基于分形维数的环渤海地区海岸线变迁及成因分析

利用遥感和GIS技术提取了环渤海地区1980年、1990年、2000年和2010年4期海岸线信息,采用网格法计算每期海岸线的分形维数;分析了海岸线及其分形维数的时空变化特征、并探讨了其与海岸开发活动之间的关系。研究表明:在1980—2010年间,研究区海岸线长度持续增加,变化强度逐渐增大,海岸线共增加了1 074.35 km;从时间过程看,2000年以后海岸线长度进入快速增长时期;从区域范围看,以天津市和河北省所在的渤海湾地区海岸线的变迁最显著。研究期间,环渤海地区海岸线整体向海推进,海岸线分形维数逐渐增大,岸线形状趋于复杂。人为的海岸开发活动是海岸线变迁的主导因素,2000年之前海岸开发以围垦养殖、盐田为主;之后,港口码头建设和城镇建设型的海岸工程逐渐增多。海岸线的分形维数与海岸带的物质组成与演变过程有直接关系,大量规模不等的海岸工程的建设是海岸线分形维数变化的主导因素。     

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。     

基于分形维数理论的海岸线遥感分类与变迁研究

文章利用分形维数理论对我国主要类型的海岸线进行了抽样分析,总结其中的规律并给予相应的解释,以此为依据提出了可量化的海岸线分类方式,初步建立其与传统海岸线分类方式的关系。同时,以海岸线的分形维数特征为依据对海岸线变化的发展趋势进行定量分析,提出以分形维数作为衡量海岸带开发程度量化指标的理论。     

胶州湾海岸线的演变与发展对策研究

以史为鉴,可以知兴衰。通过追溯胶州湾海岸线的开发史,比对胶州湾海岸线的历史变化,调查分析胶州湾海岸线的现状,分析胶州湾海岸线演变的驱动力,研究胶州湾海岸线的保护措施和开发利用规划,从而为胶州湾海岸线的科学发展和持续使用提供决策依据。     

用分形方法研究海岸线的长度

通过改变粗视化求维数的脚规法，以1：50000省地形图为基础，求取了海岸线的分维数。在此研究基础上，不仅用分形理论描述了整个江苏省海岸线的自然弯曲复杂程度，并在此基础上讨论了江苏省海岸线整体分维与局部分维，局部分维之间的相关性以及海岸线分维的意义。     

厦门岛海岸线分形特性演变规律的研究

滨海城市海岸线的空间特征演变规律及其影响因素对于陆海统筹的空间规划具有重要的研究意义。将改进的归一化水体指数(Modified Normalized Difference Water Index, MNDWI)和Canny边缘检测法相结合,从Landsat遥感影像中提取了厦门岛1976-2018年共九景海岸线,并对其进行分形分析。采用自主编写的图像分形维数计算程序计算了研究期间厦门岛海岸线的盒维数,总结分析了其变化趋势以及变化原因。结果表明:厦门岛的海岸线具有分形特性,其盒维数的变化范围为1.098 9~1.118 1,先后经历降低、增加、再降低和最后缓变四个阶段,总体呈现下降的趋势;进一步分析,发现厦门岛在快速发展进程中,海洋工程对海岸线空间形态复杂性有显著的影响,其中,填海造陆工程的实施导致海岸线盒维数降低,而港口、码头建设却导致盒维数增加。盒维数的变化程度间接反映了海洋工程对海岸带的改造程度。本研究对厦门海岸线分形特征的分析,可为该区域资源开发、生态保护和城市规划提供有价值的参考依据。     

胶州湾近期海岸线、水深变化研究

以胶州湾1952,1985和2005年的海图为依据,对海岸线位置、海岛、海礁、等深线及水深等自然信息数字化后,对胶州湾近期海岸线、水深的变化进行了分析.研究表明,1952年至今胶州湾海岸线由自然岸线向人工岸线不断转化,岸线长度一直呈现为减少的趋势;1952年至今胶州湾海岸线长度减少了30.39%.1952-1985年之间胶州湾2,5,10 m水深区域面积减小,而20 m水深区域面积基本保持不变.而1985-2005年之间胶州湾2 m水深区域面积有少量减小,但5,10,20 m水深区域面积均有少量增加.水利工程、围海工程和自然环境的变化是引起胶州湾岸线和水深变化的重要原因.     

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。     

用变维分形确定海岸线长度

应用变维分形来确定海岸线的长度。根据ｒ－０时Ｄ－１的条件，及不同ｒ值时的测定结果，确定了海南岛北部一般海岸线是有限长的，而非无限长的。本文还引入长度比尺来确定海岩线的复杂程度，Ｒ值越大的海岸线越复杂。     

基于组件GIS的海岸线分形模拟研究

分形理论已成为研究海岸线性质的重要工具。本文扼要介绍分形插值函数,据此可得到景物曲线的分形模拟图像。在此基础上,结合Visual Basic环境和国产全组件式GIS软件SuperMap Objects组件开发平台,实现相应的分形插值模拟程序,对该程序设计作了简要介绍,并应用该程序对天津市海岸线进行了实际模拟,结果表明,根据分形插值函数采用组件GIS技术对之进行模拟是切实可行的。     

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.     

胶州湾沉积环境演变的分析

从剖析表征沉积环境演变的生物学、地质动力学以及地球化学指示因子入手,系统总结了近年来胶州湾沉积环境演变研究的进展,揭示了诸如有孔虫、沉积物粒度、生源要素、污染物及有机质等众多指示因子以及它们的相关组合与环境演变的关系。综合分析表明,胶州湾沉积速率较低,属于缓慢淤积的海湾,是一个典型的潮汐汊道系统。胶州湾的沉积环境演变分为4个阶段:陆相、三角洲沼泽相、海陆过渡相和海湾相。在过去的50 a中,特别是近20 a来,由于受人类活动与工业排污的影响,胶州湾的沉积环境发生了显著的变化,海域面积大大减少,陆源输入已经成为胶州湾沉积物的主要来源,沉积速率不断增加,局部海域特别是河口附近污染加重。这些变化都是通过各种生物、地质动力和地球化学因子来综合体现的。     

胶州湾海域营养状况研究

根据2000～2009年胶州湾海水监测资料,选用单项指标分析和富营养化指数法,对胶州湾海域以及主要河口区营养水平进行评价。结果表明,胶州湾水质较差,无机氮严重超标,N/P值为62.7,呈现高N低P状况,整个海域呈中度-重度富营养状态。主要河口海域无机氮(IN)严重超标,富营养化程度高,其中墨水河口为严重富营养,楼山河口为重度富营养。     

基于遥感和GIS的烟台芝罘湾海岸线变迁研究

利用RS和GIS技术,提取了1976-2016年间9个时相的芝罘湾海岸线的时空分布信息,从海岸线和海湾形态两个方面出发,分析了在人类开发活动影响下典型陆连岛地区海岸线的时空变化特征及趋势。结果表明:近40 a来,芝罘湾海岸线整体向海推进,海岸线长度整体增加了15.78 km;岸线结构变化显著,自然岸线比例持续减少,人工岸线逐渐占据主导地位;3个分岸段变化不均衡,芝罘湾西岸岸线变化最显著,而南岸变化相对较小;海湾面积逐渐向海萎缩,自1976年以来海湾面积减少了7.93 km^2。海湾形状指数增加了1.08,海湾形状整体趋于复杂化;海湾重心总体上表现为不断背离陆地而趋向海洋的特点,近40 a来海湾重心整体向海偏移了606.25 m。岸线分形维数整体增大,说明岸线趋于复杂化。     

胶州湾的成因及演变

胶州湾为一断陷盆地,棋盘格式构造起着主要控制作用。燕山运动晚期奠定了构造格局,全新世海侵形成了今日海湾面貌。该文对盆地形成的火山成因观点提出不同看法,对指导本区域找水、找矿、预防地震等灾害均有重要意义。     

胶州湾肠鳃类种类与分布

根据2000～2004年共19个季度月对胶州湾进行系统的5个全年度检测,对胶州湾肠鳃类动物的分布范围、出现率和栖息密度进行了分析和总结.结果表明,胶州湾的肠鳃类共分布有3科4属4种,即黄岛长吻虫(Saccoglossus hwangtauensis)、三崎柱头虫(Balanoglossus misakensis)、多鳃孔舌形虫(Glossobalanus polybranchioporus)和青岛粗吻虫(Glandiceps qingdaoensis);前3种主要分布在潮间带,黄岛长吻虫在潮下带也有发现;青岛粗吻虫分布于湾内中西部潮下带,以湾顶部出现率高,栖息密度大.肠鳃类的分布与底质有密切关系.     

胶州湾营养盐及富营养化特征

根据2003—2004年在胶州湾的调查资料,探讨了该湾营养盐及其富营养化状态。通过spss12.0统计分析营养盐和各理化因子之间的两两相关性,认为溶解无机氮、活性磷酸盐和活性硅酸盐之间有一定程度相似的生物地球化学过程,且外源性营养盐是其主要的来源。频数分析显示,胶州湾硅酸盐浓度控制了SiO3-Si/PO4-P和SiO3-Si/DIN的比例,此二者多数情况下小于其各自的化学计量平衡。冬季营养盐和叶绿素a的消长关系及浮游植物赤潮优势种数量变化分析说明,硅酸盐的含量对调查海域赤潮的发生发展和消退起着重要的控制作用。这些表明,SiO3-Si是胶州湾浮游植物生长的潜在限制因子,特别是冬季。利用Matlab建立了人工神经网络富营养化评价模型,结果认为带有SiO3-Si因子的评价结果更好地反映了胶州湾的富营养化状况。     

胶州湾近岸海域污染物削减的效益分析

首先计算了2008年化学需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）对胶州湾各类海洋功能类别造成的经济损失,其次利用COD和氨氮总量削减成本模型计算不同削减情况下的投入成本,最后将不同削减量下获得的经济效益与相应的投入成本进行对比,得出污染物削减后胶州湾的效益为：削减3%为3.351亿元,削减5%为5.562亿元,削减8%为10.745亿元,削减10%为12.764亿元。通过对胶州湾削减污染物的经济损益情况计算,以期为胶州湾环境污染治理预算和政府决策提供支持。