宗海圖中海岸線的選擇與界址點的綜合處理

李晶，張彥昌，安永寧

（交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津300456）

宗海圖中海岸線的選擇與界址點的綜合處理

李晶，張彥昌，安永寧

（交通運輸部天津水運工程科學研究所，天津300456）

摘要：宗海圖的繪制要根據用海事實準確界定用海范圍?，F實往往以岸線為宗海的部分邊界，因此海岸線對宗海圖有重要影響，它不但能夠直觀的顯示宗海位置，也直接影響界址點的規劃選取。對于順岸用海項目，海岸線就成為宗海圖的界址線。由于海岸線具有不確定性，因此給界址點的規劃帶來優化的可能。文章結合具體實例，在海岸線的選取以及如何優化選取海岸線上的界址點等問題上進行了探討。通過限制海岸線界址點上的方位角和距離兩個形變參量，可以有效地簡化岸線上冗余的界址點。利用EXCEL軟件的公式編輯功能，能夠方便快捷地實現控制形變參量的岸線界址點簡化。

關鍵詞：宗海圖；界址點；海岸線

宗海圖是海域使用申請中重要附圖，它精確記載宗海位置、界址點、界址線及與相鄰宗海關系，是申明海域使用權屬的重要依據。宗海圖包括宗海界址圖和宗海位置圖，宗海界址圖包含毗鄰的陸域和海域要素、本宗海各內部單元、界址點編號及坐標、宗海內部單元、界址線與面積、圖名、坐標系、比例尺、投影與參數、繪制日期、測量單位等，其中界址點的選取必須能準確限定宗海面積，其測量精度應優于0.1 m。宗海位置圖要求以海圖或地形圖為底圖的圖面上標注用海位置，畫出圖廓，標注經緯度，注明圖名、坐標系、比例尺、投影參數，繪制出的海岸線是海陸分界的界線。由于太陽、地球、月亮的引力使得海水有漲有落，因此，海陸分界線并不是一條線，而是具有一定范圍的帶［1］。目前所說的海岸線是為了使用方便，人為規定的海陸分界線，是一條具體的線?！吨袊D圖式》規定，海岸線為平均大潮高潮時水陸分界的痕跡線。然而由于海岸侵蝕等現象的存在使得海岸線的位置隨著海岸演變動態變化。另外，在《我國近海海洋綜合調查與評價專項海岸線修測技術規程》中，雖然比較詳細地規定了包括人工岸線、海島岸線在內的各種岸線的界定方法，但是仍然存在一些問題，比如平均大潮高潮的定義、痕跡線的定義。

1　海岸線定義中存在的問題

海岸線定義為平均大潮高潮時水陸分界的痕跡線，是海岸與海洋相互作用的前沿，標識了海陸分界線，是海岸帶最重要的自然要素之一［2-3］。平均大潮高潮線是指半日潮大潮期間高潮位的平均值，其定義本身存在一定的爭議，平均大潮高潮位是單個潮位站根據相應的統計方法按照時間進行統計的，各個潮位站之間是離散分布的，不同潮位站之間的高潮位是如何連接的關系模糊不清；另外，痕跡線包括海蝕階地痕跡線、海灘堆積物痕跡線、海濱植物痕跡線等，這些痕跡線有的比大潮高潮位更高，因此海岸線定義就出現自相矛盾的問題，并且痕跡線并非一條具體的線，而是一條具有一定跨越范圍的帶［4］，且受人為影響比較大，因此本文認為海岸線的定義僅僅是廣義上的界定。宗海圖繪制過程中，所涉及到的岸線都是指有效岸線，有效岸線和海洋科學中的海岸線既有區別又有聯系，因此，本文認為廣義海岸線的定義并不能滿足宗海圖繪制過程中對岸線精度的要求。

2　宗海圖中岸線的選取

在《海域使用論證技術導則》中規定宗海圖中使用的海岸線以相關人民政府最新批準的海岸線為準；沒有批準的，參照《海岸線修測技術規程》、《海域勘界技術規程》等技術方法進行海岸線確定?！逗＜{查規范》中規定宗海位置圖中的底圖應選用專門地圖出版社出版的地形圖、海圖，也可用精度適當的遙感影像地圖作為繪制海籍圖的工作底圖［5-7］。不管是海岸線，還是出版社出版的地形圖、海圖都具有時效性，當最新批準的海岸線和地形圖、海圖中的海陸分界線不能相吻合的時候，海岸線就難以確定。由于宗海圖的工作底圖一般為地形圖或海圖，根據海圖要素綜合原則，海岸線的概括主要采取刪除、夸大和轉換3種方法，即刪除短小的岸線性質，夸大表示特殊性質的岸線，將次要的短小岸線轉換為主要性質岸線表示，其形狀的化簡遵循了“擴大陸地、縮小海域”原則?？梢?，工作底圖中的海岸線多以宏觀示意為主，難以準確細致地反映宗海范圍局部的海岸形態。而政府批準的修測海岸線精度也往往較低，以福建省2008年發布的廈門市海岸線為例，其修測比例尺為1：5 000，最大點位誤差小于圖上1.0 mm，亦即實際誤差接近5 m。

本文認為，如果海岸線位置與宗海界址的相關性較大，應專門實測海岸線來繪制宗海界址圖；反之如相關性不大，可以使用政府批準的岸線或工作底圖岸線。這里的相關性較大可分兩種情況：（1）海岸線直接是構成宗海邊界的一部分，如順岸碼頭、突堤等；（2）海岸線與宗海的距離非常接近，如港池、航道、發電設施等。而對于風機塔架、石油平臺、開放式養殖等離岸用海，沒有必要對海岸線提出高精度的要求。

宗海界址圖和宗海位置圖的內容有別，都有著各自的表達重點，由于兩圖的比例尺不同且相差往往較大，其使用的海岸線可以不一致。具體來說，宗海界址圖中的海岸線應滿足“準確、實際、高精度”的原則，宗海位置圖中應采用工作底圖岸線或政府發布的最新岸線。

3　宗海邊界包含復雜岸線時界址點的簡化

某些宗海邊界包含海岸線的用海項目，如順岸道路、浴場、海岸防護工程等，當岸線曲折復雜、拐點較多時，會出現宗海圖中界址點數量太多、顯示重疊、表示不清等問題，此時，應進行海岸線上界址點的簡化。

宗海界址圖中海岸線的簡化不能依據海圖要素綜合原則進行概括和化簡。在實際工作中，本文探索出一種方法，可以有效地簡化復雜海岸線上的界址點，且能保證宗海形狀的不失真與面積的高度近似，介紹如下。

由于海岸線（界址線）通常可表示為一條折線，折線上的每一截線段都具有方位角、距離兩個屬性，可以通過起始端點的坐標求算出。在每截線段距離都較小的情況下，如果相鄰線段的方位角夾角較小，可以將其合并為一條線段，合并后的線段以第一條線段的起點為起點、第二條線段的終點為終點。通過合理設置線段距離閾值和方位角夾角閾值，即可實現面積誤差可控的界址點簡化。其過程可用Excel軟件實現。

表1中，以第2行為例，式1=((A3-A2)^2+(B3-B2)^2)^0.5；式2=IF(AND(A3＞A2，B3＞=B2)，90-ATAN((B3-B2)/(A3-A2))*180/3.14159，(IF(AND(A3＞=A2，B3＜B2)，180+ATAN((A3-A2)/(B3-B2))*180/3.14159，(IF(AND (A3＜=A2，B3＜=B2)，270-ATAN((B3-B2)/(A3-A2))*180/3.14159，(IF(AND(A3＜=A2，B3＞B2)，360+ATAN((A3-A2)/(B3-B2))*180/3.14159)))))))；式3=IF(ABS(D2-D1)＜=180，IF(ABS(D2-D1)＞=夾角閾值，1，0)，IF(D2＞D1，IF (ABS(360-D2+D1)＞=夾角閾值，1，0)，IF(ABS(360-D1+D2)＞=夾角閾值1，1，0)))；式4=IF(C2＞距離閾值，1，0)；式5-1=IF(OR(E2=1，F2=1)，1，0)。以第3行為例，式5-2=IF(OR(E3=1，F3=1，F2=1)，1，0)。

符合性判斷中，1代表保留界址點，0代表不保留。式1、式2的作用是分別求取數據單元格所在行界址點與下一行界址點組成的線段的距離和方位角。式3、式4的作用是判斷相鄰線段的方位角夾角、距離是否超出了閾值。式5-1、5-2的作用是，如果方位角夾角、距離兩者之間任何一個超出閾值，都要保留界址點。由于首尾界址點必須要保留，因此其判斷結果缺省值為1。

表1　復雜海岸線上界址點簡化的Excel工作表實現Tab.1Excel chart of boundary points simplified in rugged coastline

在簡化應用時，將復雜海岸線上的各個界址點坐標輸入到Excel工作表的A、B列，在C～G列輸入相應的計算式或判別式后，G列將會計算出綜合判斷結果。通過Excel軟件的篩選功能，篩去綜合判斷結果為0的界址點，剩下的即為簡化后的界址點。反復代入不同的夾角閾值和距離閾值，可獲得不同的簡化結果。根據實際需求，選取合理的界址點簡化結果。本文建議簡化過程中距離閾值取岸線總長度的1/10～1/20，夾角閾值取1°～10°，簡化前后的面積變化不應大于2%或0.2 hm2。

圖1是應用上述方法，將復雜海岸線上界址點進行簡化的實際工作示例。簡化時距離閾值取為岸線長度的1/20，夾角閾值取為6°，原圖中海岸線上共有界址點60個，簡化后僅保留了27個，數量減少了一半以上，而面積變化量僅為0.15%，這個誤差不足以影響宗海面積的準確性，符合宗海圖繪制的要求。

圖1　復雜海岸線上宗海界址點的簡化示例Fig.1Example of boundary points simplified in rugged coastline

4　結語

隨著海洋資源的開發利用越來越頻繁，海域使用工作也日趨成熟和完善。其中，海岸線的選取和界定是宗海圖繪制過程中較為重要的環節，如果海岸線的選取和界定模糊不清，那么海域使用權的確定將無法順利完成，另外也不利于海洋資源的合理利用，為此本文提出以下建議：

（1）對于順岸用海項目，岸線直接構成宗海圖的界址線，當岸線的分維數越大，岸線越復雜［8-10］，因此岸線分維數較大時，在對海域使用面積影響不大的情況下應對岸線進行簡化處理，使得界址點合理簡化。

（2）對于人工岸線等，往往都有準確的測量數據，海洋職能管理部門宜及時更新公布，方便于應用。對于突堤等不形成岸線，但形成了用海邊界的構筑物，也宜及時更新公布。

（3）海洋職能管理部門宜對宗海界址圖和宗海位置圖中海岸線的精度要求做進一步的明確或量化，讓宗海圖繪制更加有據可依，確保宗海圖中海岸線具有更好的現勢性。

（4）建議根據測量精度對海岸線進行分類，比如，可將精度大于5 m的海岸線歸為低精度岸線、精度在1～5 m的岸線歸為中等精度岸線，精度小于1 m的岸線歸為高精度岸線。宗海界址圖中盡可能應用高精度岸線。

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天津港未來將變“智慧港口”

本刊從天津海事局獲悉，為全面推進天津港轉型升級，今年，天津海事局全面啟動“智慧港口”建設工作。海事負責人表示，未來，“智慧港口”建設可以從提高通航安全和效率，全面監視和監控系統、基礎信息數據資源整合，應急指揮系統建設等方面著手，實現對港口要素的監控監測，對信息資源的整合共享，達到港口經濟效益的提升。此外，海事部門擁有的VTS（船舶交通服務系統）、AIS（船舶自動識別系統）、CCTV等信息資源及碼頭、航道、錨地、航標、海圖、潮汐、船舶等數據庫，還可為推進轄區“智慧港口”提供信息支持。（殷缶，梅深）

Biography：LI Jing(1985-),female,assistant engineer.

中圖分類號：P 273

文獻標識碼：A

文章編號：1005-8443（2014）05-0550-04

收稿日期：2013-08-27；修回日期：2013-11-08

作者簡介：李晶（1985-），女，山東省青島人，助理工程師，主要從事勘測成果處理應用方面的工作。

Selection and processing of coastline and boundary point in chart of sea plot

LI Jing，ZHANG Yan?chang，AN Yong?ning
（Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Tianjin 300456，China）

Abstract:The chart of sea plot needs to be drawn according to the actual scope of sea use.The coastline is an important part in chart of sea plot，which not only could visualize the location of the sea plot，but also affect the se?lection of boundary points.For the project along coastline，the coastline itself becomes the boundary line.The uncer?tainty of coastline makes the optimization of boundary point possible.Some ideas on the selection of the coastline as well as how to select a boundary point on the coastline were put forward in this paper with specific examples.By lim?iting azimuth and distance on the shoreline boundary points，the redundant boundary point on the shoreline can be simplified.The simplification of shoreline boundary point can be achieved by controlling the deformation parame?ters using EXCEL formula editing software.

Key words:chart of sea plot;boundary point;coastline