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基于遥感和GIS的山东省岸线时空变化监测

2015-11-25禚如庆

河南科技 2015年15期
关键词:海岸带海岸线沿海地区

禚如庆

(山东师范大学地理与环境学院,山东 济南 250014)

新世纪新阶段,在社会经济加速发展的背景下,海洋国土的地位不断上升,各国对海洋的开发利用程度不断加大,海洋与陆地相接的沿海地带是陆地向海洋的过渡地区,是人类开发利用的重点。随着海洋资源开发利用程度的不断提高,海岸带开发利用中的矛盾也日益突出。山东省位居中国东部沿海,地理位置优越,海陆资源丰富多样,面临着更加广阔的发展进程。在山东沿海,乱占岸线、不合理开发海洋资源的现象频频发生,致使部分地区出现荒漠,海岸侵蚀严重,危及沿海地区的稳定及区域生态平衡[1]。海岸线与环境生态、社会经济、国防等都息息相关,因此海岸线变化的研究具有重要意义。

山东省海岸线长3000多公里,陆地海岸线总长约占全国的1/6,沿海辖7市,1991年省政府提出建设“海上山东”的战略构想;2009年4月,胡锦涛提出了“大力发展海洋经济,科学开发海洋资源,培育海洋优势产业,打造山东半岛蓝色经济区”的重大战略构想,山东省沿海经济得到大力发展,海岸线同时也发生了很大程度的变化。就研究方法而言,冯兰娣、朱晓鸽、申家双、马小峰等对海岸线的提取方法做了很大研究[2-5];就研究范围而言,常军、吴泉源分别对黄河三角洲、龙口市的海岸线动态变化进行研究[6-7]。山东省海岸线的整体的变化方面的监测所做的研究还很少,本文利用1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的TM和OLI遥感影像,提取山东省近20年的海岸线信息,对其动态变化进行分析。

1 研究方法

1.1 数据获取与预处理

获取海岸线信息提取用到的遥感影像为Landsat TM/OLI影像,每期8景,共40景,分辨率为30米,对影像进行几何校正和彩色合成。辅助资料的获取包括行政区划图和实测资料,为海岸线的解译的正确提供帮助。

1.2 海岸线信息提取

海岸线信息的提取采用人工目视解译的方法来提取,根据各类海岸线在标准假彩色的遥感影像上的色调,纹理以及空间形态等特征,结合野外实测等辅助资料进行提取。不同的海岸线具有不同的遥感影像特征,因此要采取不同的判读标准[8-9]。

2 结果分析

基于1995年、2000年、2005年、2010年、2015年5期的遥感影像,提取山东省海岸线信息,统计分析其变化特征。

2.1 山东省海岸线总长度变化分析

基于遥感影像的提取结果统计出1995年山东省海岸线长度2957.72km;2000年山东省海岸线长度2938.17km;2005年山东省海岸线长度2992.29km;2010年山东省海岸线长度3114.82km;2015年山东省海岸线长3323.84km。根据《山东统计年鉴2014》显示,山东省海岸线长度3345km,这个根据遥感影像提取的2015年山东省海岸线长度相差无几,可以确定海岸线的提取还是比较准确的。

山东省海岸线长度最近20年的变化是先减少然后再增加,海岸线长度最小的是2000年为2938.17km,比1995年减少了19.55km;2005年比2000年海岸线增加了54.12km;2010年比2005年增加了122.63km;2015年比2010年增加了123.84km。2000年与1995年相比新形成的岸线长度为181.61km,2005年与2000年相比新形成的海岸线长度为291.45km,2010年与2005年相比新形成的海岸线长度为441.11km,2015年与2010年相比新形成的海岸线长度为584.47km,是新形成岸线长度最大的一个时期。2015年与1995年相比较,新形成的海岸线长度为1114.05km,占2015年全部海岸线的33.52%。

2.2 海岸线变化引起的陆地面积变化分析

海岸线位置的变动的还会引起沿海地区陆地面积的变化。1995年到2000年,由于海岸线变化导致沿海地区陆地面积增加了172.86km2;2000年到2005年由于海岸线变化导致沿海地区陆地面积增加了188.10km2;2005年到2010年由于海岸线变化导致沿海地区陆地面积增加了288.43km2;2010年到2015年由于海岸线变化导致沿海地区陆地面积增加了313.11km2;是陆地面积增加最大的一个时期。沿海地区的面积是逐渐增加的,说明山东省海岸线的变动方向的整体趋势是向海洋移动。

2.3 沿海各市海岸线统计

通过遥感影像得到的山东省各个时期的海岸线信息,结合山东省行政区划图可以得到山东省沿海各市的海岸线信息,沿海各市的海岸线长度如表1所示。通过表1可以发现,滨州市的海岸线长度最小,威海市的海岸线长度最大;烟台市和日照市的海岸线长度逐渐增加,其他地市的海岸线整体上是增加的,但是并不是单调递增的,中间有一定程度的波动。

3 结论

近20年来山东省海岸线长度是先减少然在增加的,最小值出现在是2000年,为2938.17km;海岸线最大值出现在2015年,为3 323.84km。由于海岸线移动引起的沿海地区陆地面积的变化则是逐渐增加的,说明海岸线的整体的移动趋势是向海洋移动的。2015年与1995年相比,有33.52%的海岸线是新形成的,说明海岸线近20年来变化的程度比较大。由于海岸带的变化比较剧烈,并且海岸与社会经济、环境生态、国防军事等等息息相关,应该成立相关的海岸带管理机构或成立相关的法律,加强的海岸带的管理和保护。

表1 1995-2015年山东省海岸线长度统计 (km)

[1]娄成武,南珂.山东省海岸带管理派出机构构建探索[J].中国海洋大学学报,2010(4):32-35.

[2]冯兰娣,孙效功,胥可辉.利用海岸带遥感图像提取岸线的小波变换方法[J].青岛海洋大学学报,2002,32(5):777-781.

[3]朱小鸽.珠江口海岸线变化的遥感监测[J].海洋环境科学,2002,21(2):19-22.

[4]申家双,翟京生,郭海涛.海岸线提取技术研究[J].海洋测绘,2009,29(6):74-77.

[5]马小峰,赵冬至,邢小罡,等.海岸线卫星遥感提取方法研究[J].海洋环境科学,2007,26(2):185-189.

[6]常军.基于RS和GIS的黄河三角洲海岸线动态变化监测与模拟预测研究[D].山东:山东师范大学,2001.

[7]吴泉源,侯志华,逄杰武,等.龙口市20年间海岸带变化的遥感监测[J].地球信息科学,2007,9(2):106-112.

[8]孙伟富,马毅,张杰,等.不同类型海岸线遥感解译标志建立和提取方法研究[J].测绘通报,2011(3):41-44.

[9]徐进勇,张增祥,赵晓丽,等.2000-2012年中国北方海岸线时空变化分析[J].地理学报,2013,68(5):651-660.

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