基于遙感影像的大連海岸帶分類體系研究

龐姍姍 劉洪洋 張帥 史凱琦 李微

摘 要：海岸帶作為重要的海洋資源被開發(fā)和進行保護，但目前對海岸帶的分類尚沒有統(tǒng)一的標準，仍存在分歧。本文主要依據(jù)《海洋監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》，以遙感技術(shù)為監(jiān)測海岸帶為基本目的，構(gòu)建了大連海岸帶分類體系：根據(jù)海岸帶的物質(zhì)組成，分為基巖海岸、砂質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸、人工海岸4個一級類，根據(jù)人工海岸的實際用途，分為碼頭海岸、鹽田海岸、養(yǎng)殖海岸、城市景觀海岸4個二級類；對不同海岸帶進行定義，陳述其易于遙感解譯的具體特征以及進行一些討論，大連海岸帶監(jiān)測和管理提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：海岸帶 分類體系 遙感

中圖分類號：P229 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）01（a）-0000-00

1 引言

海岸線是陸地與海面的交線或海岸與海灘的分界連接線，其被明確定義為多年平均大潮高潮線的痕跡線。衛(wèi)星遙感技術(shù)具有覆蓋面積廣、高分辨率、多時相、現(xiàn)勢性好以及更有經(jīng)濟性等特點，與傳統(tǒng)方法相比，其在提取海岸帶信息、動態(tài)監(jiān)測海岸線變遷、海岸帶保護開發(fā)、海岸帶管理等方面極具優(yōu)勢[7]。而遙感圖像的水陸邊界線通常為瞬時水邊線，并非實際意義上的海岸線，實際工作中需要結(jié)合海岸帶的特征及其影像特征，確定不同類型的海岸線瞬時水邊線與真實海岸線的關(guān)系，進而提取真正意義上的海岸線。因此建立恰當?shù)暮０稁Х诸愺w系具有重要意義，是準確提取海岸信息的前提。

我國海岸類型多樣，目前對海岸帶分類的標準并不統(tǒng)一。楊曉梅等將海岸動態(tài)劃分為堆積岸和侵蝕岸；以物質(zhì)組分劃分為平原岸、基巖岸和生物岸；以海岸地貌類型劃分為山地港灣岸、臺地岸和平原岸；以外力成因與形態(tài)特征劃分為磨蝕-堆積原巖岸、堆積岸和生物岸。索安寧等依據(jù)海岸底質(zhì)特征和空間形態(tài)，劃分為基巖海岸、砂質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸、生物海岸和河口海岸；依據(jù)海岸線功能用途，劃分為漁業(yè)海岸、港口碼頭海岸、臨海工業(yè)海岸、旅游娛樂海岸、城鎮(zhèn)海岸、礦產(chǎn)能源海岸、保護海岸、特殊用途海岸和未利用海岸；依據(jù)海岸時間尺度，劃分為歷史海岸、現(xiàn)狀海岸和未來海岸；依據(jù)海岸管理實踐，劃分為管理海岸和實際海岸。謝秀琴將海岸分為基巖海岸、砂質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸、人工海岸。

而大連，別稱濱城，海岸線占全國10%、遼寧73%，因此本文以大連海岸帶為研究對象，以利用Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行海岸線提取為目的，研究海岸帶的分類體系，為海岸線準確提取提供基礎(chǔ)。

2 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)源

大連位于遼寧半島南端，地處黃渤海之濱，擁有得天獨厚的地理位置（見圖1）。黃渤海兩海岸線總長度約2211公里，其中大陸岸線約1371公里。但隨著海岸經(jīng)濟的發(fā)展，1990-2005年間大連海岸線縮減了93.4km，占總岸線的5%，自然岸線比重下降了8.7% 。

圖1 大連海岸線

美國陸地衛(wèi)星（Landsat）自 1972年7月23日發(fā)射成功Landsat-1以來，持續(xù)獲得陸地地面數(shù)據(jù)，2013年2月又成功發(fā)射了Landsat-8。Landsat衛(wèi)星可以提供空間分辨率30m的多光譜波段數(shù)據(jù)和15m的全色波段數(shù)據(jù)，為海岸線的監(jiān)測及變遷研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與討論

通過資料收集、遙感影像目視判讀以及實地調(diào)查等發(fā)現(xiàn)大連海岸類型多樣，其中大連自然海岸以基巖海岸帶為主，由于地理位置，并無景觀獨特的生物海岸帶。人工海岸中由于沿岸水域較深，適合建設(shè)優(yōu)良港口，因此港口較多，如大連港、大連新港、長興島等深水港，從而形成了規(guī)模龐大的港口碼頭海岸帶。除此之外，近年來為擴展城市發(fā)展的空間，圍填?；顒拥拇笠?guī)模進行，建設(shè)了眾多的“陸地”，如星海廣場、保稅區(qū)填海工程等。

根據(jù)大連海岸的特點，結(jié)合《海洋監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》（國家海洋局）和已有研究成果，將大連海岸分為基巖海岸、砂質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸、人工海岸4個一級類，又將人工海岸分為碼頭海岸、鹽田海岸、養(yǎng)殖海岸、城市景觀海岸4個二級類，見表1。

表1 大連海岸分類體系

一級類

二級類

基巖海岸

__

砂質(zhì)海岸

淤泥質(zhì)海岸

人工海岸

碼頭海岸

鹽田海岸

養(yǎng)殖海岸

城市景觀海岸

3.1基巖海岸

基巖海岸多由不同山巖組成，海岸大多陡峭且坡陡水深，岸線曲折，常伴有深入陸地的海灣和海岬，附近多島嶼、礁石，在圖像上有明顯的凹凸感和山脈紋理特征（見表2）。其形成主要受波浪作用，通過波浪與風等長期對堅硬的巖石侵蝕，使基巖海岸呈現(xiàn)出奇特不一的景觀。以大連海岸線為例，基巖岸線多為石灰?guī)r組成，多有造型奇特、鬼斧神工的海蝕洞、海蝕柱、海蝕崖、海蝕拱橋、海蝕平臺等自然景觀。

3.2 砂質(zhì)海岸

砂質(zhì)海岸形成主要受波浪的長期作用，波浪將海底沉積物輸運而來，堆積在潮間帶上。針對大連海岸線，黃海、渤海海區(qū)海岸主要呈現(xiàn)出棕黃色及黃褐色，且砂粒間多夾雜有大量的碎貝殼。為了便于在遙感影像上區(qū)分砂質(zhì)海岸的具體位置，以便更加準確地提取海岸線。砂質(zhì)岸線中，有一種特殊的岸線，即與基巖海岸像毗鄰。這類海岸常伴有陡峭的崖石，陡崖下部灘面長期被海水淹沒，有較高的含水量，在圖像上可以較明顯的體現(xiàn)出來（見表2）。

3.3粉砂淤泥質(zhì)海岸

粉砂淤泥質(zhì)海岸主要由小于0.01mm的泥沙顆粒構(gòu)成，受潮汐上沖流作用影響較大，泥沙在潮汐作用下不斷淤積，最終形成灘面寬廣的海岸。此類海岸線多分布在大河入海口處，如在大連流入黃海的碧流河、莊河等河口附近（見表2）。

3.4人工海岸

人工海岸為“由永久性人工建筑物組成的岸線，如防波堤、防潮堤、護坡、擋浪墻、碼頭、防潮閘、道路等擋水（潮）建筑物組成的岸線”。大連市人工海岸主要以圍填?；顒訛橹?，加之利用灘涂、淺海資源形成的養(yǎng)殖區(qū)、鹽田等，因此分為碼頭海岸、鹽田海岸、養(yǎng)殖海岸、城市景觀海岸。碼頭海岸主要包括防波堤、修船造船建筑物，陸上裝卸、儲存、運輸設(shè)施和港池、進港航道及其水上導航等項建筑工程（見表2）。大連港，作為中國東北最重要的集裝箱樞紐港，在交通運輸上為貿(mào)易交易帶來了極大的方便，但與此同時，也嚴重改變了自然海岸的特征。鹽田海岸是為進行海制鹽而圍成的，其中的鹽田面積較大、在海岸附近呈規(guī)則分布（見表2）。大連是我國海鹽主要產(chǎn)區(qū)之一，占全國鹽田總面積的8.75%，現(xiàn)有復(fù)州灣、金州、皮口和旅順四大鹽場。

養(yǎng)殖海岸是漁業(yè)岸線中的一種，主要用于水產(chǎn)養(yǎng)殖（見表2），主要養(yǎng)殖區(qū)集中在黃海海域的莊河的南尖—保稅區(qū)滿家灘區(qū)域、渤海海域的金州灣、普蘭店灣、復(fù)州灣、葫蘆山灣等灣頂。這類海岸線在帶來經(jīng)濟效益的同時，也極大地污染了自然岸線的生態(tài)環(huán)境，赤潮等災(zāi)害多次發(fā)生。

城市景觀海岸中多填海造地。由于沿海地區(qū)城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，以及城鎮(zhèn)建設(shè)項目的大力實施，沿海城市為改善人民生活質(zhì)量及豐富人民精神生活，修建了廣場、公園、景觀設(shè)施等以拓展海岸空間。如大連的星海廣場填海項目是一個典型的城市景觀海岸，星海廣場位于大連南部海濱風景區(qū)，原來是一個被廢棄的鹽場，經(jīng)過建筑垃圾填海形成了面積達62公頃的“陸地”，這項填海工程很大程度上為大連帶來了巨大的經(jīng)濟效益。除此之外，目前普灣新區(qū)填海工程、金州灣國際機場項目等填海工程也在積極籌備當中。這類填海工程雖然促進了商業(yè)的發(fā)展，從而帶動了經(jīng)濟，但是在這個過程中也帶來了生態(tài)損害價值。

表2 大連海岸分類體系

一級類

二級類

圖例

特征

分布

基巖海岸

——

常伴有深入陸地的海灣和海岬，岬角岸段一般以侵蝕為主，侵蝕下來的物質(zhì)在波浪和海流的作用下，被輸移到海灣岸段堆積。附近多島嶼、礁石。

大連由于特殊的地理位置，多此種海岸，如黑石礁、大黑石等地。

砂質(zhì)海岸

砂質(zhì)海岸主要受波浪的長期作用，波浪將海底沉積物輸運而來，堆積在潮間帶上。該海岸多由中位數(shù)的數(shù)值不同的沉積物構(gòu)成，根據(jù)砂粒大小，可分為粗砂、中砂、細砂、粗粉砂、細粉砂。

以大連金州新區(qū)沿岸為代表，砂粒較粗，細砂少見。

淤泥質(zhì)海岸

粉砂淤泥質(zhì)岸線主要由小于0.01mm的泥沙顆粒構(gòu)成，灘面寬廣，常見于大河入海口處。

大連養(yǎng)殖區(qū)多建立在淤泥質(zhì)海岸上。

人工海岸

碼頭海岸

碼頭海岸主要包括防波堤、修船造船建筑物，陸上裝卸、儲存、運輸設(shè)施和港池、進港航道及其水上導航等項建筑。

如大連港、大連新港、長興島深水港等。

鹽田海岸

鹽田海岸是為進行海制鹽而圍成的，是一類特殊的工礦用地， 其中的鹽田面積較大，在海岸附近呈規(guī)則塊狀連續(xù)大面積分布。

大連金州、旅順等產(chǎn)鹽區(qū)多此種海岸。

養(yǎng)殖海岸

主要用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)一般為人工修筑的圈圍區(qū)域 ，形狀規(guī)則，大部分呈矩形且并排整齊分布，少數(shù)呈圓形。

一般該海岸多見于淤泥質(zhì)海岸上。

城市景觀海岸

城市景觀海岸中多圍海造地，即在周圍泥沙來源充足的海灘上，以建造人工堤壩，圍圈部分海域，填土成陸的過程。

大連地區(qū)多圍海造地工程，如星海廣場、大窖灣等填海項目。

4 結(jié)論

制定大連海岸帶分類體系是海岸線提取以及海岸線動態(tài)監(jiān)測的關(guān)鍵問題，該體系將作為基礎(chǔ)貫穿于整個海岸線的監(jiān)測，為海岸帶綜合管理提供了一定的理論支持。本文以大連海岸線為研究對象，以利用Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行海岸線提取為目的，將大連海岸分為基巖海岸、砂質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸和人工海岸4個一級類，將人工海岸根據(jù)其具體功能及在遙感圖像上呈現(xiàn)的特征分類，分為碼頭海岸、鹽田海岸、養(yǎng)殖海岸和城市景觀海岸（以填海造陸為主）4個二級類，為大連海岸帶監(jiān)測和管理提供依據(jù)。

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