間觀(guān)測(cè)的主要技術(shù)，尤其是空間分辨率優(yōu)于5 m的高空間分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域地表空間觀(guān)測(cè)，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果（Cleve et al，2000；Jin et al，2005；Awoyo et al，2006，劉書(shū)含等，2014）。砂質(zhì)海岸灘平沙細(xì)，水清浪靜，是重要的海岸休閑旅游娛樂(lè)資源。砂質(zhì)海岸整治修復(fù)項(xiàng)目以沙灘養(yǎng)護(hù)、海岸空間整理、海岸景觀(guān)美化、潟湖沙壩地貌景觀(guān)恢復(fù)等為主，以改善砂質(zhì)海岸自然景觀(guān)資源價(jià)值，提升砂質(zhì)海岸旅游休閑娛樂(lè)功能。高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像可詳細(xì)的反映砂質(zhì)海岸空間整治項(xiàng)目實(shí)施前后的海岸景觀(guān)格局精細(xì)特征，對(duì)比分析海岸空間整治項(xiàng)目實(shí)施在沙灘養(yǎng)護(hù)、海岸空間整理、海岸景觀(guān)美化、旅游基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的整體效果，在砂質(zhì)海岸空間整治項(xiàng)目效果評(píng)估工作中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

為探索應(yīng)用高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像開(kāi)展砂質(zhì)海岸空間整治效果評(píng)估，本文選取2006-2014年之間實(shí)施的營(yíng)口月亮灣海岸整治區(qū)域?yàn)槔捎?005年6月份采集的SPOT5衛(wèi)星遙感影像和2015年8月份采集的GF-1衛(wèi)星遙感影像分別監(jiān)測(cè)海岸空間整治前、后的海岸景觀(guān)格局，對(duì)比分析海岸空間整治項(xiàng)目實(shí)施前、后海岸景觀(guān)格局變化，遴選以海岸旅游娛樂(lè)開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向的海岸空間整治項(xiàng)目效果評(píng)估指標(biāo)，以期為砂質(zhì)海岸整治效果評(píng)估提供技術(shù)方法。

1 研究區(qū)概況

營(yíng)口市月亮灣海岸位于遼東灣東岸的營(yíng)口鲅魚(yú)圈經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)南部，北起鲅魚(yú)圈港口區(qū)南大堤，南至熊岳河，海面以鲅魚(yú)公主雕像所在礁石為界，陸地以遼寧沿海濱海路為界，地理位置東經(jīng)122°03憶-122°06憶，北緯40°12憶-40°15憶（圖1）。月亮灣是遼東灣東岸典型的岬灣型砂質(zhì)海岸，沙質(zhì)細(xì)軟，以細(xì)砂、粉砂為主，是遼東半島著名的沙灘浴場(chǎng)之一，也是公眾觀(guān)海、親海的樂(lè)園。由于鲅魚(yú)圈港口建設(shè)、熊岳河入海泥沙減少等原因，月亮灣砂質(zhì)海岸岸灘侵蝕問(wèn)題比較突出。為了將月亮灣海岸打造成集海水浴場(chǎng)、海面踏浪、海岸休閑于一體的濱海休閑娛樂(lè)帶，營(yíng)口市政府結(jié)合國(guó)家海岸整治修復(fù)工程，自2006年起在月亮灣海岸實(shí)施沙灘養(yǎng)護(hù)、海岸景觀(guān)美化、海岸空間整理、旅游基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等整治修復(fù)工程，全面改善了月亮灣海岸景觀(guān)格局特征。

圖1 研究區(qū)位置圖

2 海岸空間信息遙感影像提取方法

2.1 數(shù)據(jù)源及其預(yù)處理

本文收集到覆蓋研究區(qū)域的2015年6月份采集的GF-1衛(wèi)星遙感影像和2005年8月份采集的SPOT5衛(wèi)星遙感影像。GF-1衛(wèi)星遙感影像具有B、G、R、NIR 4個(gè)多光譜和一個(gè)全色波段，全色波段空間分辨率2.0 m，多光譜波段空間分辨率為8.0 m。SPOT5衛(wèi)星遙感影像也具B、G、R、NIR 4個(gè)多光譜和一個(gè)全色波段，全色波段空間分辨率2.5 m，多光譜波段空間分辨率10.0 m。參考數(shù)據(jù)有1頤10 000數(shù)字地形圖。

由于影像數(shù)據(jù)已在衛(wèi)星地面接收站進(jìn)行了大氣校正和輻射校正處理，本文的數(shù)據(jù)預(yù)處理主要進(jìn)行幾何精校正和數(shù)據(jù)融合。在覆蓋研究區(qū)域的衛(wèi)星遙感影像上均勻布設(shè)地面控制點(diǎn)25個(gè)，采用高精度信標(biāo)機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)每一地面控制點(diǎn)的地理坐標(biāo)。采用二元三次多項(xiàng)式對(duì)GF-1衛(wèi)星遙感影像和SPOT5衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行幾何精校正。采用HIS變換法分別對(duì)GF-1衛(wèi)星遙感影像和SPOT5衛(wèi)星遙感影像的全色波段和多光譜波段進(jìn)行波段融合，形成彩色融合影像。為了便于對(duì)比分析，采用三次卷積法對(duì)GF-1衛(wèi)星遙感影像和SPOT5衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行重采樣，得到空間分辨率統(tǒng)一為2.50 m的高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像（李成范等，2011；蘇奮振，2015）。

2.2 面向?qū)ο蟮暮０犊臻g信息提取方法

在全面對(duì)月亮灣海岸景觀(guān)特征進(jìn)行地面定位勘查基礎(chǔ)上，結(jié)合海岸空間整治項(xiàng)目實(shí)施前后的影像地物特征，本文將研究區(qū)地表景觀(guān)類(lèi)型劃分為沙灘、海洋水面、養(yǎng)殖池塘、林地、草地、灌叢、旅游基礎(chǔ)設(shè)施、道路、湖泊、農(nóng)田等15種類(lèi)型。

采用面向?qū)ο蟮男l(wèi)星遙感影像分類(lèi)提取技術(shù)，在eCognition8.0軟件平臺(tái)上進(jìn)行衛(wèi)星遙感影像的海岸景觀(guān)信息分類(lèi)提取。首先，對(duì)GF-1衛(wèi)星遙感影像和SPOT5衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行尺度分割，尺度分割算法是一種依據(jù)優(yōu)化功能融合異質(zhì)性最小對(duì)象的技術(shù)，算法公式（陶超等，2010）如下：

式中，nb表示波段數(shù)量，滓b表示波段b的內(nèi)部方差，l表示地物邊界長(zhǎng)度，np表示像元數(shù)量，lr表示像元大小，光譜參數(shù)Wsp是同質(zhì)光譜與目標(biāo)形狀的比值，緊密度異質(zhì)性Wcp是緊密度與光滑度的比值。

其次，綜合應(yīng)用各類(lèi)海岸景觀(guān)類(lèi)型的光譜特征、空間形狀、空間位置排列等建立海岸景觀(guān)類(lèi)型影像特征庫(kù)。最后，根據(jù)影像特征庫(kù)定義樣本對(duì)象，插入分類(lèi)器對(duì)尺度分割后的影像進(jìn)行面向?qū)ο蠓诸?lèi)，分別形成2005年和2015年研究區(qū)海岸景觀(guān)格局矢量數(shù)據(jù)。采用路線(xiàn)驗(yàn)證法和地形圖對(duì)比法，校驗(yàn)海岸景觀(guān)格局分類(lèi)的準(zhǔn)確性。線(xiàn)路驗(yàn)證過(guò)程采用車(chē)載GPS定位，現(xiàn)場(chǎng)記錄并拍攝照片，重點(diǎn)對(duì)遙感影像上的復(fù)雜類(lèi)型和疑點(diǎn)疑區(qū)地面情況進(jìn)行地面驗(yàn)證核實(shí)（吳濤等，2011）。經(jīng)驗(yàn)證分析，2005年和2015年海岸景觀(guān)格局矢量數(shù)據(jù)分類(lèi)準(zhǔn)確率分別達(dá)到95%和92%。月亮灣海岸空間整治實(shí)施前、后的景觀(guān)格局見(jiàn)圖2。

2.3 海岸整治修復(fù)效果評(píng)估

（1）沙灘養(yǎng)護(hù)效果評(píng)估

沙灘是砂質(zhì)海岸旅游娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心資源，沙灘的長(zhǎng)度和寬度是砂質(zhì)海岸游客承載力的基本評(píng)價(jià)因素，尤其是沙灘長(zhǎng)度（保繼剛等，1991）。根據(jù)實(shí)際調(diào)查，游客休憩于沙灘主要是下海游泳和觀(guān)賞海面景色，所以基本上都集中于沙灘水邊線(xiàn)200m以?xún)?nèi)，在200m以外沙灘休憩的游客極少。所以本文以沙灘200 m寬度作為沙灘評(píng)價(jià)的上限，200 m以上寬度等同于200 m寬度。采用沙灘長(zhǎng)度與沙灘寬度的乘積作為沙灘評(píng)價(jià)的基本因素。采用沙灘面積系數(shù)評(píng)價(jià)沙灘養(yǎng)護(hù)工程對(duì)沙灘面積的改善效果，沙灘面積系數(shù)計(jì)算方法如下：

圖2 月亮灣海岸空間整治實(shí)施前、后景觀(guān)格局圖

式中，CSand為沙灘面積系數(shù)，ai0為沙灘養(yǎng)護(hù)前第i段沙灘的長(zhǎng)度，bi0為沙灘養(yǎng)護(hù)前第i段沙灘的寬度，aj為沙灘養(yǎng)護(hù)后第j段沙灘的長(zhǎng)度，bj為沙灘養(yǎng)護(hù)后第j段沙灘的寬度。沙灘面積系數(shù)CSand逸1.0，說(shuō)明沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施擴(kuò)大了沙灘面積，其值越大，沙灘面積擴(kuò)大越大，反之，擴(kuò)大越??；CSand<1.0，說(shuō)明沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施減少了沙灘面積，其值越小，減少面積越大。

適宜游樂(lè)水域面積是砂質(zhì)海岸旅游娛樂(lè)的另一重要資源，對(duì)于岬灣型砂質(zhì)海岸，底質(zhì)一般為細(xì)軟砂質(zhì)，因此水深是適宜游泳娛樂(lè)的重要指標(biāo)，在適宜水深范圍內(nèi)的海域面積越大，尤其是臨岸適宜游泳娛樂(lè)水域面積越大，游客承載力越高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，月亮灣海水浴場(chǎng)游泳娛樂(lè)活動(dòng)主要集中于近岸500 m范圍內(nèi)的2 m以淺海域。因此，本文以離岸500 m范圍內(nèi)等深線(xiàn)2 m以淺的海域作為適宜游泳娛樂(lè)區(qū)。采用適宜游樂(lè)區(qū)系數(shù)評(píng)價(jià)沙灘養(yǎng)護(hù)工程對(duì)海洋游泳娛樂(lè)功能的改善效果。適宜游樂(lè)區(qū)系數(shù)計(jì)算方法如下：

式中，CB為適宜游樂(lè)區(qū)系數(shù)，Aio為沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施前第i適宜游樂(lè)區(qū)水域面積，Aj為沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施后第j適宜游樂(lè)區(qū)水域面積，n為沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施前的適宜游樂(lè)區(qū)域個(gè)數(shù)，m為沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施后的適宜游樂(lè)區(qū)域個(gè)數(shù)。適宜游樂(lè)區(qū)系數(shù)CB逸1.0，說(shuō)明沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施擴(kuò)大了適宜游泳娛樂(lè)水域面積，其值越大，適宜游泳娛樂(lè)水域面積擴(kuò)大越大，反之，擴(kuò)大越?。籆B<1.0，說(shuō)明沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施減少了適宜游泳娛樂(lè)水域面積，其值越小，減少面積越大。

（2）海岸空間整理效果評(píng)估

海岸空間整理是為實(shí)現(xiàn)海岸某種生態(tài)、生產(chǎn)、生活功能而對(duì)海岸空間開(kāi)發(fā)利用方向進(jìn)行調(diào)整，使海岸空間用途與管理目標(biāo)相一致。月亮灣海岸空間整理工程是按照月亮灣海岸旅游休閑娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，為實(shí)現(xiàn)海岸旅游休閑娛樂(lè)功能，將海岸空間劃分為月亮湖公園，高爾夫休閑區(qū)、山海廣場(chǎng)區(qū)、農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)及濱海嬉水觀(guān)景區(qū)，進(jìn)行分區(qū)整理。為客觀(guān)評(píng)價(jià)海岸空間整理工程實(shí)施效果，本文通過(guò)分析各個(gè)功能分區(qū)空間利用結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了主體功能度指數(shù)，用以描述各個(gè)功能分區(qū)空間開(kāi)發(fā)利用方向與主體功能的一致性程度。主體功能度指數(shù)計(jì)算方法如下：

式中，MF為主體功能度指數(shù)，S為功能分區(qū)總面積，ai為與主體功能相一致的第i開(kāi)發(fā)利用空間斑塊面積，n為與主體功能相一致的開(kāi)發(fā)利用斑塊總數(shù)量。0

（3）海岸景觀(guān)格局美化效果評(píng)估

海岸景觀(guān)格局美化是在海岸原有景觀(guān)格局的基礎(chǔ)上，根據(jù)旅游休閑娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，對(duì)原有景觀(guān)類(lèi)型和景觀(guān)格局進(jìn)行美化，是海岸景觀(guān)格局更具景觀(guān)觀(guān)賞、休閑娛樂(lè)價(jià)值。海岸景觀(guān)格局美化包括植被景觀(guān)的改造和整飾、人工景觀(guān)的塑造、海岸景觀(guān)質(zhì)量的改善、景觀(guān)格局的優(yōu)化等。為了客觀(guān)評(píng)估海岸景觀(guān)美化效果，本文借用景觀(guān)生態(tài)學(xué)中的景觀(guān)多樣性指數(shù)和景觀(guān)變化指數(shù)分析海岸景觀(guān)格局美化工程實(shí)施前、后各個(gè)功能分區(qū)的景觀(guān)多樣性變化和景觀(guān)類(lèi)型及其面積變化（肖篤寧，2010）。采用景觀(guān)多樣性系數(shù)和景觀(guān)變化指數(shù)評(píng)價(jià)海岸景觀(guān)格局美化工程的實(shí)施效果，計(jì)算方法如下：

表1 海岸景觀(guān)類(lèi)型與主體功能區(qū)一致性判斷表

式中，H為景觀(guān)多樣性指數(shù)，Pi為景觀(guān)類(lèi)型i所占功能分區(qū)景觀(guān)總面積的比例，n為功能分區(qū)內(nèi)景觀(guān)類(lèi)型數(shù)量。HX為景觀(guān)多樣性系數(shù)，Hh為海岸景觀(guān)格局美化工程實(shí)施后的景觀(guān)多樣性指數(shù)，Hq為海岸景觀(guān)格局美化工程實(shí)施前的景觀(guān)多樣性指數(shù)。LB為景觀(guān)變化指數(shù)，S為功能分區(qū)總面積，bi為景觀(guān)美化工程實(shí)施新改變的景觀(guān)斑塊面積，m為景觀(guān)美化工程實(shí)施新改變的景觀(guān)斑塊數(shù)量。景觀(guān)多樣性系數(shù)HX逸1.0，說(shuō)明海岸景觀(guān)美化工程實(shí)施提高了海岸景觀(guān)多樣性，其值越大，海岸景觀(guān)多樣性提高越大，反之，提高越?。?≤HX<1.0，說(shuō)明海岸景觀(guān)美化工程實(shí)施降低了海岸景觀(guān)多樣性，其值越小，降低越大。0≤LB≤1.0，其值越大，說(shuō)明海岸景觀(guān)美化工程實(shí)施改變的海岸景觀(guān)面積比例越高，其值越小，改變的海岸景觀(guān)面積比例越低。

3 結(jié)果分析

3.1 沙灘養(yǎng)護(hù)效果分析

2005年海岸沙灘養(yǎng)護(hù)工程前，月亮灣海岸沙灘從熊岳河口到月亮湖公園，長(zhǎng)度為2 830 m，沙灘平均寬度89.79 m，總沙灘面積為25.41 hm2，沙灘分布破碎，總共為6個(gè)岸段，在熊岳河口分布有河口沙壩，長(zhǎng)度為490 m。海岸沙灘養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施時(shí)，在熊岳河口填海造地工程內(nèi)灣新喂養(yǎng)沙灘，在月亮灣公園海岸填海造地建設(shè)游艇基地，基地北部海岸改造成漁港。2015年海岸沙灘養(yǎng)護(hù)工程完成后，海岸沙灘從熊岳河口填海造地工程岬角沿內(nèi)灣延伸至山海廣場(chǎng)觀(guān)景臺(tái)通道，再?gòu)纳胶V場(chǎng)觀(guān)景臺(tái)通道延伸到游艇基地通道，總長(zhǎng)度達(dá)到5300m，平均寬度116.83 m，海岸沙塘面積增加為61.92 hm2，沙灘面積系數(shù)為2.44。

填海造地、海岸沙灘養(yǎng)護(hù)等海岸工程占用了部分海岸沙灘的同時(shí)，也占用了部分適宜游泳嬉水水面。2005年月亮灣適宜游泳嬉水水域面積為134.67 hm2，2015年海岸整治修復(fù)工程實(shí)施后，月亮灣適宜游泳嬉水水域面積增加為148.48 hm2，適宜游泳嬉水水域面積了13.81 hm2，適宜游樂(lè)區(qū)系數(shù)為1.10。

3.2 海岸空間整理效果分析

月亮灣海岸空間功能分區(qū)整理工程實(shí)施前的2005年，月亮灣海岸以海面水域、海岸防護(hù)林、農(nóng)田景觀(guān)為主，5個(gè)旅游休閑娛樂(lè)功能分區(qū)特點(diǎn)不明顯。月亮灣海岸空間整理工程實(shí)施后，2015年月亮湖公園、高爾夫休閑區(qū)、山海廣場(chǎng)區(qū)、農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)和濱海嬉水觀(guān)景區(qū)功能分區(qū)特點(diǎn)明晰。各功能分區(qū)主要利用方向和主體功能度指數(shù)見(jiàn)表2。

月亮灣海岸空間整理工程實(shí)施后，月亮灣旅游休閑娛樂(lè)區(qū)主要利用方向?yàn)榫坝^(guān)廣場(chǎng)、沙灘、海面、綠地、園林、旅游基礎(chǔ)設(shè)施及道路，總體主體功能度指數(shù)為0.74。在5個(gè)功能分區(qū)中，月亮湖公園以月亮湖水面、喬木綠地及兒童游樂(lè)設(shè)施區(qū)為主要利用方向，與水上游樂(lè)公園利用方向較為一致，主體功能度指數(shù)最高，為0.89；濱海嬉水觀(guān)光區(qū)受填海造地、游艇基地建設(shè)、漁港設(shè)置等工程建設(shè)影響，海面空間比例有所降低，主要利用方向?yàn)楹Ｃ妗⑸碁?、嬉水潮灘，與功能分區(qū)主體功能也較為一致，主體功能度指數(shù)為0.77；高爾夫休閑區(qū)以高爾夫球場(chǎng)綠地利用為主，主體功能度指數(shù)為0.76；山海廣場(chǎng)主要利用方向?yàn)榫坝^(guān)廣場(chǎng)、旅游場(chǎng)館、綠地和農(nóng)田，由于還有一定比例的農(nóng)田區(qū)域美化工程尚未完成，這與旅游景觀(guān)廣場(chǎng)區(qū)的主體功能不一致，主體功能度指數(shù)為0.68。農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)主要利用包括農(nóng)田、園林、草地、養(yǎng)殖池塘、道路等，草地為荒草地，養(yǎng)殖池塘為廢棄的水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘，這些利用方向與農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假主體功能不一致，主體功能度指數(shù)最小，為0.65。

表2 月亮灣旅游休閑娛樂(lè)區(qū)各功能分區(qū)利用方向和主體功能度指數(shù)

3.3 海岸景觀(guān)格局美化效果分析

月亮灣海岸景觀(guān)格局美化工程實(shí)施前的2005年，月亮灣海岸景觀(guān)類(lèi)型為13種，景觀(guān)多樣性指數(shù)為56.31。在5個(gè)功能區(qū)分區(qū)中，高爾夫休閑區(qū)景觀(guān)多樣性指數(shù)最高，為17.96，依次為濱海嬉水觀(guān)光區(qū)15.86，山海廣場(chǎng)區(qū)10.65，農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)9.47，月亮湖公園景觀(guān)多樣性指數(shù)最小，僅為1.85。月亮灣海岸景觀(guān)格局美化工程實(shí)施后的2015年，月亮灣海岸景觀(guān)多樣性指數(shù)總體為63.54。5個(gè)功能分區(qū)的景觀(guān)多樣性指數(shù)都有較大提高，濱海嬉水觀(guān)光區(qū)景觀(guān)多樣性指數(shù)最高，為35.21，其次為高爾夫休閑區(qū)和農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)，景觀(guān)多樣性指數(shù)分別為26.93和25.15，山海廣場(chǎng)區(qū)景觀(guān)多樣性指數(shù)為17.01，以前景觀(guān)多樣性指數(shù)最小的月亮湖公園也提高到13.16。

對(duì)比分析月亮灣海岸景觀(guān)格局美化前、后的景觀(guān)多樣性系數(shù)（圖3）。月亮灣旅游休閑娛樂(lè)區(qū)總體景觀(guān)多樣性系數(shù)為1.13，說(shuō)明海岸空間整治整體提高了海岸景觀(guān)多樣性，但5個(gè)功能分區(qū)各有差異。月亮湖公園的景觀(guān)多樣性改善效果最好，景觀(guān)多樣性系數(shù)高達(dá)7.10；農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)景觀(guān)多樣性改善效果次之，景觀(guān)多樣性系數(shù)為2.66；濱海嬉水觀(guān)光區(qū)景觀(guān)多樣性改善效果也較好，景觀(guān)多樣性系數(shù)為2.22；山海廣場(chǎng)區(qū)和高爾夫休閑區(qū)景觀(guān)多樣性改善效果最小，景觀(guān)多樣性系數(shù)分別為1.60和1.50。

圖3 各功能分區(qū)景觀(guān)多樣性系數(shù)

對(duì)比分析月亮灣景觀(guān)格局美化前、后的景觀(guān)變化指數(shù)（圖4）。月亮灣旅游休閑娛樂(lè)區(qū)總體景觀(guān)變化指數(shù)為0.32，說(shuō)明景觀(guān)格局美化工程改變了32%的原有景觀(guān)。在各個(gè)功能分區(qū)中，高爾夫休閑區(qū)景觀(guān)變化最大，景觀(guān)變化指數(shù)為0.46，表明景觀(guān)美化工程改變了46%的原有景觀(guān)面積；山海廣場(chǎng)區(qū)和農(nóng)業(yè)生態(tài)旅游度假區(qū)景觀(guān)變化指數(shù)都為0.42，表明景觀(guān)美化工程分別改變了這兩個(gè)功能區(qū)42%的原有景觀(guān)面積；月亮湖公園和濱海嬉水觀(guān)光區(qū)景觀(guān)變化指數(shù)相對(duì)較小，分別為0.32和0.23，這主要是因?yàn)樵铝梁珗@在2005年就初具形態(tài)，2005年以后景觀(guān)美化工程主要是優(yōu)化部份景觀(guān)類(lèi)型及格局，所以總體改變面積較?。粚?duì)于濱海嬉水觀(guān)光區(qū)，主要是在熊岳河口和月亮湖公園外海域?qū)嵤┝瞬糠萏詈Ｔ斓?，改變了海域自然景觀(guān)類(lèi)型，其他景觀(guān)改變不大，所以景觀(guān)變化指數(shù)最小。

圖4 各功能分區(qū)景觀(guān)變化指數(shù)

4 結(jié)論

海岸空間整治項(xiàng)目效果評(píng)估是海岸空間整治項(xiàng)目管理的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。由于海岸空間整治項(xiàng)目涉及內(nèi)容多，技術(shù)繁雜，如何評(píng)估海岸空間整治項(xiàng)目效果是目前海岸空間整治工作面臨的主要技術(shù)難題。本文針對(duì)砂質(zhì)海岸以旅游休閑娛樂(lè)為導(dǎo)向的空間整治項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)，以營(yíng)口月亮灣為例，采用海岸空間整治項(xiàng)目實(shí)施前、后高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像監(jiān)測(cè)，結(jié)合海岸實(shí)地勘察測(cè)量方法，構(gòu)建了砂質(zhì)海岸空間整治項(xiàng)目效果評(píng)估指標(biāo)，并開(kāi)展了營(yíng)口月亮灣海岸空間整治效果實(shí)證分析評(píng)估。結(jié)果表明高空間分辨率衛(wèi)星遙感影像可以較為清晰地反映海岸空間整治實(shí)施對(duì)海岸景觀(guān)格局的改變程度，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建的海岸空間整治效果評(píng)估指標(biāo)是揭示海岸空間整治項(xiàng)目實(shí)施效果的有用方法，可為砂質(zhì)海岸空間整治項(xiàng)目效果評(píng)估提供技術(shù)參考。

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Analysis of sandy coast regulation effects based on high resolution satellite remote sensing images:a case in Yueliangwan of Yingkou

ZHANG Ming-hui1,2,SUN Zhao-cheng1,LIANG Shu-xiu1,SUN Jia-wen3,SUO An-ning3

（1.State KeyLaboratory of Coastal and Offshore Engineer,Dalian University of Technology,Dalian,116024;2.College of Civil Engineering,Dalian Ocean University,Dalian,116023;3.National Marine Environment Monitoring Center,Dalian,116023,China)

Aimed to evaluate the effects of sandy coast regulation,satellite remote sensing images of GF-1 and Spot 5 were employed to monitor landscape pattern of Yueliangwan before and after coastal regulation.Some evaluation indices such as beach index,bathing region index,dominant index,landscape biodiversity index and landscape change index were established to evaluate effects of sandy coast regulation.The results showed that the beach area increased after protectingshoal project and the beach index was 2.44.The bathing and recreation water area shows small increase with suitable bathing region index 1.10.The functional region was divided into YueliangLake park,gulf recreation sub-region,Shanhai square sub-region,agricultural eco tourism resort and coastal leisure sub-region,and their dominant index added obviously after coastal spatial arrangement.The landscape pattern changed and landscape biodiversity enhanced after coastal landscaped,companying with the landscape index of 1.13 and landscape change index of 0.30.

coastal regulation;effect evaluation;high resolution satellite remote sensing images;sandy coast;landscape pattern

X87

A

1001原6932（圓園17）05原園594原07

10.11840/j.issn.1001-6392.2017.05.016

2016-07-05；

2016-09-12

國(guó)家海洋行業(yè)公益性科研專(zhuān)項(xiàng)（201405025）。

張明慧（1978-），碩士，講師，主要從事海岸工程的資源環(huán)境影響教學(xué)與科研工作，電子郵箱：zhangmh@dlou.edu.cn。

索安寧，博士，研究員，主要從事海岸環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)方法研究與業(yè)務(wù)技術(shù)支撐，電子郵箱：san720@sina.com。

（本文編輯：袁澤軼）