基于遙感和GIS的山東省岸線時空變化監測

禚如慶

（山東師范大學地理與環境學院，山東 濟南 250014）

新世紀新階段，在社會經濟加速發展的背景下，海洋國土的地位不斷上升，各國對海洋的開發利用程度不斷加大，海洋與陸地相接的沿海地帶是陸地向海洋的過渡地區，是人類開發利用的重點。隨著海洋資源開發利用程度的不斷提高，海岸帶開發利用中的矛盾也日益突出。山東省位居中國東部沿海，地理位置優越，海陸資源豐富多樣，面臨著更加廣闊的發展進程。在山東沿海，亂占岸線、不合理開發海洋資源的現象頻頻發生，致使部分地區出現荒漠，海岸侵蝕嚴重，危及沿海地區的穩定及區域生態平衡［1］。海岸線與環境生態、社會經濟、國防等都息息相關，因此海岸線變化的研究具有重要意義。

山東省海岸線長3000多公里，陸地海岸線總長約占全國的1/6，沿海轄7市，1991年省政府提出建設“海上山東”的戰略構想；2009年4月，胡錦濤提出了“大力發展海洋經濟，科學開發海洋資源，培育海洋優勢產業，打造山東半島藍色經濟區”的重大戰略構想，山東省沿海經濟得到大力發展，海岸線同時也發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、馬小峰等對海岸線的提取方法做了很大研究［2-5］；就研究范圍而言，常軍、吳泉源分別對黃河三角洲、龍口市的海岸線動態變化進行研究［6-7］。山東省海岸線的整體的變化方面的監測所做的研究還很少，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年的海岸線信息，對其動態變化進行分析。

1 研究方法

1.1 數據獲取與預處理

獲取海岸線信息提取用到的遙感影像為Landsat TM/OLI影像，每期8景，共40景，分辨率為30米，對影像進行幾何校正和彩色合成。輔助資料的獲取包括行政區劃圖和實測資料，為海岸線的解譯的正確提供幫助。

1.2 海岸線信息提取

海岸線信息的提取采用人工目視解譯的方法來提取，根據各類海岸線在標準假彩色的遙感影像上的色調，紋理以及空間形態等特征，結合野外實測等輔助資料進行提取。不同的海岸線具有不同的遙感影像特征，因此要采取不同的判讀標準［8-9］。

2 結果分析

基于1995年、2000年、2005年、2010年、2015年5期的遙感影像，提取山東省海岸線信息，統計分析其變化特征。

2.1 山東省海岸線總長度變化分析

基于遙感影像的提取結果統計出1995年山東省海岸線長度2957.72km；2000年山東省海岸線長度2938.17km；2005年山東省海岸線長度2992.29km；2010年山東省海岸線長度3114.82km；2015年山東省海岸線長3323.84km。根據《山東統計年鑒2014》顯示，山東省海岸線長度3345km，這個根據遙感影像提取的2015年山東省海岸線長度相差無幾，可以確定海岸線的提取還是比較準確的。

山東省海岸線長度最近20年的變化是先減少然后再增加，海岸線長度最小的是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長度為181.61km，2005年與2000年相比新形成的海岸線長度為291.45km，2010年與2005年相比新形成的海岸線長度為441.11km，2015年與2010年相比新形成的海岸線長度為584.47km，是新形成岸線長度最大的一個時期。2015年與1995年相比較，新形成的海岸線長度為1114.05km，占2015年全部海岸線的33.52%。

2.2 海岸線變化引起的陸地面積變化分析

海岸線位置的變動的還會引起沿海地區陸地面積的變化。1995年到2000年，由于海岸線變化導致沿海地區陸地面積增加了172.86km2；2000年到2005年由于海岸線變化導致沿海地區陸地面積增加了188.10km2；2005年到2010年由于海岸線變化導致沿海地區陸地面積增加了288.43km2；2010年到2015年由于海岸線變化導致沿海地區陸地面積增加了313.11km2；是陸地面積增加最大的一個時期。沿海地區的面積是逐漸增加的，說明山東省海岸線的變動方向的整體趨勢是向海洋移動。

2.3 沿海各市海岸線統計

通過遙感影像得到的山東省各個時期的海岸線信息，結合山東省行政區劃圖可以得到山東省沿海各市的海岸線信息，沿海各市的海岸線長度如表1所示。通過表1可以發現，濱州市的海岸線長度最小，威海市的海岸線長度最大；煙臺市和日照市的海岸線長度逐漸增加，其他地市的海岸線整體上是增加的，但是并不是單調遞增的，中間有一定程度的波動。

3 結論

近20年來山東省海岸線長度是先減少然在增加的，最小值出現在是2000年，為2938.17km；海岸線最大值出現在2015年，為3 323.84km。由于海岸線移動引起的沿海地區陸地面積的變化則是逐漸增加的，說明海岸線的整體的移動趨勢是向海洋移動的。2015年與1995年相比，有33.52%的海岸線是新形成的，說明海岸線近20年來變化的程度比較大。由于海岸帶的變化比較劇烈，并且海岸與社會經濟、環境生態、國防軍事等等息息相關，應該成立相關的海岸帶管理機構或成立相關的法律，加強的海岸帶的管理和保護。

表1 1995-2015年山東省海岸線長度統計 （km）

［1］婁成武，南珂.山東省海岸帶管理派出機構構建探索［J］.中國海洋大學學報，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的小波變換方法［J］.青島海洋大學學報，2002，32（5）:777-781.

［3］朱小鴿.珠江口海岸線變化的遙感監測［J］.海洋環境科學，2002，21（2）:19-22.

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

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

［6］常軍.基于RS和GIS的黃河三角洲海岸線動態變化監測與模擬預測研究［D］.山東：山東師范大學，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測［J］.地球信息科學，2007，9（2）:106-112.

［8］孫偉富，馬毅，張杰，等.不同類型海岸線遙感解譯標志建立和提取方法研究［J］.測繪通報，2011（3）:41-44.

［9］徐進勇，張增祥，趙曉麗，等.2000-2012年中國北方海岸線時空變化分析［J］.地理學報，2013，68（5）:651-660.