基于遙感和GIS的山東省岸線(xiàn)時(shí)空變化監(jiān)測(cè)

禚如慶

（山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014）

新世紀(jì)新階段，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展的背景下，海洋國(guó)土的地位不斷上升，各國(guó)對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)利用程度不斷加大，海洋與陸地相接的沿海地帶是陸地向海洋的過(guò)渡地區(qū)，是人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用的重點(diǎn)。隨著海洋資源開(kāi)發(fā)利用程度的不斷提高，海岸帶開(kāi)發(fā)利用中的矛盾也日益突出。山東省位居中國(guó)東部沿海，地理位置優(yōu)越，海陸資源豐富多樣，面臨著更加廣闊的發(fā)展進(jìn)程。在山東沿海，亂占岸線(xiàn)、不合理開(kāi)發(fā)海洋資源的現(xiàn)象頻頻發(fā)生，致使部分地區(qū)出現(xiàn)荒漠，海岸侵蝕嚴(yán)重，危及沿海地區(qū)的穩(wěn)定及區(qū)域生態(tài)平衡［1］。海岸線(xiàn)與環(huán)境生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、國(guó)防等都息息相關(guān)，因此海岸線(xiàn)變化的研究具有重要意義。

山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)3000多公里，陸地海岸線(xiàn)總長(zhǎng)約占全國(guó)的1/6，沿海轄7市，1991年省政府提出建設(shè)“海上山東”的戰(zhàn)略構(gòu)想；2009年4月，胡錦濤提出了“大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，科學(xué)開(kāi)發(fā)海洋資源，培育海洋優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，打造山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)”的重大戰(zhàn)略構(gòu)想，山東省沿海經(jīng)濟(jì)得到大力發(fā)展，海岸線(xiàn)同時(shí)也發(fā)生了很大程度的變化。就研究方法而言，馮蘭娣、朱曉鴿、申家雙、馬小峰等對(duì)海岸線(xiàn)的提取方法做了很大研究［2-5］；就研究范圍而言，常軍、吳泉源分別對(duì)黃河三角洲、龍口市的海岸線(xiàn)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究［6-7］。山東省海岸線(xiàn)的整體的變化方面的監(jiān)測(cè)所做的研究還很少，本文利用1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的TM和OLI遙感影像，提取山東省近20年的海岸線(xiàn)信息，對(duì)其動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理

獲取海岸線(xiàn)信息提取用到的遙感影像為L(zhǎng)andsat TM/OLI影像，每期8景，共40景，分辨率為30米，對(duì)影像進(jìn)行幾何校正和彩色合成。輔助資料的獲取包括行政區(qū)劃圖和實(shí)測(cè)資料，為海岸線(xiàn)的解譯的正確提供幫助。

1.2 海岸線(xiàn)信息提取

海岸線(xiàn)信息的提取采用人工目視解譯的方法來(lái)提取，根據(jù)各類(lèi)海岸線(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)假彩色的遙感影像上的色調(diào)，紋理以及空間形態(tài)等特征，結(jié)合野外實(shí)測(cè)等輔助資料進(jìn)行提取。不同的海岸線(xiàn)具有不同的遙感影像特征，因此要采取不同的判讀標(biāo)準(zhǔn)［8-9］。

2 結(jié)果分析

基于1995年、2000年、2005年、2010年、2015年5期的遙感影像，提取山東省海岸線(xiàn)信息，統(tǒng)計(jì)分析其變化特征。

2.1 山東省海岸線(xiàn)總長(zhǎng)度變化分析

基于遙感影像的提取結(jié)果統(tǒng)計(jì)出1995年山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度2957.72km；2000年山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度2938.17km；2005年山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度2992.29km；2010年山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度3114.82km；2015年山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)3323.84km。根據(jù)《山東統(tǒng)計(jì)年鑒2014》顯示，山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度3345km，這個(gè)根據(jù)遙感影像提取的2015年山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度相差無(wú)幾，可以確定海岸線(xiàn)的提取還是比較準(zhǔn)確的。

山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度最近20年的變化是先減少然后再增加，海岸線(xiàn)長(zhǎng)度最小的是2000年為2938.17km，比1995年減少了19.55km；2005年比2000年海岸線(xiàn)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年與1995年相比新形成的岸線(xiàn)長(zhǎng)度為181.61km，2005年與2000年相比新形成的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度為291.45km，2010年與2005年相比新形成的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度為441.11km，2015年與2010年相比新形成的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度為584.47km，是新形成岸線(xiàn)長(zhǎng)度最大的一個(gè)時(shí)期。2015年與1995年相比較，新形成的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度為1114.05km，占2015年全部海岸線(xiàn)的33.52%。

2.2 海岸線(xiàn)變化引起的陸地面積變化分析

海岸線(xiàn)位置的變動(dòng)的還會(huì)引起沿海地區(qū)陸地面積的變化。1995年到2000年，由于海岸線(xiàn)變化導(dǎo)致沿海地區(qū)陸地面積增加了172.86km2；2000年到2005年由于海岸線(xiàn)變化導(dǎo)致沿海地區(qū)陸地面積增加了188.10km2；2005年到2010年由于海岸線(xiàn)變化導(dǎo)致沿海地區(qū)陸地面積增加了288.43km2；2010年到2015年由于海岸線(xiàn)變化導(dǎo)致沿海地區(qū)陸地面積增加了313.11km2；是陸地面積增加最大的一個(gè)時(shí)期。沿海地區(qū)的面積是逐漸增加的，說(shuō)明山東省海岸線(xiàn)的變動(dòng)方向的整體趨勢(shì)是向海洋移動(dòng)。

2.3 沿海各市海岸線(xiàn)統(tǒng)計(jì)

通過(guò)遙感影像得到的山東省各個(gè)時(shí)期的海岸線(xiàn)信息，結(jié)合山東省行政區(qū)劃圖可以得到山東省沿海各市的海岸線(xiàn)信息，沿海各市的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度如表1所示。通過(guò)表1可以發(fā)現(xiàn)，濱州市的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度最小，威海市的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度最大；煙臺(tái)市和日照市的海岸線(xiàn)長(zhǎng)度逐漸增加，其他地市的海岸線(xiàn)整體上是增加的，但是并不是單調(diào)遞增的，中間有一定程度的波動(dòng)。

3 結(jié)論

近20年來(lái)山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度是先減少然在增加的，最小值出現(xiàn)在是2000年，為2938.17km；海岸線(xiàn)最大值出現(xiàn)在2015年，為3 323.84km。由于海岸線(xiàn)移動(dòng)引起的沿海地區(qū)陸地面積的變化則是逐漸增加的，說(shuō)明海岸線(xiàn)的整體的移動(dòng)趨勢(shì)是向海洋移動(dòng)的。2015年與1995年相比，有33.52%的海岸線(xiàn)是新形成的，說(shuō)明海岸線(xiàn)近20年來(lái)變化的程度比較大。由于海岸帶的變化比較劇烈，并且海岸與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境生態(tài)、國(guó)防軍事等等息息相關(guān)，應(yīng)該成立相關(guān)的海岸帶管理機(jī)構(gòu)或成立相關(guān)的法律，加強(qiáng)的海岸帶的管理和保護(hù)。

表1 1995-2015年山東省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì) （km）

［1］婁成武，南珂.山東省海岸帶管理派出機(jī)構(gòu)構(gòu)建探索［J］.中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（4）:32-35.

［2］馮蘭娣，孫效功，胥可輝.利用海岸帶遙感圖像提取岸線(xiàn)的小波變換方法［J］.青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，32（5）:777-781.

［3］朱小鴿.珠江口海岸線(xiàn)變化的遙感監(jiān)測(cè)［J］.海洋環(huán)境科學(xué)，2002，21（2）:19-22.

［4］申家雙，翟京生，郭海濤.海岸線(xiàn)提取技術(shù)研究［J］.海洋測(cè)繪，2009，29（6）:74-77.

［5］馬小峰，趙冬至，邢小罡，等.海岸線(xiàn)衛(wèi)星遙感提取方法研究［J］.海洋環(huán)境科學(xué)，2007，26（2）:185-189.

［6］常軍.基于RS和GIS的黃河三角洲海岸線(xiàn)動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)與模擬預(yù)測(cè)研究［D］.山東：山東師范大學(xué)，2001.

［7］吳泉源，侯志華，逄杰武，等.龍口市20年間海岸帶變化的遙感監(jiān)測(cè)［J］.地球信息科學(xué)，2007，9（2）:106-112.

［8］孫偉富，馬毅，張杰，等.不同類(lèi)型海岸線(xiàn)遙感解譯標(biāo)志建立和提取方法研究［J］.測(cè)繪通報(bào)，2011（3）:41-44.

［9］徐進(jìn)勇，張?jiān)鱿椋w曉麗，等.2000-2012年中國(guó)北方海岸線(xiàn)時(shí)空變化分析［J］.地理學(xué)報(bào)，2013，68（5）:651-660.