董月娥，徐 伟，2，滕 欣

（1．国家海洋技术中心 天津 300112；2．中国海洋大学环境科学与工程学院 青岛 266100）

基于GIS的海洋功能区划实施评价方法研究*

董月娥1，徐 伟1，2，滕 欣1

（1．国家海洋技术中心 天津 300112；2．中国海洋大学环境科学与工程学院 青岛 266100）

海洋功能区划实施评价是区划体系中的关键环节，对及时掌握区划实施情况、开展区划调整及修编等具有重要意义。文章探讨了GIS在海洋功能区划实施评价中的应用，从区划目标完成情况、保障措施落实情况、海域使用符合性、区划适用性、公众满意度等方面构建了实施评价指标体系，融合GIS技术和海洋功能区划实施评价模型，初步形成了一套综合的海洋功能区划实施评价方法，研究成果可为深入开展区划中期评估及定期实施效果评价提供参考。

海洋功能区划；GIS；实施评价

2001年通过的《中华人民共和国海域使用管理法》中明确规定，国家实行海洋功能区划制度，海域使用必须符合海洋功能区划。2007年，《海洋功能区划管理规定》中不仅提出编制海洋功能区划前，应当对现行海洋功能区划以及各涉海规划的实施效果进行总结和评价，而且专章规定了在海洋功能区划批准实施两年后，有关区划的评估和修改问题。2012年，《国务院关于全国海洋功能区划（2011－2020年）的批复》（以下简称“区划”）中，明确要求“海洋局会同有关部门要认真落实《区划》实施的各项保障措施，对《区划》执行情况进行跟踪评估和监督检查”。海洋功能区划实施评价既可全面系统掌握区划的执行情况，保证区划实施与经济社会发展相协调，同时，有助于管理部门适时调整和优化海域管理政策和行为。

海洋功能区划实施评价，是指根据一定的标准，运用一定的方法，对海洋功能区划实施的过程及结果进行分析、比较与综合后做出的一种价值判断［1－2］。

国内外关于规划实施评价已取得了较多的成果，多集中于土地利用规划、城市规划实施评价和海洋空间规划研究等领域［3－5］。

在海洋功能区划实施评价方面，也取得了一定的成果，左伟以区域生态环境系统安全评价概念框架为理论基础，利用RS、GIS和评价模型相结合的技术方法，对实验区的生态环境系统安全进行了评价［6］。

刘洋简述了区划实施评价的类型及方法［7］。

杨山利用效用函数综合评价法开展江苏省海洋功能区划实施评价研究，评价结果与现实情况吻合度较高［8］。

黄沛构建了由海洋功能区划目标实施情况、海域空间布局情况、公众对海洋功能区划的满意程度3个领域组成的评价指标体系，初步建立了海洋功能区划实施评价的等级标准，形成了一套定量化的海洋功能区划实施评价方法体系［9］。

夏登文对全国海洋功能区划实施评价进行了研究，构建了以区划目标实现程度、措施落实情况和各海域开发利用情况等为框架的评价指标和体系［10］。

徐伟开展了全国海洋功能区划实施评价研究，采用统计分析和定性描述相结合的评价方法，构建了全国海洋功能区划实施评价体系［11］。

我国海洋功能区划实施评价工作已经开展并取得一系列成果，但仍然存在着一些问题。一方面，我国尚未建立起一套系统的、可操作性和实用性强的海洋功能区划实施评价方法体系；另一方面，仍缺少海洋功能区划实施情况评价标准和具有可操作性的规范程序。本研究尝试借鉴土地规划与城市规划实施评价的成熟经验，总结利用海洋功能区划实施评价领域的已有成果，构建科学实用的海洋功能区划实施评价指标体系，并解决利用GIS手段进行评价的关键技术问题，以全面、直观地了解区划实施情况，为区划的编制、实施、修订及保障措施的调控提供依据。

1 海洋功能区划实施评价基本思路

海洋功能区划以海域空间为载体，涉及自然资源、生态环境、社会经济等多方面。考虑到海洋功能区划实施过程中存在着诸多不确定性因素，如海洋自然环境、开发利用状况等复杂多变，因此，在构建评价指标体系过程中，尝试从多角度提出一系列相对容易量化的指标，用以全面表征区划实施效果。以区划目标实施情况为切入点，结合保障措施落实情况、海域使用符合性、区划适用性及公众满意度等，构建海洋功能区划实施评价的科学评价方法和指标体系，运用GIS技术进行数据分类提取、处理与转换及定量测算，并结合定性分析、专家咨询、问卷调查等多种方法，快速获取研究区域评价指标数据，全方位、多角度地评价海洋功能区划实施情况。其中，可应用于区划实施评价中的GIS技术主要包括数据库建库技术、叠加分析技术、缓冲区分析技术、地统计分析技术及综合制图技术等，具体流程如图1所示。

2 海洋功能区划实施评价指标体系构建

针对不同区域、不同级别的海洋功能区划，应选取具有代表性的综合、专业指标，既要避免重复交叉，又要易于判断不同区域、不同时期和不同目标实施效果的优劣，即具有可比性。

本研究设计选取区划目标完成情况、保障措施落实情况、海域使用符合性、区划适用性、公众满意度5个领域，共17个指标组成评价指标体系（表1）。

海洋功能区划目标完成情况主要通过海洋保护区及海水养殖用海功能区面积达标率、保留区面积及大陆自然岸线保有率和整治修复岸线完成率来衡量；保障措施落实情况利用政策法规配套程度、技术支撑水平和动态监管体系能力来进行分析评价；海域使用符合性通过功能区划符合率和用海活动调整比例进行评价；区划适用性主要通过区划目标合理性、区划公开审查程度、区划实施综合效益和区划空间发展合理性来反映区划本身是否合理；公众满意度则分别通过管理部门、用海部门和社会公众对区划的满意度进行测评。考虑到不同评价指标对海洋功能区划实施评价结果的影响程度不同，采用层次分析法和专家打分法综合确定各指标权重。

图1 基于GIS的海洋功能区划实施评价方法流程

表1 海洋功能区划实施评价指标体系

3 GIS技术与区划实施评价模型的融合应用

GIS技术是基于地理信息的计算机信息系统，是以应用为导向的空间信息技术，强调空间实体及其关系，其功能核心是空间分析与模拟，是重要的地理空间数据管理和分析工具。随着海洋功能区划实施评价研究的细化和深入，需要对大量图形数据和属性数据进行加工、处理、分析和统计，使得评价任务极其繁重，因此引入能够处理大量数据并具有较强空间分析功能的GIS技术，对区划评价工作而言具有重要意义。GIS技术在海洋功能区划实施评价中的应用主要包括数据库建库技术、叠加分析技术、缓冲区分析技术、地统计分析技术及综合制图技术等。

3.1 数据库建库技术

开展基于GIS的海洋功能区划实施评价研究，首要的任务是按照指标体系确定的评价指标进行数据采集，并按照统一的数字研究框架规范输入GIS数据库。数据源包括基础地图数据、专题地图数据、遥感影像数据、统计数据及其他数据，其中，基础地图数据作为基础底图要素，主要包括行政边界、海岸线、水系、交通、居民点等要素；专题地图数据主要指各级海洋功能区划分布数据、海域使用确权数据等，可以从相应的专题地图中获取，也可以从当地管理部门调查测绘的有关图件或从统计数据中获取；遥感影像数据主要用于获取海域使用现状数据及其动态变化信息；统计数据则主要指经济、社会等数据。上述数据进行信息提取、拓扑、标准化等处理后，分层存储至GIS数据库中，用作叠加分析等的数据源。

3.2 叠加分析技术

GIS叠加分析技术用于叠加多个要素类以合并、擦除、修改或更新空间要素，从而生成新要素类。将一个要素集合与另一个集合叠加时会创建新信息，涉及将两组现有要素合并成一组要素，以识别输入要素间的空间关系。区划目标的完成情况、区划符合性及区划空间发展合理性等指标的信息提取，主要是将海洋功能区划数据、海域使用确权数据、海域使用现状数据等矢量数据模型进行叠加运算和分析，以快速获取功能区位置、类型、面积、目标及要求等数据之间相关关系分析结果。同时，对不同时序的相关区划数据进行叠加计算与分析，能够获取因子动态变化的过程，具有从结果评价到过程监测的重要意义。在海洋功能区划实施评价中，利用GIS叠加分析技术，主要用于解决“什么在什么中”的问题，如可以快速获取实际海洋保护区在管辖海域中的分布与面积、海水养殖用海功能区在区划中的范围与面积、保留区在管辖海域中的分布与面积、大陆自然岸线在区划中的位置与长度及整治修复岸线在区划中的位置与长度等信息，即能够定量化测算目标完成情况中的海洋保护区面积达标率、海水养殖用海的功能区面积达标率、保留区面积保有率、大陆自然岸线保有率、整治修复岸线完成率等评价指标。此外，应用GIS叠加分析技术，也可以快速获取区划实施期间新确权的海域中与区划一致、兼容、不一致的新确权用海分布及面积，以及海域使用审批项目中不符合海洋功能区划要求调整的项目面积与数量等信息，即能够定量化测算海域使用符合性中的功能区划符合率和用海活动调整比例等评价指标。

3.3 缓冲区分析技术

缓冲区分析技术指以距离单位或时间单位测量分析地图要素周围区域的技术。当海洋功能区划实施评价的某些指标无法直接采集有效数据，可以采用间接的可靠数据予以代替，如利用夜间遥感影像的灯光密度替代人口密度指标。根据海洋功能区划方案及实施的特点，区划适用性中的区划空间发展合理性指标的信息获取，可以采用港口航运区密度、保留区规模、功能区水质要求等作为种子数据，进行缓冲区分析，构建区划空间合理性的评价指标。应用缓冲区分析技术，可以分析港口航运区、保留区及农渔业区等功能区的布局、规模等方面的协调和集约程度，即定量化分析测算区划适用性中的区划空间发展合理性相关指标。

3.4 地统计分析技术

地统计分析技术是利用统计和数学的方法，将从地表不同位置采集的采样点，创建为连续表面的分析技术。采样点是一些现象的测量值，如海水水质等环境监测值，地统计分析利用已测量位置的数值生成表面，进而预测地表其他位置的数值。该方法以包含自相关的统计模型为基础，具有生成预测表面的能力，同时还可以度量预测结果的准确性。地统计分析技术主要包括以下步骤：首先进行采样点分布、趋势及异常值等方面的数据检查；然后计算经验半变异函数或协方差值，根据经验值拟合模型，生成克里金方程矩阵并对其进行求解，从而获取输出表面中每个位置的预测值及其关联误差。海洋功能区划实施评价过程中，很多基础数据是以调查样点的形式分布在研究区域中，根据样点分布特征，利用地统计分析技术，能够预测区域分布情况，为顺利完成评价工作提供技术支撑。应用地统计分析技术，可以通过分析海水水质监测站点的数据获取该区域内海水水质分布情况，进而获取反映区划实施生态效益情况的清洁海域面积，即定量化测算区划适用性中的区划实施综合效益中指标中的生态效益水平。

4 分析与讨论

在海洋功能区划实施评价工作中，应用数据库建库技术、叠加分析技术、缓冲区分析技术、地统计分析技术及综合制图技术等GIS技术，能够完成全国、省（自治区、直辖市）、市县各级功能区相关数据的存储、空间分析、信息提取、动态分析及图件制作等，实现海洋功能区划实施评价指标体系中有关地理空间数据领域的目标完成情况、海域使用符合性及部分区划适用性指标的定量化测算。对于海洋功能区划实施评价指标体系中非空间数据指标的获取与测算，如保障措施落实情况、公众满意度等，需结合专家打分、问卷调查及资料查询等多种方法。可见，在GIS技术及其他方法的共同支持下，能够实现各级海洋功能区划实施定量评价，快速获取科学、可靠的综合评价结果。

本研究对基于GIS技术的海洋功能区划实施评价进行了初步探讨和研究，从区划目标完成情况、保障措施落实情况、海域使用符合性、区划适用性、公众满意度5个领域构建了实施评价指标体系，并介绍了相关GIS技术在区划实施评价中的多项应用，以期为即将开展的全国海洋功能区划实施评价工作提供研究思路，并在实际研究与评价中不断优化完善，实现区划实施的全面、科学、定量化评价，为区划编制前、实施中、完成后的各个阶段提供技术支撑服务。

［1］ 李锋．海洋功能区划实施评价概述［J］．海洋开发与管理，2010，27（7）：1－3．

［2］ 平宗莉，闫整．国外规划实施评价理论与方法及其在国内应用的研究进展［J］．山东国土资源，2010，26（2）：33－36．

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［7］ 刘洋，丰爱平，吴桑云．海洋功能区划实施评价方法与实证研究［J］．海洋开发与管理，2009，26（2）：12－17．

［8］ 杨山，张武根，李荣军．江苏省海洋功能区划实施评价指标体系与方法［J］．长江流域资源与环境，2011，20（10）：1164－1171．

［9］ 黄沛，丰爱平，赵锦霞，等．海洋功能区划实施评价方法研究［J］．海洋开发与管理，2013，30（4）：26－29．

［10］ 夏登文，徐伟，刘淑芬，等．全国海洋功能区划实施评价［M］．北京：海洋出版社，2013：1－74．

［11］ 徐伟，刘淑芬，张静怡，等．全国海洋功能区划实施评价研究［J］．海洋环境科学，2014，33（3）：466－471．

国家海洋局资助项目——海洋功能区划专家委员会办公室工作及中期评估准备（Y2140HG52）．