基于遙感的近30年來膠州灣海域海岸線變化研究

李勃　孫濤　褚建偉　張威　李娃

摘要：本文以膠州灣海域?yàn)橹饕芯繀^(qū)域，以1986年和2016年2期LandsatETM/TM影像為數(shù)據(jù)源，通過目視解譯的方法提取出海岸線，系統(tǒng)分析海岸線的時空變化特征，并根據(jù)這些變化特征探討其變化原因。海岸線變遷的主要驅(qū)動因素表現(xiàn)為填海造陸、人工養(yǎng)殖池的擴(kuò)建、沿岸港口的擴(kuò)建。

關(guān)鍵詞：膠州灣；ETM/TM；海岸線；動態(tài)演化

1引言

海岸線是陸地與海洋相互作用的前沿，不僅是海域與陸地的分界線，更對海岸帶生態(tài)資源、濕地生態(tài)系統(tǒng)、潮灘面積變化等具有重要的指示作用。因此，快速準(zhǔn)確地監(jiān)測海岸線時空特征，以便為決策部門提供動態(tài)的、科學(xué)有效的信息，以實(shí)現(xiàn)海岸帶自然資源的綜合可持續(xù)利用具有重要意義。國內(nèi)有侯西勇等叫做了中國整個大陸海岸線的研究，希望對海岸線變化有系統(tǒng)的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對大陸海岸線資源的保護(hù)、開發(fā)與管理。國外則有Boak等也對海岸線的劃分及提取做了詳細(xì)的討論。本文以Landsat數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站（http：∥WWW.gscloud.cn/）獲取免費(fèi)的數(shù)據(jù)，將遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，并將多時相膠州灣海岸線進(jìn)行疊加，并從岸線形狀、岸線變化速率、港口擴(kuò)建、養(yǎng)殖池面積變化等角度出發(fā)，獲得海岸線的時空變化，以期為海岸帶資源環(huán)境綜合治理提供信息與決策支持。

2研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)

膠州灣古稱膠澳，是位于中國黃海中部、膠東半島南岸、山東省青島市境內(nèi)的半封閉海灣，近似喇叭形。地理區(qū)域范圍為35°38′-36?！?8′N，120°04′-120°23′E，是一個與黃海相通的半封閉型海灣，因古時屬膠州所轄，故而得名。膠州灣是青島的母親灣，有南膠河、大沽河等注入，灣內(nèi)港闊水深，風(fēng)平浪靜，海水終年不凍，為天然優(yōu)良港灣。灣口為青島港（包括青島老港區(qū)、黃島油港區(qū)、前灣新港區(qū)和董家口港區(qū)等四大港區(qū)）。目前膠州灣全境由青島市管轄，沿岸政區(qū)按逆時針方向依次為市南區(qū)、市北區(qū)、李滄區(qū)、城陽區(qū)、膠州市、黃島區(qū)（開發(fā)區(qū)）。

數(shù)據(jù)源包括1986年LandsatTM影像（30m）和2016年LandsatETM+影像（30m）。在ArcGIS中通過目視解譯進(jìn)行矢量化海岸線時，需要建立線屬性文件，此時賦予線屬性文件與遙感影像相同的投影坐標(biāo)系，這既可以保證海岸線的位置不會發(fā)生偏移，也能統(tǒng)計出海岸線的總長度。

3結(jié)果分析

研究時段內(nèi)，人工開發(fā)海岸帶是造成海岸線變遷的主要原因，但是不同地區(qū)的驅(qū)動因素不同，表現(xiàn)的形式也不同。膠州灣地區(qū)的海岸線一直呈現(xiàn)負(fù)增長趨勢，主要和其地理位置有關(guān)：，人為的進(jìn)行填海造陸、圍海養(yǎng)殖池的擴(kuò)建，使得膠州灣的半封閉型海域縮小，相應(yīng)的海岸線長度就會減少，因此，膠州灣地區(qū)海岸線一直呈現(xiàn)負(fù)增長趨勢。

由于其特殊的地理位置，人們依托膠州灣優(yōu)越的自然條件，以灣興港、以港興市。在1986-2016年期間，膠州灣海岸線的變化強(qiáng)度為-1.16%，土地擴(kuò)增面積達(dá)74.43km²，其中由于填海造陸、港口建設(shè)所增加的面積達(dá)5575km²，占總面積的75%，由人工養(yǎng)殖池的擴(kuò)建增加面積達(dá)18.71km²，占總面積的25%?？梢园l(fā)現(xiàn)，城市快速發(fā)展的同時，人們對膠州灣的影響也越來越大，如1986年青島至黃島輪渡航線建成通航：1988年黃島二期油碼頭建成：1990年建成了前灣新港區(qū)一期工程的2個泊位。而在2000

年以后，膠州灣沿海開發(fā)建設(shè)更加多樣，海底隧道的開通、跨海大橋的建設(shè)等均改變了自然海岸線的走向。自古以來，我們國家就有“逐水而居”的傳統(tǒng)，經(jīng)過歷代的演變，由圖1、圖2的對比可知，在1986年膠州灣沿岸主要是圍海養(yǎng)殖池、基巖質(zhì)海岸線，而在2016年則主要是居民區(qū)，海岸線也向海一面發(fā)生了位移。總的來說膠州灣海岸線變化強(qiáng)度持續(xù)穩(wěn)定，不同時間段內(nèi)起伏不大，在全區(qū)范圍內(nèi)，變化強(qiáng)度最小，次于江蘇省和上海市。

結(jié)論：綜上所述，近30年來膠州灣膠州灣擴(kuò)增的土地面積達(dá)74.43km²，其中由于填海造陸、港口建設(shè)所增加的面積達(dá)55.75km²，占總面積的75%。而影響其變化的主要原因是人為因素，如填海造陸、港口擴(kuò)建、圍海養(yǎng)殖池的增加，這都改變了海岸線的原始形態(tài)：海岸線的變化也和城市的發(fā)展、地理位置、人口等因素有關(guān)，是一個多種因素共同作用的結(jié)果，不能一概而論；對于自然海岸線，如基巖質(zhì)海岸線，人類聚集比較稀疏的地方，主要是海浪的侵蝕影響其變化，人為因素比較少。endprint