海岸帶地表覆蓋地圖編制

劉美蘭 張 雯 余晨曦

1 上海市測(cè)繪院，上海，200063

作為海陸交互作用的特殊地帶，海岸帶具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值，是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的寶貴財(cái)富，對(duì)沿海城市的發(fā)展具有重要意義［1，2］。受人口和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的影響，城市土地資源愈發(fā)緊張，向海要地、海岸帶開(kāi)發(fā)利用成為緩解土地資源緊缺的突破口。然而，大規(guī)模人類建設(shè)活動(dòng)使得沿海岸線生態(tài)環(huán)境面臨巨大壓力，出現(xiàn)了沿海自然海岸線被人工岸線取代、過(guò)度開(kāi)發(fā)、破壞生態(tài)資源、耕地和基塘被侵占等現(xiàn)象。掌握和了解海岸帶周邊土地地表覆蓋現(xiàn)狀，對(duì)政府制定規(guī)劃和管理政策具有重要意義［3，4］。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)海岸帶土地利用開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀的研究較多，使用的數(shù)據(jù)資料一般為遙感影像、第二次全國(guó)土地調(diào)查和基礎(chǔ)測(cè)繪地形數(shù)據(jù)等［5-7］。地理國(guó)情作為一項(xiàng)全面調(diào)查自然和人文地理要素現(xiàn)狀的基礎(chǔ)性工作，已積累了豐富的數(shù)據(jù)，并形成了常態(tài)化監(jiān)測(cè)更新機(jī)制。較多實(shí)踐和案例中利用地理國(guó)情數(shù)據(jù)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析、編制專題地圖或地圖集，但將其應(yīng)用于海岸帶制圖的研究相對(duì)較少［8-10］。

本文充分利用地理國(guó)情相關(guān)數(shù)據(jù)成果，對(duì)上海市海岸帶地表覆蓋進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并以專題地圖的形式開(kāi)展可視化表達(dá)研究。

1 地表覆蓋數(shù)據(jù)處理

1）地理國(guó)情數(shù)據(jù)概述。地理國(guó)情普查是全面獲取地理國(guó)情信息的重要手段，也是掌握地表自然、生態(tài)以及人類活動(dòng)基本情況的基礎(chǔ)性工作。2015年完成第一次全國(guó)地理國(guó)情普查后，建立了常態(tài)化更新機(jī)制，每年對(duì)普查成果進(jìn)行更新。地理國(guó)情成果覆蓋全國(guó)整個(gè)陸域地表，主要包括地表覆蓋和專題要素兩大類。地表覆蓋數(shù)據(jù)具有全覆蓋、無(wú)縫隙、高精度的特點(diǎn)，真實(shí)反映了土地表面現(xiàn)狀。利用地表覆蓋成果可以真實(shí)反映海岸帶土地利用現(xiàn)狀。專題要素的各類信息是以實(shí)體要素方式采集的，經(jīng)權(quán)威部門(mén)核實(shí)確認(rèn)，主要包括道路、構(gòu)筑物、水域和地理單元等數(shù)據(jù)，可以用于海岸帶專題地圖的底圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)制備。

2）海岸帶地表覆蓋數(shù)據(jù)處理。首先，確定海岸帶地表覆蓋數(shù)據(jù)獲取的區(qū)域范圍。海岸線是海洋與陸地的分界線，受潮汐以及風(fēng)暴潮等影響，實(shí)際的海岸線在空間上是一條帶，而不是一條地理位置固定的線［11］。結(jié)合制圖需要，自定義了一條反映人類開(kāi)發(fā)利用海岸帶的界線，即沿海邊界線。在沿海邊界線的基礎(chǔ)上，向陸地方向推進(jìn)約2 km，形成一條內(nèi)陸邊界的線，即陸地范圍線。將沿海邊界線和陸地范圍線圍合的部分作為海岸帶地表覆蓋的制圖區(qū)域。

然后，在地理國(guó)情數(shù)據(jù)地表覆蓋數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上整合獲取的海岸帶地表覆蓋信息。為突出海岸帶開(kāi)發(fā)利用的地類和要素，參考地理國(guó)情監(jiān)測(cè)分類內(nèi)容與指標(biāo)，形成用于海岸帶地表覆蓋分類的指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。

表1 海岸帶地表覆蓋分類指標(biāo)體系Tab.1 Classification Index System of Land Cover in Coastal Zone

采集海岸帶地表覆蓋時(shí)要參考對(duì)應(yīng)年份的基礎(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果，相同或相似指標(biāo)可以直接由基礎(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果整合得到，采集新增指標(biāo)時(shí)則需要參考目標(biāo)年份優(yōu)于0.5 m 的遙感影像。為了確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，應(yīng)在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加外業(yè)現(xiàn)狀核查和拍照記錄，避免混分、錯(cuò)分現(xiàn)象。

最后，從地理國(guó)情專題數(shù)據(jù)成果中提取省級(jí)行政邊界、區(qū)縣級(jí)行政區(qū)劃、高等級(jí)的主干河流和湖泊、島礁島嶼、灘涂等信息，作為專題地圖的基礎(chǔ)底圖資料。

2 專題地圖設(shè)計(jì)

1）海岸帶地表覆蓋地圖內(nèi)容設(shè)計(jì)。專題圖的內(nèi)容層次可分為數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)3個(gè)層次［12，13］。數(shù)據(jù)層次指專題圖反映的客觀事實(shí)，海岸帶地表覆蓋專題地圖應(yīng)契合主題，重點(diǎn)展示海岸帶土地利用情況。信息層次是在數(shù)據(jù)層次基礎(chǔ)上的進(jìn)一步加工處理，如地表覆蓋分類統(tǒng)計(jì)情況等通過(guò)統(tǒng)計(jì)描述專題內(nèi)容的數(shù)量特征。知識(shí)層次是在信息層次上的總結(jié)和凝練，如海岸帶土地利用分布呈現(xiàn)的規(guī)律以及未來(lái)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)等。

利用地理國(guó)情數(shù)據(jù)編制的海岸帶地表覆蓋專題地圖的內(nèi)容架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)層次和信息層次。

2）底圖設(shè)計(jì)。地理底圖具有提供地理背景、輔助專題要素分布規(guī)律表達(dá)的作用［14］。底圖的設(shè)計(jì)要綜合考慮圖幅尺寸、比例尺、制圖區(qū)域等方面的內(nèi)容。海岸帶專題地圖一般均涉及海域和陸域部分。陸域部分應(yīng)盡量?jī)H表達(dá)與主題相關(guān)的內(nèi)容，如行政區(qū)劃界線與注記、河流及注記，配色宜簡(jiǎn)潔、簡(jiǎn)約，以素色為主。河流專題作為與海岸帶密切相關(guān)的要素，應(yīng)盡量選取主干、重要的河湖標(biāo)識(shí)，根據(jù)河流的寬度和重要程度，用雙線或者單線表示。海域范圍除了島嶼、灘涂等信息外，可充分利用海域的留白空間配置圖表、圖例、說(shuō)明文字等信息。

3）圖表設(shè)計(jì)。為了更好地表達(dá)復(fù)雜空間數(shù)據(jù)的數(shù)量和分布特征，除了專題圖外，應(yīng)配置一些統(tǒng)計(jì)分析圖表，比如柱狀圖、餅狀圖、和弦圖、桑葚圖、矩形樹(shù)圖等。根據(jù)專題地圖的種類和應(yīng)用場(chǎng)景不同，地圖設(shè)計(jì)者還可以對(duì)圖表進(jìn)行美化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。海岸帶地表覆蓋專題地圖是一張專業(yè)性較強(qiáng)的底圖，主要用于政府部門(mén)決策管理，因此在圖表設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇柱狀圖、餅狀圖等簡(jiǎn)單、直觀、易懂的統(tǒng)計(jì)圖表。

4）地圖色彩設(shè)計(jì)。色彩作為第一視覺(jué)語(yǔ)言，是最為直觀和顯著的專題內(nèi)容，具有良好的信息負(fù)載能力［15］。海岸帶專題地圖整體色彩風(fēng)格應(yīng)偏向藍(lán)色基調(diào)，與讀者的普遍認(rèn)知（河湖是藍(lán)色的）保持一致。以素色背景為主，通過(guò)漸變顏色描繪海岸線、灘涂、海洋的層疊。重要專題信息的地表覆蓋則可采用鮮艷度較高的顏色突出表達(dá)，通過(guò)色彩對(duì)比吸引用戶視線。由于地表覆蓋二級(jí)類較多，全部表達(dá)會(huì)影響各地類的區(qū)分，因此對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理后，對(duì)8個(gè)一級(jí)類進(jìn)行表示，色彩的選擇也盡量貼合用戶的認(rèn)知習(xí)慣，提高地表的辨識(shí)度，其色彩設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 地表覆蓋圖斑色彩設(shè)計(jì)Tab.2 Color Design of Land Cover Patches

3 海岸帶地表覆蓋地圖制作

上海市海岸帶位于中國(guó)沿海十一省市區(qū)的正中，北接江蘇省、南臨浙江省，位于長(zhǎng)江入?？?、東海和杭州灣的交匯處，是中國(guó)黃金海岸與黃金水道的交匯處，構(gòu)成了中國(guó)弓箭型江海格局的關(guān)鍵點(diǎn)［16］。上海市海岸帶有“千年塘外”的悠久開(kāi)發(fā)歷史，自古就有“漁鹽農(nóng)墾之利”和“舟楫之便”，如今又依托長(zhǎng)三角一體化發(fā)展、上海大都市圈和超大型城市的宏觀戰(zhàn)略，社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人口密集，土地資源緊缺，沿江海地區(qū)成為重要的土地后備資源。

圖1 為海岸帶地表覆蓋圖。專題底圖是上海市域范圍整體概況，僅疊加了省級(jí)和區(qū)行政界線、主干河流等基礎(chǔ)信息，以淺藍(lán)色素色背景為基調(diào)，疊加色彩飽和度較高的地表覆蓋分類圖斑，重點(diǎn)突出海岸帶2 km 范圍內(nèi)的地表覆蓋分類情況。右側(cè)的海洋采用了水體漸變渲染的效果，過(guò)渡自然，與真實(shí)海洋水體流動(dòng)效果相似，并在留白區(qū)放置了統(tǒng)計(jì)圖表信息，直觀展示分類面積及占比，整體畫(huà)面協(xié)調(diào)、美觀，可讀性強(qiáng)。

圖1 海岸帶地表覆蓋圖Fig.1 Land Cover Map in Coastal Zone

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以地理國(guó)情地表覆蓋和專題數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，編制了上海市海岸帶地表覆蓋專題地圖。該專題圖一方面充分利用了地理國(guó)情客觀、真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)資料獲取方面的問(wèn)題；另一方面結(jié)合地理國(guó)情常態(tài)化更新機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了快速便捷的專題圖動(dòng)態(tài)更新，直觀展現(xiàn)海岸帶開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，為政府規(guī)劃和管理提供參考。后續(xù)研究將繼續(xù)挖掘地理國(guó)情數(shù)據(jù)，除空間分布和基本統(tǒng)計(jì)外，表達(dá)更多與海岸帶相關(guān)的專題信息，進(jìn)一步提升專題圖的內(nèi)涵和可讀性。