1995—2017年福建省海岸线时空变化分析

利用遥感影像和GIS技术相结合获取福建省1995、2001、2010、2017年共4期海岸线的时空分布情况,并结合网格法计算各时期海岸线的分形维数,结合获取数据分析海岸线的时空变化特征、海岸线长度变化与分形维数变化之间的关系以及影响海岸线变化的原因。结果表明:1995—2017年福建省海岸线长度呈持续增加趋势,共增加388.99 km。从时间方面来看,2010年之后海岸线长度进入快速增长时期,其中2010—2017年是海岸线长度变化最显著的时期;从区域上来看,以宁德和莆田岸线变化最强烈,其他地市相对较稳定。1995—2017年研究区海岸线分形维数总体呈现先增加后减小趋势,其中宁德、福州、泉州分形维数变化比其他地市要复杂。研究区历史海岸线长度变化与分形维数变化之间存在着一定的相关关系,对各地市海岸线长度变化与分形维数变化统计分析表明,总体来看局部海岸线长度的增加或减小会导致整体海岸线分形维数增大或减小,且呈正比例变化。对1995—2017年研究区各时段海岸线变化对应的面积汇总情况来看,人类活动是影响研究区海岸线变化的主要原因,与人类活动相比,自然变化如河口淤积与侵蚀等对海岸线影响较小。     

基于遥感的环渤海地区海岸线变化及驱动力分析

环渤海地区海岸线空间分布和类型对沿岸生态环境状态和人类活动具有指示作用。近年来该地区海岸线不断变化,生态环境平衡状态遭破坏,各种生态环境问题凸显。文章以环渤海海岸作为研究区,利用2000年、2005年和2010年3期Landsat TM遥感影像作为主要数据源,提取研究区不同类型海岸线,并从自然因素和以围填海为人工驱动力的外在表现对海岸线变化进行定量分析。结果显示:2000年、2005年和2010年环渤海地区海岸线总长度分别为2 455.8km、2 666.8km和3 049.7km,呈逐年增加趋势;前后5年以及10年间的围填海总面积分别为448.5km2、1 151.5km2和1 558.7km2,其直接导致自然岸线萎缩和人工岸线增加,建设围堤变化尤为突出,长度从2000年的374.5km增长到2010年的1 145.9km;研究区内开发建设活动频繁,尤其是津冀沿海港口建设规模大、数量多,是环渤海沿岸开发强度最大的区域。     

胶州湾海岸线历史变迁的分形分析

使用网格法以1987-2006年间5景经过精确校正的Landsat-TM遥感图像为基本资料,计算出了胶州湾海岸线的分形维数,其值为1.090 1(1987年),1.090 3(1992年),1.082 9(1997年),1.076 2(2003年)和1.080 1(2006年).结果表明,1987-2006年胶州湾海岸线分形维数先后经历了缓慢增大、减小、再增大的三个变化阶段.胶州湾较大规模的海岸工程是其岸线分形维数减小的主要原因,而较小规模的海岸工程和自然过程则是其分形维数增大的原因.     

空间分辨率对海岸线时空演变遥感分析的影响——以渤海湾为例

文章针对中低分辨率遥感影像难以提取海岸线中小尺度变化的实际问题,以渤海湾为例,利用2010—2020年SPOT5、GF-1/6、ZY-3等高分辨率遥感影像,采用数字海岸线分析和分形维数方法获取渤海湾海岸线位置变迁速率和复杂度变化过程;针对目前渤海湾海岸线变迁分析研究多基于中低分辨率遥感影像的问题,结合同时期的Landsat影像,分析遥感影像空间分辨率对渤海湾海岸线变迁速率和分形维数的影响。研究结果表明,遥感影像空间分辨率差异对分形维数的影响较小,但对不同类型的岸线变迁速率影响显著;渤海湾海岸线在2010—2020年的变化呈现出由剧烈过渡至相对稳定的状态,伴随着海岸线位置的变化,岸线的分形维数呈现出先上升再至平稳的趋势。相关研究成果能够为渤海湾地区海洋资源利用优化、海岸线及滩涂湿地等自然资源保护提供数据支持。     

基于遥感的1987-2013年北部湾海岸线变迁研究

利用北部湾海域1987-2013年7个时期多时序遥感影像为信息源,通过提取水体指数并以最大类间方差法计算水陆分割阈值,从而分割得到"水边线"并进行潮位校正后得到海岸线;对各时期海岸线的时空分布、分形维数、变迁速率等特征进行计算,并初步分析了海岸线变化的驱动力。研究结果表明:从1987-2013年北部湾海岸线增加120km,其中:北海市增加65km,防城港市增加54km,钦州市保持稳定。海岸线分维数从1.0677增加至1.0870,与海岸线长度变化趋势相同;从空间上看,北海、钦州、防城港段海岸线分维数逐渐增大,说明了北部湾海岸线由东向西逐渐变得曲折与复杂。从海岸线变迁的速率来看,总体变化速率为3.48m/a,77.30%的岸段变化速率低于平均值(保持稳定),22.70%的岸段变化速率远高于平均值(变化剧烈);从海岸线变迁的方向来看,约68.20%的岸段向海推(淤)进,约27.30%的岸段保持稳定,仅有约4.50%的岸段向陆侵蚀。人类生产建设活动是引起北部湾海岸线变化的主要驱动力,河口淤积与水力侵蚀对海岸线影响较小。     

基于DSAS和FA的1959—2002年黄河三角洲海岸线演变规律及影响因素研究

采用数字岸线分析系统(DSAS)和岸线分形分析(FA),以不同年份测量的9期历史地图为数据源,对1959—2002年黄河三角洲海岸线长度、形态及变化过程进行了定量分析。结果表明,从1959—1984年黄河三角洲海岸线长度减小,岸线平面轮廓形态变得平滑、简单;从1984—2002年三角洲海岸线长度增加,岸线平面轮廓形态变得曲折、复杂。与此同时,整个三角洲海岸中前进、后退及进退平衡岸线的比例构成变化也具有显著的阶段性。从总体上看,前进岸线所占比例变化呈不断减小趋势,但1980—1984年、1996—2000年曾有两次短暂的突然增大。从岸线变化速率及其空间分布看,三角洲海岸线进退变化于1968—1974年、1992—1996年两度达到或接近平衡状态。根据初步分析,1959—2002年黄河三角洲岸线演变是在黄河入海泥沙总体减少的背景下发生的,受到河口地貌变迁、海岸沉积动力系统的深刻影响。     

海南岛海岸线变迁遥感监测与分析

监测和了解海岸线的动态变化对海岸带防护、海岸资源的合理开发和利用具有重要意义。本文以Landsat TM/OLI影像为数据源,通过Canny边缘检测算子提取1990年、2000年、2010年和2015年的海南岛海岸线,获取岸线长度以及陆地面积变化等信息,分析了海南岛25 a年来的海岸线时空变化特征。结果表明:1990—2015年海南岛海岸线总长度增加33.58 km,海岸线总体向海推进,沿岸陆地面积呈增加的趋势;岸线变迁主要集中在北岸和东岸,人工岸线长度增长显著,淤泥质岸线等自然岸线长度减少;海岸线变化主要受人为因素影响,海岸开发方式呈现出多样化,以围垦养殖、城镇建设和港口码头建设为主。     

1991—2018年粤港澳大湾区海岸线的时空变迁

为科学开发利用海洋资源和促进粤港澳大湾区的可持续发展,文章通过目视解译遥感影像提取该区域的海岸线信息,分析海岸线的变迁强度、分形维数和自然岸线保有率的变化以及海岸线变迁的驱动力。研究结果表明：1991—2018年粤港澳大湾区海岸线的时空变迁特征明显,总体呈向外扩张的趋势;海岸线长度增长155.76 km,总体变迁强度为0.43%,陆域扩张面积达482.68 km2;海岸线平均分形维数为 1.14,呈持续上升的趋势,但变化速率逐渐减缓;自然岸线保有率总体呈下降趋势,总下降幅度为24.05%,各城市呈较大差异但存在规律,可分4个类型分析海岸线变迁的驱动力;人为因素是粤港澳大湾区海岸线变迁的主要驱动因素,促使海岸线变迁的方向和速率产生巨大变化。     

1957—2019年厦门市马銮湾海岸线和围填海时空演变及互动关系分析

我国海湾地区高强度开发使得围填海活动频繁、岸线变化显著,分析岸线与围填海的时空动态特征以及互动关系对湾区的发展具有重要意义。运用分形维数、岸线开发利用程度指数和土地利用程度指数等方法,研究了厦门市马銮湾1957—2019年海岸线变迁和围填海的时空演变特征以及互动关系。结果表明:(1)1957—2019年马銮湾大陆岸线长度减幅达43.0%,其中自然岸线减少了83.4%;岸线长度总体先减后增,岸线分形维数波动变化,岸线主体类型经历了从自然岸线向养殖岸线再到建设岸线、围而未用岸线逐步变迁的过程;岸线开发利用程度指数从0.27上升到0.79,并在1997年后呈现出显著的空间分异特征。(2)1957—2019年,马銮湾总围填海面积为2 187.39hm2,其中1957—1972年围填速率最大(83.57 hm2/a);围填海主要利用类型从耕地向养殖池再到建设用地和未利用地逐步演变,总围填海区土地利用程度指数从0.25增加到0.76。(3)岸线长度、分形维数受围填海面积、海岸形状、围填海方式等因素共同作用,同时岸线对围填海活动具有约束作用。岸线长度、自然岸线长度与围填海面积成显著负相关,大陆人工岸线长度、岸线利用程度与围填海面积成显著正相关,岸线分形维数与围填海面积无显著相关。本研究可为海湾地区岸线资源的合理利用和围填海管理提供借鉴。     

近40年来海州湾海岸线时空变化分析

以Landsat MSS、TM、ETM+影像和HJ-1A CCD1影像为数据源,对海州湾大陆海岸线1973-2013年的变迁进行了连续监测,定量获取了海岸线信息,解译了岸线摆动区内土地利用类型,对近40 a来海州湾大陆海岸线时空变化和海岸开发方式进行了系统分析.结果表明:海州湾岸线长度及类型动态变化显著,岸线长度整体增加,海湾面积不断减少,岸线类型以人工岸线为主;岸线整体向海推进导致陆域面积净增65.54 km2,变迁速率时空分布不均,变迁主要发生在岚山港、绣针河口至柘汪河口、兴庄河口至西墅、连云港港岸段,城镇扩张导致20t0-2013年变迁最为剧烈,速率达122.9m/a;海岸人为开发是海州湾岸线变化的主导因素,且开发方式时间异质性显著,早期以盐业、养殖业为主,20世纪80年代开始港口码头建设比例显著增加,进入新世纪以来,用于城镇建设的围填海规模大幅增长,尤其是2010年之后已成为海州湾地区海岸开发的首要方式.     

Reclamation-oriented spatiotemporal evolution of coastal wetland along Bohai Rim,China

Coastal wetlands are located in the ecotone of interaction between the land surface and sea, and anthropogenic activities extensively interfere with these wetlands through the reclamation of large tidal wetlands and destruction of the function of the ecosystems. In this study, we investigated the dynamic evolutionary characteristics of the Bohai Rim coastal area over the past 40 years using the Modified Normalized Difference Water Index, the fractal dimension, object-oriented classification, the land-use transfer trajectory, and regression analysis. Additionally, we quantified and monitored the evolution of reclamation and analyzed the correlation between reclamation and coastal wetlands based on 99 Landsat-2, -5, and -8 images (at 60 m and 30 m spatial resolution) over the period 1980–2019. The results are as follows. (1) The coastline of the Bohai Rim increased by 1 631.2 km from 1980 to 2019 with a zigzag variation. The artificial coastline increased by 2 946.1 km, whereas the natural coastline decreased by 90%. (2) The area of man-made wetlands increased by 3 736.9 km2, the area of construction land increased by 1 008.4 km2, and the natural wetland area decreased by 66%. The decrease of tidal flats is the main contributor to the decrease of natural wetland area (takes account for 91.1%). Coastal areas are affected by intense human disturbance, which was taken place across a large area of tidal flats and caused the landscape to fragment and be more heterogeneous. The coastal zone development activities were primarily concentrated in the southern Laizhou Bay, the Yellow River Delta, the Bohai Bay, the northern Liaodong Bay, and the Pulandian Bay. The solidified shorelines and increase in sea level have resulted in intertidal wetlands decreasing and impaired wetland ecology. (3) There is a good agreement between reclamation and the size of the coastal wetlands. Both land reclamation and the reduction in coastal wetland areas are significantly related to the population size, fishery output value, and urbanization rate. In summary, human activities, such as the construction of aquaculture ponds and salt pans, industrialization, and urbanization, are the primary forces that influence the environmental changes in the coastal region. This study is beneficial for establishing and improving the systems for the rational development and utilization of natural resources, and provides theoretical references for restoring wetland ecology and managing future reclamation activities in other coastal zone-related areas.     

渤海湾近30年海岸线变迁与分析

海湾岸线是海湾变迁监测的重要对象。文章利用美国陆地资源卫星Landsat-5/TM、Landsat-7/ETM和中国环境减灾星HJ-1A、B/CCD遥感数据,对渤海湾1986-2014年近30年来的水域面积、岸线长度和岸线分形维数进行了解译测算。结果表明,渤海湾平均高潮位的水域面积呈现不断减小的趋势,其数值由1986年的(13 909.97±3.53)km~2减少至2014年的(12 641.99±11.50)km~2;岸线长度呈现先减小再增加的变化规律,其数值由1986年的(968.41±1.84)km减少至1998年的(642.43±2.59)km,再增加至2014年的(850.94±10.78)km;渤海湾岸线分形维数从1986年的1.110 2下降至2014年的1.064 9;同时分析发现养殖场建造、围填海和港口建设等海洋工程是渤海湾岸线变迁的主要驱动力因素;渤海湾岸线分形维数与天津市国内生产总值(GDP)的倒数变化呈现线性相关系数为0.95的高相关性。文章的测算和分析结果对海湾动力学研究、环境变迁评估和海湾开发管理具有参考价值。     

1973—2018年珠江三角洲海岸线时空演变分析

通过遥感和GIS技术获取1973—2018年的Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,结合地理背景资料,分析45 a来珠江三角洲地区海岸线时空演变情况。结果表明:珠江三角洲地区海岸线变迁显著,大量的淤泥质岸线转变为城镇工业岸线和港口岸线,珠江三角洲地区岸线人工化指数不断上升,岸线类型朝向多元化方向发展,岸线总长度和分形维数不断增加,港口建设、滨海工业区、围垦填海等是岸线长度和分形维数增加的主要因素;海岸线演变呈现明显的区域特征,变化较大区域主要集中在深圳大鹏湾、广州南沙和珠海斗门;从岸线开发利用主体结构上看,各大岸区都出现了不同类型的变化趋势,城镇工业岸线与港口岸线取代自然岸线成为各区海岸线的主体类型;各地区开发利用强度不断上升,其中深圳市开发强度增速最快,社会活动和区位政策是引起岸线演变的主要驱动因素。     

基于分形理论的珠江口海岸线变迁分析

为了分析珠江口区域海岸线近年来的发展变化情况，文章基于分形理论，分别对珠江口及深圳段大陆海岸线2005-2019年的变迁趋势采用网格法进行分形分析，得出14年间，珠江口及深圳段海岸线分维数的变化情况。通过对计算结果的分析对比发现，近年间珠江口海岸线整体因开发强度大，人工岸线居多，分维数值变化较小；而深圳段海岸线分维数较整个珠江口有较大幅度增加。深圳段海岸线曲折度提高的原因主要为修复类工程的实施。海岸线分形维数与海岸线曲折程度的正相关系，与海岸带开发利用规划管理要求相符，提出分维数可作为规划用海的重要评估参数。     

海岸线长度与分维在不同比例尺地图上的变化研究

结合国内外海岸线分形研究进展 ,以江苏省海岸线为例 ,系统地探讨了不同比例尺地图上海岸线长度与分维的变化及其规律。指出海岸线长度与地图比例尺之间存在有 lg L =algk b的基本关系 ;其次 ,对于同一条海岸线来说 ,使用量规法和网格法计算所得分维结果是不同的 ,使用量规法的计算结果大于使用网格法的计算结果 ;再者 ,在不同比例尺地图上 ,同一海岸线的分维是不同的 ,随着地图比例尺的逐渐变小 ,海岸线分维相应地逐渐变小 ,且在不同比例尺间使用量规法计算所得海岸线分维结果的差值大于使用网格法计算所得海岸线分维结果的差值     

环渤海海岸带土地利用变化格局研究

环渤海海岸带是人-地相互作用的强烈地区,土地利用是人-地作用的重要方式,并通过格局变化体现。文章利用2000年和2010年中国土地利用现状遥感监测数据,利用GIS软件平台,对环渤海海岸带及所属的38个县区土地利用变化进行了省际和距海缓冲区分析。结果表明:(1)地类面积在省(市)际间分布不均衡,其中林地集中分布在辽宁省,草地集中分布在山东省,河北省城镇工矿建设用地、天津市水域和城镇工矿建设用地比重大,耕地在三省一市分布较均衡,且为区域基质地类;(2)地类面积按照距离海岸线由近到远的次序,分布有差异。其中城市建设用地集中分布在距海岸线15 km区域内,林地占比随离海岸线距离增加逐渐提高,未利用地和水域占比逐渐降低,其他地类无明显变化;(3)从地类转移情况看,在2000—2010年期间,地类呈现由草地—耕地—建设用地的转移路径;其中在15 km范围内,水域和耕地成为建设用地的主要转入源;在其他范围转入源以耕地为主;(4)从空间热点上看,渤海湾的天津地区是建设用地增加热点地区,而莱州湾西部是耕地增加热点地区;(5)环渤海海岸线不断向海洋延伸,其中渤海湾延伸最大,其次为莱州湾东南部和辽东湾的东岸。     

人工岸线建设对浙江大陆海岸线格局的影响

海岸人工地貌建设是沿海国家开发利用海岸带资源的重要方式,海岸人工岸线的形成改变了自然岸线的格局,并影响着岸线的自然演替规律。基于1990,2000和2010年3期TM遥感影像,提取不同时相的浙江省大陆海岸线信息,对浙江大陆海岸线类型构成及人工岸线建设对岸线格局的影响进行了分析。结果表明:(1)受人类开发活动的影响,近20 a来浙江大陆海岸格局以人工岸线不断增长为特征;(2)不同岸段的人工岸线增长速度有明显差异,以杭州湾、三门湾及台州湾沿岸岸线变化最为显著;(3)20 a间,浙江大陆岸线整体向海推进趋势明显,仅少数岸线发生了海岸蚀退;(4)人工岸线的建设通过对自然岸线的截弯取直,缩短了自然岸线的长度,降低了自然岸线的曲折度,却使浙江省大陆海岸线的多样性指数不断增加。     

漠阳江入海口海岸线分维及其机制分析

分维数是反映海岸线复杂程度的客观依据。结合国内外海岸线分形研究进展,本文以漠阳江入海口附近海域为研究区,基于Landsat 8 OLI遥感影像对研究区域提取瞬时水边线,并利用潮汐数据进行校正得到海岸线;利用Fractal Fox2.0计算获得该海岸线的分维数为1.071;通过对研究区的分形机制分析,认为漠阳江附近的断裂构造对海岸起宏观控制作用,从而对海岸线的分维值也起了决定作用。根据断裂体系模型计算得到西侧海岸线的理论分维值为1.089,而对数螺线模型计算得到东侧海岸线的分维值为1.171;实际分维值相对理论值偏小,说明海岸带的沉积与侵蚀影响了分维值。此外,根据本区海岸侵蚀原因的分析,对分维机制进行了探究,初步论证的分维值大小可为海岸的冲淤变化研究提供参考。