张云
, 张建丽
ZHANG Yun, ZHANG Jian-li
中图分类号: P73
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2015）10-1288-08
通讯作者:
收稿日期: 2014-01-16
修回日期: 2014-07-24
网络出版日期: 2015-10-25
版权声明: 2015 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：张 云（1979-）,男,辽宁灯塔人,博士研究生,工程师,主要从事海洋空间数据挖掘、数据集成研究。E-mail：yunzhang@nmemc.org.cn
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摘要
海岸线变迁是一个动态的演变过程,它是自然与人类共同作用的结果。基于1990年、2000年、2007年和2012年4个时期的资源卫星、Landsat系列卫星的遥感影像,采用色差Canny算子计算方法提取岸线数据,计算近22 a来中国大陆海岸线向海推进或向陆后退的空间位置变化量及年均变化速度,研究中国大陆海岸线空间位置与稳定性的演变规律,得出以下结论：① 中国海岸线空间位置变化以向海推进为主;② 中国海岸线多为相对稳定海岸线,其次为强烈岸进岸线,稳定性岸线全国均有分布,而强烈岸进岸线多分布于江苏和辽宁两省;③ 自1990年以来,中国大陆岸线的稳定性指数逐渐降低,22 a下降了1.1,以长江入海口为分界,南方沿海城市岸线稳定性指数高于北方。
关键词：
Abstract
Coastline is not only identified the coastal shoreline land and water boundaries but also contains a wealth of environmental information. Coastline change is a dynamic process of evolution, whose changes directly affected intertidal mudflat resources and coastal environment, also cloud cause a variety of changes in the coastal zone resources and ecological processes. These changes can impact on coastal human survival and development.In this study,referencing the economy, marine legal system and the development process of management of sea areas of the ocean, Remote sensing images from Landsat and HJ satellite, of which 12 images from Landsat TM in 1990 and 2007, Landsat ETM+ in 2000 and HJ-1A HJ in 2012 were chosen. Color Canny operator automatic extraction technology was used to extract four periods of continental coastline, then the average Depth degree’s calculating model was built to get the AveD- AveD+ and SY of continental coastline in China. Then the rules of spatial variation characteristics and the stability were obtained nearly 22 years. 1) The promoting seaward distance is the major the variation of spatial distances of continental coastline in China; 2) The stable and strongly forward coastline are the major components of continental coastline in China, and thestable coastline is all over coastal provinces ,then the strongly recessing distributed mainly in the Jiangsu and Liaoning provinces. 3) Over the past 22 years, the stability of continental coastline were declining and its index fell by 1.1. The stability indexes of continental coastline the dividing line is in the Changjiang River estuary, southern coastline are generally higher than the northern coastal cities. It's found that the reason of the changes of shoreline position is the interaction of natural factors and human factors. Their affection are not the same.Natural factors are the main factors affecting the landward retreat of the coastline, such as seawater erosion, sea level rise and land subsidence. Storm surges and other marine disasters also caused shoreline landward retreat. Human use of the sea is a major factor in advancing to the sea coast.Reclamation farming, port construction, land filling, accelerated shoreline seaward. In addition to the extreme marine disasters, the impact of natural factors is mostly continuous and slow, but impact of human activities is quick and direct.
Keywords：
海岸带是海洋与陆地交接的特殊地带,是人类赖以生存和发展的重要场所,也是海洋水动力作用强烈的地带。海岸线不仅标识了沿海地区的水陆分界线,同时蕴含着丰富的环境信息,其变化直接影响潮间带滩涂资源量及海岸带环境,引起海岸带多种资源与生态过程的改变,影响沿海人类的生存发展[1]。研究中国大陆海岸线空间位置变化及其驱动因素,对于了解海岸带生态环境变化乃至全球变化具有重要意义[2]。
目前国内外对海岸线的时空变迁及变迁因素的研究较为成熟。国外 Ahmad Sajid Rashid、Kuleli Tuncay、Kur Sumeyra等[3~8]分别研究了南美洲圭亚那海岸线、土耳其拉姆萨尔海岸带湿地岸线与1972~2002年地中海库罗瓦三角洲岸线和土耳其伊斯坦布尔市海岸线等局部地区的海岸线的时空变化特征;国内学者高梅、韩晓庆等[9~11]也分析了深圳、河北和莱州湾海岸线的时空变化特征。Durduran S Savas、Valvo L M、孙才志、高义等[12~18]研究了岸线变化的自然驱动因素和人类活动因素。
以往的研究多侧重于海岸线提取技术,岸线演变分析多为简单语言描述,缺乏科学和系统的研究方法;研究区域以局部为主,缺乏大范围和长时间的海岸线变迁研究。本研究以国家海洋局海量的遥感影像为基础,结合遥感和GIS技术[19]提取1990年以来中国的大陆海岸线,构建海岸线空间位置变化模型,分析海岸线稳定性的空间分布规律,为海洋资源开发利用提供理论基础。
本研究参考中国海洋经济 [23]、海洋法律制度 [24]以及海域使用管理的发展历程[25],选择1990年、2000年、2007年和2012年4个时期（9~11月）的海岸带遥感影像数据（表1）。因研究时间和空间范围较大,遥感影像的质量和精度不一致,参考了Yun Zhang等[26]的预处理技术和方法,完成影像的配准、校正、匀色和镶嵌等统一标准化预处理,控制误差范围在1个像素之内。
表1 数据来源与说明
Table 1 Data source and introduction
| 年 份 | 遥感数据 类型 | 空间分 辨率（m） | 景数（景） | 数据来源 |
|---|---|---|---|---|
| 1990年 | Landsat TM | 30 | 12 | 国家海洋局 |
| 2000年 | Landsat ETM+ | 30 | 12 | 国家海洋局 |
| 2007年 | Landsat TM | 30 | 54 | 国家海洋局 |
| 2012年 | HJ-1A | 30 | 51 | 国家海洋局 |
本次提取的海岸线（瞬时海陆分界线）,包括大陆地区和海南岛,不含台湾、舟山市和三沙市,统称为大陆海岸线。将预处理后的影像采用色差Canny算子岸线自动提取技术[26],完成海岸线信息的提取。
表2 中国大陆海岸线长度（km）
Table 2 The length of Chinese continental coastline (km)
| 岸线类型 | 1990年 | 2000年 | 2007年 | 2012年 |
|---|---|---|---|---|
| 自然岸线 | 11516.5 | 9681.6 | 8980.9 | 8006.3 |
| 人工岸线 | 6362.3 | 8470.1 | 9383.1 | 11027.3 |
| 河口岸线 | 156.1 | 146.4 | 137.3 | 127.3 |
| 合计 | 18034.9 | 18297.9 | 18501.3 | 19160.7 |
由表2分析可知：近22 a以来,中国大陆海岸线的长度、类型发生了很大的变化。从长度来看,中国大陆海岸线长度处于增长趋势,2012年长度达到19 160.7 km,年均增长51.2 km。从类型来看,自然岸线逐年减少,但减少速度有所减缓;人工岸线不断增加,年均增长212 km。
岸线稳定性是指海岸线受自然或人为影响作用下,向海推进或向陆后退的水平距离,即岸线纵深度。为了便于记录,将向海推进岸线的纵深度数值记为正,将向陆后退的岸线纵深度数值记为负。按照空间位置变化,将海岸线划分为向海推进区和向陆后退区。一般每个区块岸线长度为10~20 km,位移强烈的区块岸线长度为1~10 km,每0.5~1 km岸线长度作一垂直于海岸线主体走向的剖面,量算岸线位置在这一剖面上的变化距离。区块纵深度的计算模型如下：
为了反映各区域大陆海岸线的平均纵深度,构建模型如下：
公式（1）和（2）中,D为岸线纵深度值,
为了计算海岸线纵深度年均变化速度,构建模型：
式中,SY为纵深度年均变化速度,y为岸线变化时间间隔,AveD-为平均负纵深度,AveD+为平均正纵深度。
以地级市为单位,计算各市的大陆海岸线稳定性指数,计算公式如下：
式中,E为大陆海岸线稳定性指数;Rs为稳定岸线、岸退岸线和岸进岸线长度占大陆海岸线总长度比例,Rc为强烈岸退岸线和强烈岸进岸线长度占大陆海岸线总长度比例,E值越大表示岸线稳定性越好。
采用公式（2）和（3）分别计算出1990~2000年、2000~2007年和2007~2012年3个时间段的大陆海岸线的平均纵深度和年均变化速度。
图1 中国大陆海岸线纵深度变化（m）
Fig.1 The depth degree change of Chinese continental coastline (m)
图2 中国大陆海岸线纵深度年均变化速度
Fig.2 The average annual rate of Chinese continental coastline
由图1可看出,中国大陆海岸线正纵深度远大于负纵深度,表明大陆海岸线空间位置以向海推进为主,向陆后退为辅,尤其2007~2012年天津市向海推进的平均距离为1 077 m。由图2可以看出,海岸线纵深度平均变化速度逐年增加,天津、江苏、广东变化尤其明显,2007~2012年全国海岸线年均向海推进的距离约为64 m。中国大陆海岸线纵深度时空演变特征如下：
1） 1990~2000年,中国大陆海岸线岸进距离与岸退距离相差不大,基本处于平衡。此阶段海岸线位置变化主要以自然因素作用为主、人为因素为辅。自然因素主要为自然淤积、海平面上升、海岸侵蚀和自然灾害等,对海岸线的影响较为缓慢;人为因素多为海洋渔业、海洋盐业和海洋运输业[27]等活动,对岸线影响较小,海岸线位置变化基本处于平衡阶段。期间河北省向陆后退变化值最大,年均岸退的距离约为34 m;天津市排第二位,年均岸退的距离约为28 m;而江苏省因自然淤积推动岸线向海推进变化值最大,年均向海推进约54 m。
2） 2000~2007年,大陆海岸线岸进距离大于岸退距离,且岸进速度大于岸退速度。此阶段人为开发作用力大于自然因素,岸进现象明显加强。2002年1月《中华人民共和国海域使用管理法》的正式实施,引发海洋开发高潮时代的到来,代表新中国海洋开发政策迈向强国战略的新时期[27]。随着海洋经济不断成为国民经济新的增长点,海洋资源开发力度不断加大,部分海域环境发生恶化,岸段出现了向陆后退,江苏省最为严重,年均岸退的距离约为48 m;山东省排第二位,年均岸退的距离约为23 m;而天津市海岸线向海推进距离最大,年均向海推进的距离约为105 m。此阶段大陆海岸线向海推进的趋势加强。
3） 2007~2012年,大陆海岸线岸进距离远大于岸退距离,岸进速度快速增加。此阶段为海洋开发的一个新高潮[28],辽宁省向陆后退距离最大,年均岸退23 m;上海市排第二位,年均岸退距离20 m;天津市岸进距离最大,年均向海推进215 m,因为临港工业区和海滨新区的建设带动了新一轮的围填海行为,加速岸线继续向海推进。
为了形象与真实的展现中国大陆海岸线几何空间变化形态,依据2007~2012年大陆海岸线区块内的岸线平均纵深度数值范围,参考中国海岸地貌景观变化[29]、海岸线资源保护与利用[30]及遥感影像精度范围,根据分等定级方法,将大陆海岸线划分为：强烈岸退岸线、岸退岸线、稳定岸线、岸进岸线和强烈岸进岸线5个类别（本研究划分的为相对结果,稳定岸线为岸进和岸退现象不明显）。岸线纵深度变化划分标准如表3所示：
表3 岸线纵深度变化划分标准(m)
Table 3 The division standard of depth degrees change (m)
| 分类标准 | 强烈岸退岸线 | 岸退岸线 | 稳定岸线 | 岸进岸线 | 强烈岸进岸线 |
|---|---|---|---|---|---|
| 纵深度变化值X | X<-100 | -100≤X<-30 | -30≤X≤30 | 30<X≤200 | X>200 |
表4 中国大陆海岸线纵深度变化类型岸线长度（km）
Table 4 The length of various types depth degree of continental coastline in China (km)
| 岸线类型 | 时期 | 辽宁 | 河北 | 天津 | 山东 | 江苏 | 上海 | 浙江 | 福建 | 广东 | 广西 | 海南 | 全国 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 强烈岸退岸线 | 1990~2000年 | 53 | 11 | 6 | 86 | 69 | 6 | 26 | 25 | 20 | 10 | 7 | 318 |
| 2000~2007年 | 63 | 22 | 16 | 98 | 105 | 2 | 68 | 29 | 41 | 93 | 32 | 569 | |
| 2007~2012年 | 24 | 6 | 3 | 27 | 11 | 1 | 1 | 13 | 16 | 0 | 2 | 105 | |
| 岸退岸线 | 1990~2000年 | 6 | 2 | 0 | 19 | 8 | 0 | 5 | 17 | 10 | 4 | 4 | 76 |
| 2000~2007年 | 25 | 24 | 5 | 30 | 20 | 1 | 11 | 34 | 34 | 19 | 30 | 231 | |
| 2007~2012年 | 13 | 5 | 0 | 12 | 8 | 0 | 2 | 22 | 6 | 7 | 3 | 80 | |
| 稳定岸线 | 1990~2000年 | 1569 | 252 | 112 | 1892 | 261 | 10 | 1591 | 2291 | 1982 | 1147 | 1194 | 12646 |
| 2000~2007年 | 1452 | 240 | 87 | 1846 | 334 | 101 | 1612 | 2383 | 2767 | 1292 | 1203 | 13687 | |
| 2007~2012年 | 1375 | 270 | 92 | 1878 | 292 | 167 | 1526 | 2247 | 2841 | 1151 | 1345 | 13568 | |
| 岸进岸线 | 1990~2000年 | 102 | 32 | 4 | 183 | 50 | 27 | 110 | 426 | 607 | 260 | 285 | 2103 |
| 2000~2007年 | 94 | 36 | 3 | 170 | 50 | 10 | 72 | 211 | 248 | 130 | 236 | 1278 | |
| 2007~2012年 | 122 | 24 | 11 | 210 | 79 | 9 | 117 | 246 | 141 | 71 | 95 | 1128 | |
| 强烈岸进岸线 | 1990~2000年 | 311 | 162 | 37 | 511 | 510 | 167 | 545 | 153 | 693 | 168 | 110 | 3398 |
| 2000~2007年 | 508 | 227 | 94 | 651 | 589 | 81 | 495 | 218 | 234 | 51 | 61 | 3213 | |
| 2007~2012年 | 881 | 357 | 232 | 748 | 1196 | 17 | 466 | 426 | 362 | 215 | 158 | 5061 |
依据岸线纵深度变化划分标准,计算出1990年以来3个时间段的中国大陆海岸线纵深度变化区各类型的岸线长度如表4所示：
整体来看,中国海岸线以相对稳定岸线为主,其次为强烈岸进岸线。从时间角度来看,1990~2000年、2000~2007年和2007~2012年3段时期中国稳定岸线的长度呈增加趋势,其年均变化速度也逐年增加,占全国岸线总长度比例维持在68%~72%之间;强烈岸进岸线长度呈增加趋势,其年均变化速度逐年增加,其中2007~2012年段年均增加速度为1012.2 km,所占比例基本保持在16%~25%之间;岸进岸线长度呈下降趋势,其下降速度在2000~2007年段最小,所占比例保持在5%~11.3%之间;强烈岸退岸线长度与岸退岸线长度,从1990年至2007年处于缓慢增长阶段,17 a间其岸线长度所占比例增长了2.09%,但从2007年至2012年急剧下降,5 a间岸线比例下降了3.29%;
从空间分布范围来看,中国北方沿海城市大陆岸线空间位置变化强度大于南方。综合各年度数据分析：① 强烈岸退岸线多分布于山东和辽宁,两省强烈岸退岸线长度之和占全国总长度的比例在1990~2000年和2007~2012年间均大于40%,多集中于黄河入海口、葫芦岛湾等海域;② 强烈岸进岸线多分布于江苏和辽宁,两省的强烈岸进岸线长度之和占全国总长度的比例从1990~2000年间的24.13%,增长到2007~2012年间的41.03%,而天津市强烈岸进区岸线长度占本行政区内总岸线长度的比例最大,达到68.64%;③ 稳定岸线多分布于福建、广东、山东、浙江和辽宁,3个时期稳定岸线长度之和占全国总长度的比例均大于72%。
由大陆海岸线稳定性指数E计算公式（4）,计算出1990年以来3个时期的中国大陆海岸线稳定性指数（图3）。
由图3可知,大陆海岸线稳定性整体布局情况与稳定岸线的保有量相同,以长江入海口为分界,北方沿海城市岸线稳定性指数全部低于3,江苏省最低为0.3（分析原因是江苏省存在的粉砂淤泥质岸线较多,受自然和人为影响变化较大）,其次是天津市为0.4（分析原因是滨海新城区和临港工业区的人为开发活动引起）;而南方沿海城市稳定性指数都高于3,特别是上海市和海南省大于等于9。
从时间尺度来看,中国大陆海岸线稳定性指数1990年以来逐年下降,22 a来下降了1.1。从全国范围来看,上海和浙江指数为增长趋势,表明其海域开发力度逐渐趋于饱和;广东、广西和海南三省指数表现为先增后降趋势,表明2007~2012年间的海域开发力度大于2000~2007年间。而其他省份指数均处于下降趋势,表明自1990年以来,这些区域内海域开发的需求和力度正逐年加大。
海岸线位置变化是各种自然因素与人为因素共同作用的结果。自然因素是影响海岸线向陆后退的主导因素,如海水侵蚀、海平面上升和地面沉降均是使海岸线向陆后退,风暴潮等海洋灾害也会导致海岸线向陆后退;人为用海是海岸线向海推进的主导因素,人类围海养殖、港口码头修建、围海造地等用海项目的使用,加速海岸线向海推进。除极端海洋灾害外,自然因素对海岸线变化的影响大多是持续的、缓慢的;而人类活动对海岸线的影响是迅速的且直接的,甚至破坏沿海的海洋生态系统。
从以上的研究结果可以看出,中国大陆海岸线稳定性发生了剧烈变迁运动。通过海岸线纵深度模型及稳定性指数计算模型的计算,定量研究1990年以来中国岸线的空间位置变化和海岸线稳定性,得出以下结论：
1） 中国大陆海岸线空间位置变化经历了岸进与岸退基本平衡阶段、岸进明显阶段和岸进速度强烈增加3个阶段,变化以向海推进为主,向陆后退较小;
2） 中国大陆海岸线多为相对稳定性岸线,其次为强烈岸进岸线。强烈岸进岸线多分布于江苏和辽宁,而强烈岸退岸线则集中分布于山东黄河入海口和辽宁葫芦岛海域;
3） 中国大陆海岸线稳定性指数逐年下降,22a来稳定性指数下降了1.1,整体上来看,以长江入海口为分界,北方沿海城市岸线稳定性指数全部低于3,而南方均高于3。
自然因素对于大陆海岸线稳定性的影响是缓慢的,而人类开发活动影响是巨大的。随着全球人口增长和社会经济的不断发展,海洋空间资源及生态环境可能受到无法逆转的破坏,如何进一步探索海洋、保护海洋环境、合理地开发利用海洋空间资源需进一步的研究。
The authors have declared that no competing interests exist.
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深圳市1986-2020年间海岸线动态变化特征及成因分析 [J].
综合利用Landsat TM影像数据、土地利用变更调查数据和城市总体规划成果资料,对深圳市1986-2020年期间海岸线变化进行回顾和预测分析,总结了海岸线动态变化区域土地利用时空动态变化的基本特征并进行了成因探讨.结果表明:深圳市在1986-2020年间海岸线人为改造活动表现出明显的西强东弱的空间分异格局,其中西部海岸线即将全部被改造成人工岸线,东部还保留约100.4 km的天然岸线；全市6处岸线热点变化区域累积填海造地总面积将达到108.9 km2,目前已经完成74.0 km2.缓解土地资源供需紧张矛
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人工干预下河北省淤泥质海岸岸线演变及其环境效应分析 [J].URL 摘要
以多期地形图、海图,多时相航空影像图、卫星遥感数据,多年实测数据为主要数据源,综合运用GIS软件室内判读与野外实地调查相结合的技术方法,系统分析了人工干预下河北省淤泥质海岸岸线近50a(1956～2006年)来演变过程、动因,深入探讨了海岸岸线演变特征及其对周边岸滩产生的环境效应。结果表明:河北省淤泥质海岸岸线演变动因由自然演化转变为人类影响占主导地位;变化类型由以盐田开发为主,演变为盐田、养殖池塘并重,继而以养殖池塘变化占主体,最终为养殖池塘、港口变化为主导;开发热点区域因时间不同而有所差异,南段岸线重点开发区域逐渐南移,而北段岸线则呈现不断西移的特点。黄骅港岸线变化对周边产生的环境效应表现为:改变沿岸流流向,并在航道外形成沿堤流及环流;改变滩面相对平衡状态,航道以北重塑均衡剖面;改变局部流场,近岸区高浓度泥沙沿防波堤两侧向外运动;改变岸滩沉积物类型,北滩粉沙层的规模和粒径均小于南滩。曹妃甸港岸线变化对周边产生的环境效应主要表现为:阻断东西向的浅滩潮流,对曹妃甸外缘潮流系统造成影响;南堡西侧海滩不断淤积、附近海岛、沙坝出现不同程度的淤积。本研究对于合理利用海岸带资源,科学规划海岸带发展方向,实现区域环境和经济的可持续发展具有重要的现实意义。
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1978~2009年莱州湾海岸线变迁研究 [D]. |
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Coastline change assessment on water reservoirs located in the Konya Basin Area, Turkey, using multitemporal landsat imagery [J].https://doi.org/10.1007/s10661-009-0906-9 URL PMID: 19399635 [本文引用: 1] 摘要
This paper focuses mainly on the coastline change assessment on reservoirs located in the Konya Basin Area, . The Konya Closed Basin exists at the Central Anatolia Region and covers a region of 50,000 km(2) area corresponding to the 7% cumulative area of in which three million people live, 45% in rural areas and 55% in urban areas. The basin is surrounded with the city centers of Konya, Aksaray, Karaman, Isparta, Ni臒de, Ankara, Nev艧ehir, and Antalya cities. In this study, these changes were examined using Landsat TM and + 1987-2006 and 1990-2000. In the image processing step, image and vectorization of the satellite images were carried out to monitor coastline changes over the lakes located in the Konya Closed Basin Area. At the end of the study, significant coastline movements were detected for a 19-year period due to drought effects, agricultural watering, and planning mistakes experienced in the basin.
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How does underlying geology affect coastline change? An initial modeling investigation [J].https://doi.org/10.1029/2005JF000340 URL 摘要
Conceptual geologic framework models predict that areas of the coast underlain by a weak or very fine grained lithology retreat landward faster than adjacent, more resistant or coarser-grained segments. These apparently commonsense predictions seem inconsistent with observations that sandy coastlines underlain by heterogeneous lithology remain fairly smooth. We have developed a numerical model to explore the interaction between shoreface lithology effects and alongshore transport processes on scales greater than years and kilometers. Shoreline indentations, or sections of the coast that are slightly landward of adjacent sections, tend to form in the model where the shoreface weathers more rapidly or is composed of finer-grained material. However, alongshore transport tends to fill in these indentations, slowing the weathering rates there while increasing them in adjacent areas where mobile sediment is preferentially removed. Over the long term this leads to an alongshore uniform retreat rate. Subtle shoreline undulations reflecting the heterogeneous geologic framework exist in the model, but their amplitude reaches a steady state rather than increasing with time. Compositional heterogeneities determine the morphology of the coast while weathering rate heterogeneities control the thickness of sediment on the shoreface. Thus indentations can form in sections composed of harder (less erodible) rocks if they are finer grained.
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Coastline responses to changing storm patterns [J].https://doi.org/10.1029/2006GL027445 URL 摘要
Researchers and coastal managers are pondering how accelerated sea-level rise and possibly intensified storms will affect shorelines. These issues are most often investigated in a cross-shore profile framework, fostering the implicit assumption that coastline responses will be approximately uniform in the alongshore direction. However, experiments with a recently developed numerical model of coastline change on a large spatial domain suggest that the shoreline responses to climate change could be highly variable. As storm and wave climates change, large-scale coastline shapes are likely to shift鈥攃ausing areas of greatly accelerated coastal erosion to alternate with areas of considerable shoreline accretion. On complex-shaped coastlines, including cuspate-cape and spit coastlines, the alongshore variation in shoreline retreat rates could be an order of magnitude higher than the baseline retreat rate expected from sea-level rise alone.
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辽宁省海岸线时空变化及驱动因素分析 [J].URL 摘要
借助遥感与GIS技术,以10期MSS、TM、ETM和 CBERS影像为数据源,通过人机交互式解译方式提取海岸线,并将定量分析与定性分析结合,建立海岸线与自然、经济和社会因素的灰色关联模型,探究海岸线 变化的驱动因素.研究表明:1978-2008年,辽宁省海岸线呈现快速缩短、缓慢缩短和稳定变化3个阶段,海岸线长度变化最大的是大连市,淤泥质海岸是 海岸线变化最显著的地带.海岸线变化是自然、经济和社会诸因素综合作用的结果,驱动因素在空间上存在分异.
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基于分形的中国大陆海岸线尺度效应研究 [J].Magsci 摘要
以DEM为基础，并参照卫星影像，提取了不同比例尺下中国大陆海岸线，从海岸地质构造特征和海岸类型角度出发，对我国大陆海岸线整体、沉降隆起岸段和不同类型海岸尺度效应进行分析，并探讨了引起尺度效应差异的地理环境因素。研究表明：(1) 中国大陆海岸线整体分形维数为1.195，岸线长度受测量尺度影响显著，定量刻画海岸线长度不可忽略相应测量尺度；(2)岸线分形受地质构造特征和水动力因素控制明显，隆起段和沉降段海岸线分形维数有着显著差异：辽东半岛隆起段分形维数为1.153，辽河—华北平原沉降段分形维数为1.116，山东半岛隆起段分形维数为1.148，苏北—杭州湾沉降段分形维数为1.177，浙东—桂南隆起段分形维数则达1.239；(3) 海岸线尺度效应同时随海岸类型不同有着显著差异，位于冀北平原和滦河三角洲平原岸段的砂质岸线分形维数为1.109；位于苏北平原的淤泥质岸线分维数为1.056，位于闽东南山地丘陵的基岩海岸线分形维数达1.293。海岸线是陆、海和气界面的交汇线，其分形性质的定量刻画，可为多尺度研究海气、陆气和海陆相互作用提供科学基础。
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GIS技术支持下的海岸带遥感动态监测分析[D] .
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自然和人工管理驱动下盐城海滨湿地景观格局演变特征与空间差异 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201011021569 URL [本文引用: 1] 摘要
将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种 模式,根据1987年、1997年、2007年3个时相的景观资料,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下湿地景观格局的变化差异.结 果表明:(1)人工管理区,景观斑块平均面积由205.31 hm2降至55.60 hm2,景观多样性指数1.4284降低到1.2928,优势度从0.3634上升到0.7766,表明景观破碎化明显,景观多样性呈降低趋势,优势度则 呈上升趋势.景观变化的结果导致景观带状特征变弱,镶嵌性特征十分明显;1987-1997年期间,景观格局空间演变表现为从陆地向海洋的单向演替;而 1997-2007年,景观演替呈现多向性特征.(2)自然湿地区,景观优势度呈下降趋势,从0.4844下降到0.3164;而景观多样性呈上升趋势, 其指数从0.9019上升到1.4754.景观带状格局发育更加明显,各景观带宽趋于均匀,并且景观从陆地向海洋呈单向演替特征.(3)影响海滨湿地景观 格局演变的驱动因素是:自然湿地区主要受海洋潮汐作用影响,其主要自然过程如地貌过程和植物群落演替过程等呈连续性变化,从而导致景观演变呈带状连续性发 展;人工管理区主要受人为管理影响,人为管理往往使生态过程的连续性发生突变,从而使景观演变呈多向性特征.
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Temporal and spatial changes in coastline movement of the Yangtze delta during 1974-2010[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2013, doi: . |
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遥感影像海岸线特征提取研究进展 [J].
简述了海岸线特征和遥感影像海岸线特征提取的基本思想,介绍了近年来国内外海岸线特征提取的主要方法,即阈值法、边缘检测算子法、主动轮廓模型方法、面向对象法、马尔科夫场方法等.指出当前研究存在的问题是:影像信息量不足、精度验证困难、海岸线仅是过渡区的平均线等.今后研究方向是加强地物波谱机制研究、将图像处理的基本理论与地学知识结合起来、积极探索新方法等.
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海岸线卫星遥感提取方法研究进展 [J].
<p>海岸线是划分海洋与陆地管理区域的基准线。不同海岸地貌的海岸线划分依据各不相同,因此,它们在卫星图像上的解译标志与提取方法也存在差异。论述了利用遥感进行海岸线动态监测的优势与海岸线的基本特点及其分类,明确了在各个领域中对海岸线的不同定义,指出了不同类型海岸的遥感解译标志。详细论述了不同种类卫星图像中的海岸线成像机理,介绍了使用卫星遥感图像提取各类海岸线的算法及其发展过程,并对遥感图像中的海岸线提取算法的发展方向做出了分析。</p>
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遥感影像海岸线提取及其变化检测技术研究 [M].
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中国海洋经济发展空间差异分析 [J].
90年代后期，中国海洋经济增长迅速，但区域差异呈现增大的趋势。文章分别从海洋经济发展总体水平、发展速度、产业结构变化方面入手研究不同尺度的中国海洋经济空间差异。在研究中利用标准差、变异系数、加权变异系数以及塞尔指数等指标分析中国海洋经济的省际差异以及北、中、南三大地带内及地带间差异的演变趋势。绘制罗仑兹曲线来反映海洋产业的空间集聚扩散情况。并指出出现区域差异的原因主要是资源禀赋、产业空间集聚、国家政策和外商投资倾斜以及历史基础等方面。最后提出缩小海洋经济区域差异的建议。
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中国海洋发展报告 [M]. |
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Landsat-TM遥感影像岸线变迁解译研究: 以九龙江河口地区为例 [J].
利用遥感与GIS技术相合的手段,在分析九龙江河口地区地物波谱的基础上,对研究区两期遥感影像(1986年6月与2000年5月的陆地卫星landsat-TM资料)进行解译和岸线提取.通过与20世纪70年代的地形图进行对比分析,发现九龙江北、西溪过河口大沙洲后分成北、中、南3个支流入海,其中以浒茂洲两侧的支流岸线变化最大;海门岛至口门段河口两侧岸线也有不同程度的变化;厦门西港海区是本研究区岸线变化最大的区域.文章最后对岸线变迁和河口淤积进行了初步的分析.
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Antonio Azor et al. Human-driven coastline changes in the AdraRiver deltaic system, southeast Spain [J]. |
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Zhang Jianli et al., A Study on Coastline Extraction and Its Trend Based on Remote Sensing Image Date Mining[J]. Abstarct and Applied Analysis, Volume |
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GIS-Based Analysis and Modeling of Coastline Advance and Retreat Along the Coast of Guyana [J].https://doi.org/10.1080/01490419.2011.637851 URL [本文引用: 1] 摘要
This research utilized a Geographical Information System (GIS)-based approach to analyze, map and model coastline advance and retreat. A time series (1941鈥1987) of empirical advance and retreat data from the coast of Guyana was used. Coastlines were also extracted from 1987, 1990 and 1992 Landsat TM images, and 1999, 2002, 2004 and 2006 Landsat ETM+ images. The historical data were used to calculate advance and retreat (AOR) rates and sediment volume changes. Distinct periods of advance and retreat matched corresponding periods of sediment gains and losses. The Digital Shoreline Analysis System (DSAS) was used to predict rates of coastline change. Graphical plots of DSAS results identified spatial and temporal phase shifts of the coastline. Recurring episodes of accretion and erosion could be associated with the presence or absence of mudbanks along the coast.
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Automatic detection of shoreline change on coastal Ramsar wetlands of Turkey [J].https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2011.05.006 Magsci 摘要
<h2 class="secHeading" id="section_abstract">Abstract</h2><p id="sp0035">This research focuses on the shoreline change rate analysis by automatic image analysis techniques using multi-temporal Landsat images and Digital Shoreline Analysis System (DSAS) along the coastal Ramsar wetlands of Turkey. Five wetlands were selected for analysis: Yumurtalik Ramsar, the Goksu Ramsar, Kizilirmak and Yesilirmak wetlands and Gediz wetlands. Accretion or erosion processes were observed on multi-temporal satellite images along the areas of interest. Landsat images were geometrically and radiometrically corrected for the quantitative coastline delineation analysis. DSAS (Digital Shoreline Analysis System) was used as a reliable statistical approach for the rate of coastline change. For the detection of coastal change in Aegean part (Gediz wetland) of the study, zonal change detection method was used. As a result of the analysis, in some parts of research area remarkable shoreline changes (more than 765 m withdrawal and −20.68 m/yr erosion in Yumurtalik, 650 m withdrawal and −25.99 m/yr erosion in Goksu, 660 m withdrawal and −16.10 m/yr erosion in Kizilirmak and 640 m withdrawal and −4.91 m/yr erosion in Yesilirmak) were observed for three periods (1989, 1999 and 2009). Wetland in Gediz delta which is 35.57 km<sup>2</sup> was converted to sea or salt pan for the period 1975 and 2009.</p>
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新中国海洋开发政策的历史考察 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1008-8318.2011.01.001 URL [本文引用: 2] 摘要
新中国海洋开发政策的确立和发展是一个逐步演进的过程。改革开放前,是新中国海洋开发政策的准备时期,这一时期海洋观念和海洋政策主要侧重于海防方面;改革开放至二十世纪末,是国家海洋开发政策基本形成时期,这一时期逐步形成了统筹海洋开发和整治、资源开发和环境保护、科学技术研究和开发等较为全面的政策体系;21世纪,是国家海洋开发政策迈向强国战略的科学发展新时期,这一时期围绕贯彻落实＂实施海洋开发＂和＂发展海洋产业＂战略部署海洋开发政策,从而更加科学、健全。我国海洋开发政策的不断完善,既是国内建设和国际形势发展的内在要求,也是不断解放思想、转变传统海洋观念和发展理念的必然结果。
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海岸线资源评价与保护利用研究——以盐城市为例 [J].
海岸线是国家重要的国土资源和特殊的土地资源,是沿海开发的载体.本文以盐城市为例,在对海岸线资源评价的基础上,找出海岸线利用存在着围垦强度过大、缺乏整体规划、临海产业结构不合理、保护与管理措施不到位等问题,导致海岸线资源数量减少,质量下降、功能和效益减弱,提出科学围垦、节点开发、防护保护、生态利用、严格管理等海岸线保护利用对策.
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Quantitative analysis of shoreline changes at the MediterraneanCoast in Turkey [J].https://doi.org/10.1007/s10661-009-1057-8 Magsci 摘要
This research is focused on the coastline evolution monitoring and its potential change estimation by remote sensing techniques using multi-temporal Landsat images at the southeast coasts of the Mediterranean Sea in Turkey. The study area includes the coastal zone located in the Cukurova Delta coasts. The Cukurova Delta has accreted toward the Mediterranean Sea as a result of sediment discharge and transport from Seyhan and Ceyhan rivers. These processes have caused the morphological changes (accretion or erosion) of coastline along some parts of the southeast coasts of the Mediterranean Sea. In this study, coastline changes were researched by using radiometrically and geometrically corrected multi-temporal and multi-spectral data from Landsat Multispectral Scanner dated 1972, Thematic Mapper dated 1987, and Enhanced Thematic Mapper dated 2002. In the image processing steps, mosaicing, subset, Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique classification, band ratioing (B5/B2), edge detection, and overlay techniques were used to carry out coastline extraction and the Digital Shoreline Analysis System was used to calculate rate of coastline changes. As a result of the analysis, in some parts of the research area, remarkable coastline changes (more than 2,900 m withdrawal and − 24.50 m/year erosion) were observed for a 30–year period.
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Coastline changes in Istanbul between 1987 and 2007 [J].URL 摘要
The coastal region of Istanbul has experienced significant coastline changes over the last few decades owing to a rapid increase in industrialization and urbanization. This study was aimed at detecting coastline changes in the coastal region of Istanbul between 1987 and 2007 using remotely sensed data. Two Landsat images acquired in 1987 and 2007 with 30 m resolution were classified with the maximum likelihood supervised classification method. The study area was classified into six land cover classes comprising urban areas, agricultural areas, forest, bare soil, brush/grassland, and lakes/ponds. The study provided an in-depth analysis of the coastal changes in the study area and revealed that the coastlines of Istanbul had expanded by 32 km between 1987 and 2007. From the findings of the study, it can be concluded that the largest variations in the position of the coastline over time occurred on the Marmara Sea coast in the south of Istanbul. Consequently a sustainable coastal management plan should be prepared and put in action in order to preserve the coastal regions. Key words: Coastline, coastline change, remote sensing, Istanbul.
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Bhattacharya. Shoreline change analysis and its application to prediction: A remote sensing and statistics based approach [J].https://doi.org/10.1016/j.margeo.2008.10.006 URL 摘要
The result shows that 39% of transects have uncertainties in shoreline change rate estimations, which are usually nearer to cell boundaries. On the other hand, 69% of transects exhibit lower RMSE values for the short-term period, indicating better agreement between the estimated and satellite based shoreline positions. It is also found that cells dominated by natural processes have lower RMSE, when considered for long term period, while cells affected by anthropogenic interventions show better agreement for the short-term period. However, on regional considerations, there is not much difference in the RMSE values for the two periods. Geomorphological evidence corroborates the results. The present study demonstrates that combined use of satellite imagery and statistical methods can be a reliable method for shoreline related studies.
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Remote sensing of coastlines: Detection, extraction and monitoring [J].https://doi.org/10.1080/01431160902926673 URL [本文引用: 1] 摘要
This paper reviews the current status of the use of remote sensing for the detection, extraction and monitoring of coastlines. The review takes the US system as an example. However, the issues at hand can be applied to any other part of the world. Visual interpretation of airborne remote sensing data is still widely and popularly used for coastal delineation. However, a variety of remote sensing data and techniques are available to detect, extract and monitor the coastline. The developed techniques have reached a level of maturity such that they are applied in operational settings.
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