錦州大筆架山整治修復(fù)開(kāi)展無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)分析研究

韓棚舉 崔勝濤

（遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽(yáng) 110032）

近年來(lái)，為保護(hù)錦州大筆架山及連島沙壩等重要地質(zhì)遺跡，排除海島安全隱患，遼寧省先后多次對(duì)大筆架山進(jìn)行景觀修復(fù)和監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，修復(fù)內(nèi)容包括連島壩修復(fù)、大筆架山山體維護(hù)、東側(cè)潛堤消浪、西側(cè)海域清淤以及相關(guān)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)和軟硬件建設(shè)等。

一、研究區(qū)概況及研究方法

1.研究區(qū)概況

錦州大筆架山海洋特別保護(hù)區(qū)分重點(diǎn)保護(hù)區(qū)、生態(tài)與資源恢復(fù)區(qū)、適度利用區(qū)等, 總面積為12217.7公頃。重點(diǎn)保護(hù)區(qū)包括大筆架山島邊緣區(qū)域及周邊海域、陸連島沙堤、小筆架山、白沙灣自然岸線，面積為625.266公頃，占保護(hù)區(qū)面積的5.12%。重點(diǎn)保護(hù)區(qū)內(nèi)實(shí)行嚴(yán)格的保護(hù)制度，保護(hù)公園內(nèi)的自然岸線、陸連島沙堤以及海島生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)施重點(diǎn)保護(hù)區(qū)內(nèi)資源與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)管理以及防災(zāi)減災(zāi)措施，禁止或者嚴(yán)格限制任何不利于重點(diǎn)保護(hù)區(qū)的活動(dòng)，嚴(yán)禁實(shí)施各種形式的工程建設(shè)活動(dòng)。

2.研究方法

本研究通過(guò)采用多源多時(shí)相衛(wèi)星遙感影像、多種無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)踏勘及資料收集等技術(shù)手段，對(duì)大筆架山整治修復(fù)情況開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，綜合對(duì)比分析大筆架山自然生態(tài)資源環(huán)境破壞前以及整治修復(fù)前后的效果，為下一步大筆架山的保護(hù)修復(fù)提供數(shù)據(jù)支撐。

為綜合評(píng)估大筆架山整治修復(fù)情況，研究利用固定翼、旋翼分別獲取了大筆架山正射影像、三維影像和全景影像，完成了相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，完成了1990年至2017年間多個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)的多源多時(shí)相遙感影像收集和處理工作，完成了大筆架山現(xiàn)場(chǎng)踏勘與資料收集工作，獲取了大筆架山的界址坐標(biāo)和大筆架山海洋特別保護(hù)區(qū)的范圍。

項(xiàng)目利用獲取的數(shù)據(jù)綜合對(duì)大筆架山自然生態(tài)資源環(huán)境破壞前、整治修復(fù)前后以及現(xiàn)狀等多個(gè)重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比、分析，從連島壩、大筆架山山體、岸線及周邊開(kāi)發(fā)利用情況等多個(gè)角度，對(duì)大筆架山開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、立體展示，對(duì)連島壩變化情況等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析對(duì)比，提取了山體保護(hù)利用情況、岸線情況等專(zhuān)題信息，制作了相關(guān)專(zhuān)題圖，編制了相關(guān)研究報(bào)告，并提出相關(guān)建議。

（1）開(kāi)展無(wú)人機(jī)航空攝影，利用無(wú)人機(jī)獲取“藍(lán)色海灣”整治項(xiàng)目——錦州大筆架山區(qū)域0.2米航空影像，并通過(guò)布控、空三，完成正射影像圖1:2000比例尺DOM；開(kāi)展無(wú)人機(jī)傾斜攝影，利用無(wú)人機(jī)獲取錦州大筆架山區(qū)域優(yōu)于0.1米航空影像，完成研究區(qū)域?qū)嵕叭S數(shù)據(jù)處理。完成大筆架山區(qū)域空中全景拍攝，并制作空中全景影像。全景影像能夠完整反映監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的整體情況，并利用文字、照片、圖片等在全景影像中進(jìn)行說(shuō)明，將全景影像進(jìn)行發(fā)布。

圖1 錦州大筆架山整治修復(fù)遠(yuǎn)觀圖

（2）收集整理2013-2017年錦州大筆架山區(qū)域的高分辨率（優(yōu)于2.5米）遙感影像，開(kāi)展監(jiān)測(cè)區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)海域使用情況、海域空間資源變化情況等開(kāi)展監(jiān)測(cè)。

（3）收集整理本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)和成果制作需要的錦州大筆架山藍(lán)色海灣整治項(xiàng)目相關(guān)材料和數(shù)據(jù)，包括但不限于海洋功能區(qū)劃數(shù)據(jù)、生態(tài)紅線數(shù)據(jù)、海域使用權(quán)屬數(shù)據(jù)、管理岸線數(shù)據(jù)、整治修復(fù)項(xiàng)目成果材料和數(shù)據(jù)等。

（4）對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲取監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)變化情況，建立監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，制作無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)專(zhuān)題圖和遙感影像動(dòng)態(tài)變化專(zhuān)題圖，編制監(jiān)視監(jiān)測(cè)研究報(bào)告。

為掌握大筆架山近年來(lái)變化情況，尤其是生態(tài)破壞前和整治修復(fù)前后變化情況，還收集了生態(tài)破壞前以及整治修復(fù)前的衛(wèi)星遙感影像，從而獲取長(zhǎng)時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)整個(gè)大筆架山的變化過(guò)程開(kāi)展監(jiān)測(cè)。

圖2 連島壩修復(fù)前后對(duì)比效果圖

圖3 大筆架山東側(cè)山體修復(fù)后效果

二、研究結(jié)論

1.大筆架山景觀受損明顯

近年來(lái)，受大筆架山周邊自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)因素影響，開(kāi)展整治修復(fù)項(xiàng)目前，大筆架山連島壩與大筆架山山體均受到不同程度破壞。由于水動(dòng)力平衡被打破，大筆架山連島壩壩高降低、局部形成潮溝，將連島壩切為數(shù)段，連島壩在低潮期也無(wú)法完全露出海面，行人徒步登島困難。連島壩西側(cè)也出現(xiàn)了明顯的灣內(nèi)淤積現(xiàn)象，整個(gè)連島壩存在輕度扭曲形，并向西推移。大筆架山山體巖石崩塌發(fā)生幾率明顯增大，部分區(qū)域已不適宜開(kāi)展旅游活動(dòng)。

2.大筆架山整治修復(fù)效果顯著

2010年、2011年針對(duì)大筆架山連島壩和山體分別進(jìn)行了整治修復(fù)。通過(guò)對(duì)連島壩進(jìn)行人工補(bǔ)砂、潛壩構(gòu)筑、清淤疏浚等工程修復(fù)，基本將天橋暫時(shí)恢復(fù)至原始地貌，可以保證游客低潮時(shí)在天橋行走。通過(guò)排除險(xiǎn)石、削方卸載，對(duì)局部不穩(wěn)定裸露巖石進(jìn)行噴射混凝土防護(hù)并進(jìn)行山體綠化等工程，有效遏制了山體崩塌危險(xiǎn)，基本恢復(fù)了大筆架山島嶼山體景觀。但兩次修復(fù)也因資金和施工方式等問(wèn)題未完全解決大筆架山景觀破壞的根本原因。如對(duì)連島壩的修復(fù)，沒(méi)從根本上改變連島壩周邊水動(dòng)力環(huán)境，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間沖刷，天橋還會(huì)再次遭到嚴(yán)重破壞，整治修復(fù)后的山體東西兩側(cè)雖均有綠色植被，但相對(duì)較少。

3.大筆架山海域仍存在開(kāi)發(fā)活動(dòng)

作為大筆架山海洋特別保護(hù)區(qū)（國(guó)家海洋公園），該保護(hù)區(qū)，尤其是重點(diǎn)保護(hù)區(qū)還存在多個(gè)海域使用項(xiàng)目，包括筆架山天橋用海，筆架山風(fēng)景區(qū)旅游北碼頭和筆架山風(fēng)景區(qū)游船南碼頭。項(xiàng)目面積共計(jì)25.6公頃，用海類(lèi)型均為旅游娛樂(lè)用海，用海方式還包括兩個(gè)透水構(gòu)筑物用海。而用海起始時(shí)間較早，筆架山風(fēng)景區(qū)旅游北碼頭用海和筆架山風(fēng)景區(qū)游船南碼頭均為2004年1月，筆架山天橋用海為2004年7月，但三個(gè)用海的截止時(shí)間均為2019年12月。同時(shí)，在大筆架山周邊，錦州港一側(cè)，存在多個(gè)用海項(xiàng)目，用海方式包括填海、圍海和開(kāi)放式等。另外，此次監(jiān)測(cè)還對(duì)大筆架山岸線現(xiàn)狀及周邊海域開(kāi)發(fā)利用情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，大筆架山岸線總長(zhǎng)2799米，東側(cè)基本為人工岸線，而西側(cè)大部分為自然岸線。自然岸線總長(zhǎng)1075米，人工岸線總長(zhǎng)1724米。分析原因，主要是東側(cè)受海浪等侵蝕較為嚴(yán)重，因此在東側(cè)人工添加了扭王字塊等構(gòu)成人工岸線，從而防止岸線對(duì)大筆架山的侵蝕。

4.整治修復(fù)后景觀再次受損

隨著時(shí)間的推移，由于周邊水動(dòng)力環(huán)境沒(méi)有根本改變，隨著潮水的沖刷、沉積物的淤積以及風(fēng)化等綜合作用，再加之近年來(lái)人類(lèi)活動(dòng)依然頻繁，導(dǎo)致大筆架山景觀環(huán)境再次受損。隨著連島壩西側(cè)潮溝增多，整個(gè)壩體被逐漸侵蝕，最窄處僅16米，相較2013年整治修復(fù)后變窄1米，同時(shí)，壩體形態(tài)有所變化，部分壩體存在向西偏移的現(xiàn)象，而壩體西側(cè)還出現(xiàn)了淤積現(xiàn)象。由于淤積導(dǎo)致連島壩與大陸連接處已變寬19米。而大筆架山山體目前仍有部分區(qū)域不適宜開(kāi)展旅游活動(dòng)，且整治修復(fù)后區(qū)域植被覆蓋依然較少。

三、結(jié)束語(yǔ)

本研究作為大筆架山整治修復(fù)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)，沒(méi)有局限于對(duì)筆架山連島壩或山體等某一特定范圍的整治修復(fù)效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而是針對(duì)大筆架山在國(guó)內(nèi)首次同時(shí)采用高分辨率無(wú)人機(jī)正射影像、三維傾斜攝影測(cè)量影像、無(wú)人機(jī)全景影像、多源多時(shí)相高分辨衛(wèi)星遙感影像等從連島壩、大筆架山山體、大筆架山岸線及大筆架山周邊海域開(kāi)發(fā)利用情況等多個(gè)角度宏觀的對(duì)大筆架山變化前、大筆架山整治修復(fù)前后以及現(xiàn)狀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展相關(guān)分析工作，完成專(zhuān)題圖繪制和報(bào)告編制。這與歷次大筆架山整治修復(fù)監(jiān)測(cè)有所不同，而這也是各類(lèi)技術(shù)手段在該研究中的集中利用，也是本研究的一大亮點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。針對(duì)大筆架山自然景觀現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成果分析，按照當(dāng)前對(duì)渤海生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，建議從多個(gè)方面著手，逐步改善該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。

（1）嚴(yán)格控制周邊用?；顒?dòng)，針對(duì)今后到期的構(gòu)筑物用海項(xiàng)目，不再續(xù)期，并進(jìn)行拆除；

（2）從根本上改善該區(qū)域水動(dòng)力環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)連島壩和山體保護(hù)；

（3）嚴(yán)格控制人類(lèi)活動(dòng)，禁止或者嚴(yán)格限制任何不利于重點(diǎn)保護(hù)區(qū)的活動(dòng)；

（4）結(jié)合實(shí)際情況開(kāi)發(fā)大筆架山旅游，嚴(yán)格限制人流量，避免人類(lèi)活動(dòng)影響對(duì)保護(hù)區(qū)造成的破壞；

（5）開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握保護(hù)區(qū)資源環(huán)境變化情況。