基于山東海岸線修測技術(shù)方法研究

吳兆德

山東省國土測繪院 山東濟(jì)南 250013

1 概述

海岸帶是我國國土的重要組成部分，在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)當(dāng)中發(fā)揮著重要作用，隨著時(shí)代的發(fā)展和地方建設(shè)的推進(jìn)，我國海岸帶自然環(huán)境和資源狀況發(fā)生了重大變化。山東省現(xiàn)行有效的全省大陸海岸線長3345千米，是2008年省政府批復(fù)的海岸線調(diào)查成果，基礎(chǔ)年限為2005年1月1日。該海岸線調(diào)查成果已十年有余，隨著岸灘的自然淤積、侵蝕等自然變化，以及圍填海等人為活動(dòng)的影響，全省海岸線發(fā)生了較大程度的變化?，F(xiàn)使用的海岸線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)已不能準(zhǔn)確反應(yīng)我省海岸線的基本情況，無法滿足自然岸線認(rèn)定和保有率統(tǒng)計(jì)工作，無法適應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)對海岸線精細(xì)化、網(wǎng)格化、科學(xué)化的管理要求。為深入貫徹落實(shí)黨中央國務(wù)院生態(tài)文明建設(shè)要求，嚴(yán)守自然岸線保有率目標(biāo)，加快推進(jìn)山東省新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、海洋強(qiáng)省建設(shè)，按照工作部署，山東省自然資源廳決定會(huì)同有關(guān)部門、沿海地市開展山東省大陸海岸線調(diào)查工作。

2 海岸線的基本概念

（1）海岸線定義：海洋和陸地是地球表面的兩個(gè)基本單元，海岸線即是海洋與陸地的分界線。在有潮海區(qū)由于受海洋潮汐的影響，海洋與陸地的分界線每時(shí)每刻都在變動(dòng)，在這種海區(qū)海岸線是一個(gè)帶。所以，人們根據(jù)高、低潮的海陸分界線位置不同，又分為高潮線和低潮線。

（2）岸線分類海岸線界定主要依據(jù)《山東省海岸線調(diào)查技術(shù)規(guī)程》所確定的方法界定海岸線位置、類型。海岸線劃分為自然岸線、人工岸線和其他岸線3種類型。海岸線分類體系見表1。

表1 海岸線分類體系

（3）自然岸線。

（4）人工岸線的界定。

①構(gòu)筑物人工岸線。構(gòu)筑物人工岸線指海堤、碼頭、瀝青道路、船塢、護(hù)岸（混凝土或拋石結(jié)構(gòu)等）等順岸構(gòu)筑物組成的岸線。

②填海造地人工岸線。填海造地是指筑堤圍割海域填成土地，并形成有效岸線的用海方式。對直立型岸壁、護(hù)岸的填海造地工程，海岸線一般界定在填海造地工程外側(cè)的堤頂前沿線；對斜坡結(jié)構(gòu)的填海造地工程，海岸線一般界定在平均大潮高潮時(shí)水陸分界的痕跡線處。

（5）其他岸線。

河口岸線界定示意圖自然岸線

具有自然岸灘形態(tài)和生態(tài)功能的海岸線人工岸線

3 海岸線修測技術(shù)方法

大陸海岸線調(diào)查工作采用遙感調(diào)查和現(xiàn)場調(diào)查相結(jié)合的方式開展，流程包括：資料收集、遙感解譯、現(xiàn)場調(diào)查、內(nèi)業(yè)處理。對人員易通達(dá)的岸段基于CORS進(jìn)行現(xiàn)場人工測量（如大部分人工岸線和砂質(zhì)岸線等），對人員不易通達(dá)的岸段（基巖岸線等）進(jìn)行航空攝影測量。

3.1 數(shù)據(jù)資料收集

收集資料包括高分辨率影像、海岸帶規(guī)劃、海岸線管理與保護(hù)等數(shù)據(jù)資料等。具體包括：

（1）海岸線歷史成果、大陸海岸線開發(fā)利用相關(guān)數(shù)據(jù)、大陸海岸線兩側(cè)陸域和海域權(quán)屬數(shù)據(jù)（2018年度）、大陸海岸線整治修復(fù)項(xiàng)目（截止2018年度）、海域勘界成果、省級(jí)主體功能區(qū)規(guī)劃、省級(jí)海洋功能區(qū)劃、黃海渤海生態(tài)紅線劃定方案等涉海區(qū)劃規(guī)劃資料。

（2）沿海區(qū)域大比例尺地形圖、調(diào)查基準(zhǔn)年內(nèi)的高分辨率（優(yōu)于1m）遙感影像、歷史遙感影像和地形圖資料。

（3）林業(yè)、水利等相關(guān)部門的林權(quán)資料、河口管理資料。

3.2 底圖編制

采用最新大比例尺地形圖（比例尺不小于1:10000）和高分辨率正射影像（分辨率優(yōu)于1米）編制工作底圖。在工作底圖中疊加海域權(quán)屬數(shù)據(jù)、土地利用權(quán)屬數(shù)據(jù)、功能區(qū)劃數(shù)據(jù)、海洋生態(tài)紅線數(shù)據(jù)等，為遙感初步判別以及野外現(xiàn)場測量提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)參考。

3.3 海岸線遙感解譯

對于收集到的最新高分辨率遙感影像，結(jié)合實(shí)地踏勘驗(yàn)證，建立海岸線遙感影像解譯標(biāo)志庫，采用人機(jī)交互方法，初步提取海岸線位置、類型等特征信息。方法如下：

（1）對所用的高分辨率遙感數(shù)字影像進(jìn)行正射校正、配準(zhǔn)、融合、幾何糾正、影像剪裁等處理，并選取現(xiàn)場實(shí)測點(diǎn)位與影像同名像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行精度比對，以確保遙感解譯精度。

（2）依據(jù)遙感影像的海陸形態(tài)、地物分布、色調(diào)、紋理和尺寸等信息，建立海岸線遙感解譯標(biāo)志庫，在GIS軟件的功能支持下，疊加海域權(quán)屬、土地權(quán)屬、以及其他調(diào)查矢量數(shù)據(jù)，通過遙感目視解譯方法，提取海岸線位置、類型、開發(fā)利用等信息。

3.4 現(xiàn)場調(diào)查

（1）現(xiàn)場資料收集。收集土地利用總體規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、河口整治規(guī)劃及海岸線保護(hù)利用的規(guī)劃，收集河口管理現(xiàn)狀資料，收集海岸線向海一側(cè)權(quán)屬不明用海資料。

（2）權(quán)屬核查。對山東省大陸海岸線向陸地一側(cè)1000米范圍內(nèi)進(jìn)行權(quán)屬核查，國土三調(diào)已經(jīng)全部完成，直接采用三調(diào)成果即可。對山東省大陸海岸線向海一側(cè)500米范圍內(nèi)進(jìn)行權(quán)屬核查。

（3）現(xiàn)場測量方法。對可以到達(dá)區(qū)域進(jìn)行GNSSRTK測量（如大部分人工岸線和砂質(zhì)岸線等），RTK岸線特征點(diǎn)測量時(shí)采用固定高度對中桿對中、整平，觀測歷元數(shù)應(yīng)大于5個(gè)。各個(gè)岸段當(dāng)中的折點(diǎn)、明顯變化點(diǎn)進(jìn)行拍照，照片上攜帶方位角和日期。測量設(shè)備應(yīng)具有專業(yè)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)出具檢定證書，應(yīng)在測量岸段附近利用控制點(diǎn)數(shù)據(jù)檢定測量設(shè)備精度。

對于難以到達(dá)的區(qū)域（基巖岸線等）進(jìn)行航空攝影測量。在此案段中應(yīng)拍攝不短于（15秒）的視頻文件，航空攝影測量測量方法執(zhí)行GB/T7931中3章總則、4章像片控制點(diǎn)布設(shè)規(guī)定。

現(xiàn)場測量技術(shù)要求外業(yè)調(diào)查過程中，應(yīng)考慮不同的岸線劃定方案，包括遙感初判的岸線位置，現(xiàn)場判定的岸線位置、地方主張的岸線位置、無法確定的岸線位置。多種方案數(shù)據(jù)應(yīng)采集齊全，避免后期修改過程中重復(fù)的外業(yè)現(xiàn)場調(diào)查工作。

3.5 海岸線內(nèi)業(yè)處理與統(tǒng)計(jì)

對現(xiàn)場調(diào)查記錄表格、GNSS-RTK采集數(shù)據(jù)和航空攝影測量獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行整編，形成“海岸線調(diào)查登記表”和“海岸線調(diào)查匯總表”。后編制采用shapefile或者filegeodatabase格式的矢量數(shù)據(jù)集，并進(jìn)行拓?fù)錂z查。

按照高斯-克呂格投影、3度分帶，分別量算自然岸線、人工岸線和其他岸線長度，統(tǒng)計(jì)海岸線總長度，填寫“海岸線調(diào)查統(tǒng)計(jì)表”。分別統(tǒng)計(jì)量算自然岸線、人工岸線和其他岸線長度，統(tǒng)計(jì)海岸線總長度，統(tǒng)計(jì)自然岸線保有量（基巖岸線、砂（礫）質(zhì)岸線、粉砂淤泥質(zhì)岸線、河口岸線以及具有自然岸灘形態(tài)和生態(tài)功能的岸線納入自然岸線保有量統(tǒng)計(jì)），計(jì)算自然岸線保有率，填寫“海岸線調(diào)查統(tǒng)計(jì)表”。

以正射遙感影像（分辨率優(yōu)于1m）為底圖，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)軟件，繪制比例尺1:10000的海岸線類型分布圖、海岸線開發(fā)利用現(xiàn)狀分布圖、海岸線保護(hù)類別分布圖。根據(jù)國土空間規(guī)劃、主體功能區(qū)規(guī)劃、海洋功能區(qū)劃和生態(tài)紅線的管制要求，劃分嚴(yán)格保護(hù)、限制開發(fā)和優(yōu)化利用三種保護(hù)類別。

3.6 海岸線自然保有率情況

根據(jù)《海岸線調(diào)查技術(shù)規(guī)范》（DB37/T3588-2019），自然岸線保有率是指自然岸線長度與海岸線總長度的比值。分別量算自然岸線、人工岸線和其他岸線長度，統(tǒng)計(jì)海岸線總長度。計(jì)算自然岸線保有率時(shí)，將基巖岸線、砂（礫）質(zhì)岸線、粉砂淤泥質(zhì)岸線、河口岸線以及具有自然岸灘形態(tài)和生態(tài)功能的岸線納入自然岸線保有量統(tǒng)計(jì)。自然岸線保有率=自然岸線保有量/海岸線總長度×100%，其中，海岸線長度量算單位采用米，數(shù)值保留1位小數(shù)；自然岸線保有率百分比統(tǒng)計(jì)到0.01%。

3.7 海岸線保護(hù)類型劃分判定方法

海岸線保護(hù)類別主要根據(jù)海岸線類型及分布，岸段自然形態(tài)特征、生態(tài)功能價(jià)值、開發(fā)利用與保護(hù)現(xiàn)狀及需求進(jìn)行初步劃分。根據(jù)海岸線自然資源條件和開發(fā)程度，國土空間規(guī)劃、主體功能區(qū)規(guī)劃、海洋功能區(qū)劃和生態(tài)紅線的管制要求，海岸線保護(hù)類型劃分為嚴(yán)格保護(hù)、限制開發(fā)和優(yōu)化利用三種保護(hù)類別。

海岸線保護(hù)類別初判技術(shù)方法：①將自然形態(tài)保持完好、生態(tài)功能與資源價(jià)值顯著的自然岸線劃為嚴(yán)格保護(hù)岸線；②按照主體功能區(qū)規(guī)劃和海洋生態(tài)紅線區(qū)管控要求，劃定嚴(yán)格保護(hù)岸線和限制開發(fā)岸線；③根據(jù)海岸線自然資源條件和開發(fā)程度，將其余岸線劃分為限制開發(fā)和優(yōu)化利用岸線。結(jié)合國土空間規(guī)劃、主體功能區(qū)規(guī)劃、海洋功能區(qū)劃和生態(tài)紅線的管制要求，確定各類岸段的具體起止位置。

4 結(jié)語

本輪海岸線監(jiān)測按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的海岸線定義為科學(xué)依據(jù)，嚴(yán)格按照國家統(tǒng)一的工作流程和地方技術(shù)文件，全面開展實(shí)地調(diào)查和測繪，實(shí)事求是的記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，求得海岸線數(shù)據(jù)真是準(zhǔn)確可靠，確保數(shù)據(jù)成果的科學(xué)性、客觀性與完整性。在地方密切配合的前提下以實(shí)地測量為主、特殊岸段遙感解譯為輔的方式進(jìn)行海岸線的調(diào)查，在人能到達(dá)的岸段應(yīng)全部進(jìn)行實(shí)地測繪，對全國大陸和有居民的海島海岸線實(shí)施全面調(diào)查，準(zhǔn)確掌握全國海岸線的位置、長度、類型，以及海岸線的自然形態(tài)、工程設(shè)施和利用現(xiàn)狀等數(shù)據(jù)。技術(shù)先進(jìn)，確保質(zhì)量充分利用現(xiàn)代先進(jìn)成熟的航空攝影測量、高分辨率衛(wèi)星遙感和等地理空間信息技術(shù)，大幅提高海岸線測繪精度，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)單位“兩級(jí)檢查、一級(jí)驗(yàn)收”、省級(jí)自查、國家審查三級(jí)審核機(jī)制，確保海岸線調(diào)查、測繪成果質(zhì)量。