遼寧省海島地名普查中相關測繪問題探討

張笑+雷利元+劉明+龔艷君+張云

摘 要：海島地名普查作為一項公益性的地名基礎調查，具有時間緊、任務重、工作量大、技術性強等特點。3S相關的現代化測繪技術在數據數字化、海上導航定位和信息識別、提取、勘測、分析、處理以及數據集成等方面的顯著優勢，在遼寧省海島地名普查中取得了良好的效果，但因海島地名普查項目的特點以及海洋、海島的特殊性，其在使用過程中也受到了一定的限制。本文就遼寧省海島地名普查中在前期數據分析整理、遙感影像應用及外業實地勘測中存在的相關測繪問題進行了分析和探討，并結合實際工作提出了一些看法、建議及解決方案，希望對今后開展類似的工作具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：海島地名普查；測繪問題；問題探討；3S技術

中圖分類號：P281 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0207-02

根據《國務院辦公廳關于開展第二次全國地名普查試點的通知》（國辦發[2009]58號）精神和《全國海域海島地名普查實施方案》的要求，以及國家海洋局在各沿海省（直轄市、自治區）做出的部署和安排，遼寧省從2010年起開展了遼寧省海島地名普查工作，要求通過實地調查和運用衛星、航空遙感相結合的方法，在確定全省海島數量、查清全省海島地名現狀的基礎上，對尚無名稱的海島按規定程序進行命名，對不規范的海島名稱進行標準化處理，除此之外，須在全部外業現場調查的基礎上，掌握海島的基礎地理要素、社會屬性和生態環境，包括海島的地理位置、岸線長度、陸域面積、近陸距離、高程、居住人口、開發利用現狀等，對重要海島設置名稱標志，建立海島地名信息系統[1]。

遼寧省海島地名普查作為一次大范圍的區域性基礎調查，運用3S技術取得了很好的效果，如運用RS技術解譯遙感影像獲取海島的位置、面積、岸線長度、植被類型等基礎信息，利用GPS技術在海上快速準確導航定位和測量海島的特征地物以及島上的開發利用現狀、在GIS平臺上進行海島地名信息和地理基礎數據的集成及數據信息化建設，為普查工作節省了大量人力和物力，提高了工作效率，保證了工作質量，實現了普查工作的科學化、規范化、數字化和信息化[2]。

但也因海島地名普查項目的特點和相關規程規范的具體要求，以及海洋、海島的特殊環境如海島岸線長度、陸域面積測量過程中常受海洋潮差的影響，在前期數據整理、數字化的過程中，以及遙感影像應用和實地勘測等環節中遇到一些具體問題。

1 前期數據整理中存在的問題

為獲取海島地理實體的名稱、地理位置和地名等相關信息，形成海島現場實地調查名錄以及制作外業調查底圖，對前期搜集到的地名類、史志類、專項調查類、圖件類和統計類等有關資料進行了對比分析和研究，在對這些數據、信息進行梳理的過程中，發現相關資料存在描述和記載不詳盡、眾說紛紜和信息化程度不高、測繪成果精度低以及坐標系不統一等問題。

1.1 測繪成果精度低

由于搜集的文字和圖件等歷史資料分屬不同時期，上至明清時期的《遼東志卷一·地理》和《盛京通志卷九·山川志》、到近年出版的《大連掌故》（2007年）以及項目調查當年的考察報告等，很多資料中對海島位置等信息的記載大多都沒具體詳盡的坐標，多為大致方位、距離等一些文字性的定性描述，隨著測量技術等現代科學技術的進步與發展，到了近代逐步使用測量儀器進行定位，但由于受測量儀器精度的限制，測量成果精度也不高，如不接受差分信號的手持GPS使用的定位誤差一般在幾十米到幾百米不等，這對于一些面積較小的海島，特別是在同一區域有幾個集聚分布的海島時，就很難辨別和核查。另一方面，海島歷來作為維護國家海洋權益和海洋安全戰略的前沿陣地，由于密級的限制，在對外出版的部分資料中往往進行了脫密處理，導致數據精度不高，以上種種原因造成資料中記載的海島位置、地名等信息跟海島實際情況不一致，在資料的實際整理過程中需要對這些信息進行分門別類，借助近期的遙感影像進行綜合分析和現場調查來識別和判斷。

1.2 坐標系不統一

因前期搜集到的圖件資料，如海圖、地形圖、規劃圖等，來源于不同的部門，有海軍、海洋、土地和民政等主管部門，而且圖件繪制當時都是為了滿足各自行業、領域的使用、管理和建設需求，都各自執行自己行業的有關規范，加上早期測繪手段和測繪技術的限制，導致在數據測量和成果編制的過程中采用不同的測繪標準，如坐標系就有北京54坐標系、西安80坐標系和WGS-84坐標系，甚至還有各地城建坐標系，對于同一海島實體，不同的坐標系之間的測量成果，在平面上會有幾十米、甚至百米的坐標差距，如采用這樣的基礎數據到實地勘測必然會錯誤的產生類似異點同島數據，為了滿足項目的總體要求和減少外業調查的工作量，通過在遼寧沿岸選擇幾種坐標系公共點和設置GPS控制點進行聯測計算坐標系間的轉換參數開發坐標系轉換軟件完成坐標轉換[3]。

1.3 數據信息化程度不高

因搜集到的各種圖件、文字等歷史資料，多以紙質資料為主，大都陳舊不全，數據分散、信息化水平低，基本都停留在以前的紙質檔案管理，很少有現代化信息管理系統，在實際工作過程中，對史志類的文獻資料逐篇翻閱，進行地名數據的定位、提取地名信息，對海圖、地形圖、專題圖等紙質圖件資料，進行掃描配準和矢量化，建立了較高效、規范的數字化工作流程，先后處理了上萬頁書籍和近千張圖紙，梳理遼寧全省海島地理實體點位近4000個。另一方面，由于計算機技術和行業軟件的不斷發展，部分信息管理系統的電子數據資料，在使用的過程中其數據格式存在不同形式，有MapInfo的tab、AutoCAD的dwg和ArcGIS的shp等格式，為便于數據集成，使用ArcGIS軟件的ArcToolbox模塊、FME工具進行數據格式轉換。

2 遙感影像使用中存在的問題

遙感技術具有觀測面積大、定位精確和地物信息豐富等特點，特別在海島識別定位，岸線、潮間帶和植被等信息提取的方面具有優勢，已成為資源環境調查的重要技術手段，但在普查過程中因受空間分辨率、影像更新速度、使用成本等影響在使用中受到了一定的限制。

2.1 受空間分辨率的影響

根據遙感影像的紋理、色調和形狀等解譯標志可以較好的判別海島、量算面積和岸線長度、識別植被類型，但在實際調查過程中，由于使用的遙感影像精度不一，分辨率多為在1m至10m之間，甚至更低，受其影響，影像圖上有許多相似的地物如艦船和較大面積的漂浮物干擾判斷，僅僅依賴遙感影像不能準確地識別，導致大量疑似海島的出現，增加外業實地核查的工作量，加上遼寧地處北方，夏冬季節分明，尤其是冬季有冰期，在解譯植被類型如草叢、灌木、喬木的過程中受到一定的限制。另外一方面，由于遙感影像成像的瞬時性，落潮時的低潮高地可能被識別為島嶼，再就是因島體形狀受潮汐潮差的影響有所變化，在遙感影像圖上量算海島面積和岸線長度時，數據會存在一定誤差。在實際工作中就需要結合海島潮汐、海島影像的實時水邊線等資料進行綜合分析和借助GPS導航定位到現場實地判別和勘測。

2.2 影像數據更新慢難反映現狀

由于海域的范圍廣大，海洋數據的獲取相對陸地資料耗時多，而且費用昂貴，更數據新慢，再加上海島的無序分布，很難獲取覆蓋全省調查區域所有海島的最新遙感影像，近年來隨著遼寧沿海經濟帶發展規劃等一系列戰略規劃的實施，沿岸各縣市區各類產業園區、高新技術園區等臨港產業園的興起，沿海開發活動劇烈，島上挖砂采石、圍堰建港等建設開發活動對海島改變較大，甚至存在填海連島、炸島炸礁等行為，再加上一些自然因素的影響，導致許多海島人為和自然消失，部分遙感影像已不能反映當前海島的現狀，在外業實地核查中就要做到心中有數，部分島嶼的岸線長度、陸域面積需要核實勘測，對于滅失的海島，加強外業調訪，多問多咨詢，做好海島的注銷登記。

2.3 使用成本較高

海島特殊區位條件不像常規的海域使用活動基本上都是位于海岸線兩側一個相對有規則的狹長帶狀區域內，除了群島、列島聚團分布外，散布在遼東半島及遼東灣淺海陸架上，東西橫跨約340千米，南北縱跨約250千米，呈無序零星分布，如孤島遇巖，離大陸最近距離約30千米，離附近島嶼最近距離約25千米[4]，根據遙感影像分幅的原則，有時可能一景遙感影像圖只有一個島嶼，有的甚至不到一個島嶼，如果全部采用高精度遙感影像進行遼寧全省范圍內的海島相關調查，會導致其使用率不高，且成本費用昂貴，造成一定資金的浪費。

3 實地勘測中存在的問題

3.1 集聚分布海島的位置難確定

所謂集聚分布海島，一般指距離較近成群分布的海島，因遼寧以基巖岸線為主且多基巖島，在大陸海岸線或一些基巖島附近三五成群分布著類似的島嶼，且無土壤和植被，僅由幾塊巖礁組成，島與島間距近，甚至不足1米。因島體面積小，受遙感影像空間精度的影響無法量測海島面積和岸線長度，甚至無法判別，再加上島體陡峭，周邊海域暗礁眾多，無法靠近和登陸，很難準確測量其地理位置和相關空間屬性數據，在外業調查時，通過繞島記錄整體航跡線，繪制外業調查草圖，在圖上標明各個島嶼的位置和大致方向，通過附近大島或者大陸拍攝不同角度全景照和視頻作為參照，推算出海島的地理位置，估算出海島面積和岸線長度。

3.2 特殊區域的島岸線難測定

由于海洋的特殊性，在島岸線測量時，經常會遇到測繪人員無法達到的礁石、陡崖或者岬角等特殊區域，常規的GPS-RTK測量帶來很大的困難，甚至無法實施測量，在實際工作中只能根據遙感影像和潮差等資料綜合分析得出，甚至憑經驗估計。

4 結語

隨著計算機技術、數據庫管理技術、測繪科學技術及相關交叉、邊緣學科的不斷發展與進步，必將帶來測繪地理信息領域的巨大變革，出現新興的技術理論和測繪儀器，以上問題必然會得到更好的解決，如地面三維激光掃描儀利用其非接觸式測量等就能便捷的解決測繪人員不能達到區域的測量問題[5]。誠然，隨著人們對測繪技術和測繪成果的應用與服務的要求不斷提高，新興的技術與儀器也必然會遇到新的問題，這就需要我們每個測繪人進行不斷的實踐與探索。

參考文獻

[1]全國海域海島地名普查工作領導小組辦公室.《全國海島地名普查工作手冊》[Z].2010年，北京.

[2]雷利元，張笑，尤廣然，等.3S技術在遼寧省海島地名普查中的應用[J]，全球定位系統.2014，39（6）：90-93.

[3]夏浩銘，畢遠溥，雷利元，等.遼寧省海岸帶北京54、西安80與WGS-84坐標轉換研究[J].海洋地質動態，2010，26（335）：50-54.

[4]畢遠溥，劉林林.遼寧省海島地名志[M].北京：海洋出版社，2014.

[5]雷利元，張笑，席小慧，等.三維激光掃描技術在海洋領域中的應用現狀與前景展望[J].氣象水文海洋儀器，2015，32（2）：117-120.