基于GIS的海域海岸帶空間管制分區研究
——以三亞市為例

陳孝，李元超，謝琳

(海南省海洋與漁業科學院 海口 570125)

基于GIS的海域海岸帶空間管制分區研究
——以三亞市為例

陳孝，李元超，謝琳

(海南省海洋與漁業科學院 海口 570125)

隨著陸地發展空間開發日益飽和及海洋經濟快速發展，對海域海岸帶空間資源開發利用的范圍和規模迅速擴大，可持續開發利用海域海岸帶空間資源已經成為多數沿海城市區域面臨的重大問題。空間管制是近年來規劃界關注的熱點理論，是一種調節社會、經濟、環境可持續發展的重要方式。文章基于三亞市海域海岸帶空間保護與利用的現狀和階段特點，采用生態安全格局理論、土地適宜性評價方法構建包括地形地貌、城鎮與交通、自然生態、海域海岸帶開發利用、未明確用途海域海岸帶等5大類因素，23個具體評價指標的評價指標體系模型，計算海域海岸帶保護與利用適宜性的綜合得分;然后結合Arcgis軟件，采用空間分析模塊對三亞市海域海岸帶進行空間管制分區，分析結果劃分為4類區域，即嚴格管控開發區、限制開發區、重點開發區和優化開發區;最后根據分區結果提出三亞市海域海岸帶不同空間管制區域的管控要求與引導建議。

海域管理;海岸帶綜合管理;基于生態系統的海洋管理;海洋開發

海洋是個資源寶庫，有著巨大的開發潛力，也是人類生存和發展的藍色家園。中國正向海洋強國發展，海洋經濟將成為中國多數沿海地區經濟發展的又一制高點。海岸帶作為海陸交換帶和過渡帶的特殊地理區域，是社會經濟可持續發展的重要載體和生態文明建設的戰略空間，海岸帶空間資源的合理開發與利用關系到海洋經濟發展質量和優質資源利用效率［1］。

海岸帶綜合管理是在可持續概念下，通過合理的規劃與開發，避免沿海地區空間資源的過度使用與破壞，具體包含城市經濟發展對生態岸線占用、水域污染、空間資源協調開發、災害風險規避等方面［2－3］。在三亞市海域海岸帶空間開發利用過程中，應遵循科學合理、生態優先、海陸統籌、強制性與引導性并存、重點明確等原則，劃分不同類別的海域海岸帶空間管制功能區，為三亞市海域海岸帶空間的合理開發與管制提供科學依據。

1 研究區概況與數據來源

海南省三亞市位于18°09'34″N—18°37'27″N、108°56'30″E—109°48'28″E，環境獨特，山、海、河3種自然美景集中一地。行政區域總面積1 919.58 km2，海岸線長258.65 km，海灣19個、海島68個。東鄰陵水、北依保亭、西毗樂東、南臨南海，區位優勢明顯。公路、鐵路、港口、航空等立體交通體系完備，是海南省南部的中心城市和交通通信樞紐。

本研究范圍采用區域行政區劃標準，海域海岸帶是指海域與陸地交匯帶，包括濱海陸地、低潮灘地、海岸線向海面延伸的部分等［4］。為便于研究范圍數據的獲取和海陸統籌管控要求的實施，研究范圍以海岸線向陸一側延伸5 km為界限標準，向海一側以三亞市管轄海域外界為邊界，面積共3 665.88 km2。

本研究中，高程、坡度數據通過利用三亞市2010年繪制的1∶150 000電子地形圖，建立數字高程模型(DEM)處理而得。土地利用現狀數據主要根據《三亞市土地利用總體規劃(2006—2020)》和2015年4月的Spot6遙感影像綜合整理而得。交通數據根據《三亞市總體規劃(2012—2020)》數字化整理而得。海域、岸線和海岸帶開發利用現狀數據根據《三亞市海洋功能區劃(2013—2020)》綜合處理而得。自然生態功能區、風景名勝區和植被等數據主要根據相關專項規劃整理，再結合1.5 m分辨率Spot6遙感影像解譯而得(圖1)。

圖1 2015年4月Spot6遙感影像

2 空間管制劃分與結果

2.1 評價體系與模型構建

構建評價指標體系需要選擇對海域海岸帶保護與利用適宜性有重要影響的因子，因此應遵循4大原則，即客觀性、科學性、完備性和可行性。通過查閱相關文獻以及對研究區自然、城市社會經濟條件和開發建設情況等進行綜合調查，將評價因子分為地形地貌、城鎮與交通、自然生態、海域海岸帶開發利用、未明確用途海域海岸帶等5大類，23個評價指標［5－7］(表1)。

表1 評價指標體系及分值

續表

評價因子確定后，再對研究區的地形地貌、城鎮與交通、自然生態、海域海岸帶開發利用、未明確用途海域海岸帶等情況進行反復論證。依據各評價因子對海域海岸帶開發利用的影響程度，將評價等級劃分為非常適宜、適宜、一般、不適宜和非常不適宜等5個級別，分別用5、4、3、2、1代表各評價等級的得分［1、8］(表1、圖2)。

2.2 評價因子權重計算

主要采用專家意見法和層次分析法相結合的方法來計算各類評價因子的權重。該方法將定性與定量的決策相結合，按照相關規律把決策過程層次化、數量化，尤其適合難以用完全定量法進行分析的復雜問題［9］，具有系統性、科學性、實操性、簡潔性、數據簡單易行等優點。本研究首先經過嚴格的專家推薦和審定程序，選出12位海洋管理、海洋經濟、海洋生態環境等領域的專家，并請他們對評價指標體系中的各項指標進行打分，專家打分的總體情況具有較高的權威性和客觀性;以SPSS軟件平臺建立層次結構模型，最終通過計算分析得出評價體系權重(表2)。

表2 各類評價因子權重

續表

2.3 空間管制綜合評價

2.3.1 評價模型構建

評價模型運用多因子疊加計算法，先篩選各個不同類型的評價因子，然后對各類因子數值進行標準化處理，最終根據公式(1)加權求和，得到海域海岸帶保護與利用適宜性評定的綜合分值。計算公式為:

式中:S為海域海岸帶保護與利用適宜性評定綜合得分;Wi為第i個因子的權重;Xi為某空間位置的第i個因子得分;n為評價因子的個數。

2.3.2 數據處理與計算步驟

依據三亞市的地形圖、Spot6高分衛星影像、土地利用布局圖、海洋功能區劃圖等，提取海域海岸帶的土地利用、海域功能利用和植被林地等矢量信息數據，建立矢量數據庫。

圖2 各類評價因子分值

將評價體系中的各個因子變量都進行標準化處理，統一投影坐標和重采樣分辨率;按照計算公式，在ArcGIS軟件中采用空間分析模塊對相應評價因子分值和權重值進行疊加求和分析［10－11］，從而得到三亞海域海岸帶保護與利用適宜性評價值S為0.50～3.50;最后采用自然間斷點分級法把分值分為4類，即分值0.50～1.35、分值1.35～1.75、分值1.75～2.00、分值2.00～3.50(圖3)。

圖3 空間管控綜合評價得分

2.4 劃分結果與引導控制要求

在空間管制理論中，對空間功能進行分區是一種作為空間功能分工的地域投影表達方式，同時也是一種統籌區域空間不同分工的重要方式［12］。根據空間管制綜合得分的4類分值，并結合三亞市海域海岸帶開發的實際情況和空間資源特征，將三亞市海域海岸帶分為嚴格管控開發區(分值0.50～1.35)、限制開發區(分值1.35～1.75)、重點開發區(分值1.75～2.00)和優化開發區(分值2.00～3.50)等4類空間管制區。

嚴格管控開發區(約占60.75%):主要指對保護典型海洋生態系統、維護生物多樣性具有重要作用的海域。該區以生態保護為主，嚴禁城鎮化、工業化和大規模圍填海等改變海域海岸帶自然屬性的開發活動;嚴格控制養殖、捕撈規模，實行嚴格的產業準入標準，保護海域海岸帶的生物多樣性，可適度開展生態旅游和休閑漁業，形成點狀開發、面上保護的空間格局。

限制開發區(約占19.15%):主要指以提供海洋水產品、海上旅游及船舶航運服務等為主要功能的海域海岸帶，包括用于保護海洋漁業資源的海域。該區應當采取科學、合理、有效的措施保護和恢復海洋生態、維護海洋權益、利用海洋資源;在重要海域嚴禁開展圍填海、城市建設等改變海域自然屬性、破壞海洋生態系統功能的開發活動。

重點開發區(約占9.85%):主要指在沿海經濟社會發展中具有重要地位、發展潛力較大、資源環境承載能力較強、可以進行高強度集中開發的海域海岸帶，包括城鎮建設用海區、港口和臨港產業用海區、海洋工程開發區等。該區應基于生態保護原則，加快空間開發和基礎設施建設，集約利用岸線、海域海岸帶空間，把握開發時序，適當增加開發利用強度，打造海洋經濟增長新平臺。

優化開發區(約占10.25%):主要指現有開發利用強度較高、資源環境約束較強、產業結構亟須調整和優化的海域海岸帶。該區應優化空間布局，合理調整海域海岸帶開發規模和時序，控制開發強度，嚴格實施圍填海總量控制制度，積極發展現代海洋服務業，創新海洋經濟發展方式，提升區域綜合競爭力。

3 結語

本文以三亞市為例，以三亞海域海岸帶空間的保護與利用為切入點，針對空間管制分區的影響因素、評價體系的構建、計算結果與分區方法等重點問題進行詳細和深入的研究分析，根據分析結果提出三亞市海域海岸帶不同空間管制區域的管控要求與引導建議。本研究有助于三亞市海域海岸帶空間資源的可持續開發利用，更好地協調海域海岸帶開發利用與海洋生態環境保護之間的關系，為今后三亞市科學、合理、有序發展海洋經濟提供科學依據和參考。

［1］孫偉，陳城．海岸帶的空間功能分區與管制方法:以寧波市為例［J］．地理研究，2013，32(10):1878－1889．

［2］約翰R·克拉克．海岸帶管理手冊［M］．吳克勤，楊德全，蓋明舉，譯．北京:海洋出版社，2000．

［3］FABBRI K P．A methodology for supporting decision making in integrated coastal zone management［J］．Ocean and Coastal Management，1998，39:51－62．［4］徐質斌，牛增福．海洋經濟學教程［M］．北京:經濟科學出版社，2003．

［5］粱湘波．海洋功能分區方法及其應用研究［D］．天津:天津師范大學，2005．

［6］陳明劍．功能區劃中的空間關系模型及其GIS實現:以萊州灣為例［D］．青島:中國海洋大學，2003．

［7］游建勝．海洋功能區劃論:兼論福建省海洋資源環境及海洋功能區劃［M］．北京:海洋出版社，2004．

［8］黃煥春，運彩霞，王思源，等．基于GIS、RS的城鄉空間管制區劃研究:以舞鋼市為例［J］．吉林師范大學學報:自然科學版，2013(3):111－115．

［9］龍子．管理運籌學［M］．武漢:武漢大學出版社，2002．

［10］湯國安，楊昕．ArcGIS地理信息系統空間分析試驗教程［M］．北京:科學出版社，2012．

［11］黎夏，葉嘉安，劉小平．智能式GIS與空間優化［M］．北京:科學出版社，2010．

［12］孫偉．都市區空間功能分區與管制要素準入配置研究:以無錫市區為例［D］．北京:中國科學院大學，2010．

Space Partition Research on Coastal Zone Spatial Regulation in Sanya Based on GIS

CHEN Xiao，LI Yuanchao，XIE Lin

(Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences，Haikou 570125，China)

Sustainable exploitation and utilization of coastal zone space resources has become the major issues to be resolved in most coastal regions，with the fast development of land space development becoming increasingly saturated and marine economy developing rapidly．Spatial regulation is the hot spot in the planning domain in recent years and an important way to adjust the sustainable development of society，economy and environment．This paper calculated the composite scores of coastal zone protection and utilization suitability by evaluation index system models，which include five kinds of factors，such as topography，urban and transportation，natural ecology，the utilization of sea coastal zone and the unclear purpose of coastal zone and a total of 23 concrete evaluation indexes，by using the theory of ecological security pattern and land suitability evaluation method，based on the present situation and the stage characteristics of coastal zone protection and utilization．The space control partition of coastal zone for Sanya City was determined by using spatial analysis module combined with Arcgis，which was divided into four classes:the strictly controlled developing zone，the restricted developing zone，the important developing zone and the optimizing developing zone．Ideas and suggestions for the division of spatial regulation about coastal zone in Sanya City were also put forward．

Sea area management，Integrated Coastal Zone Management，Marine management based on ecosystem，Ocean development

P74

A

1005－9857(2017)02－0034－06

2016-09-20;

2016-12-01

中國科技支撐計劃項目(2009BAB44B03);國家海洋局公益性行業科研專項(201105012，2010418012);東南沿海半封閉海灣生態系統對人類活動干擾的響應評價、生態重構技術及示范(2010418012)．

陳孝，工程師，碩士，研究方向為海洋開發與保護，電子信箱:418398105@qq.com