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第九篇海洋测绘技术应用与规范管理第一章海道测量第一节概述传统海道测量的主要目的，在于获取为了测制海图所必需的基本数据，特别强调对于安全航行有影响的各种特征。凡是保证安全航行所需要的一切测量工作，都属于海道测量的范围。但是，随着近海矿产资源勘探和海洋工程建设的发展，海道测量的定义已大大扩充了。测深是海道测量的主要内容，就是在整个测区内逐点地测量在海面之下的深度。这些测深点是用三维坐标（，“，）来确定的，其中坐标（，“）表示测深点的水平位置，坐标表示深度。因此，海洋水平控制测量是海道测量的内容之一。测深是从海面上进行的，但海面随着潮汐而变化，因而不能作为测深基准面。为了建立一个测深基准面，把各点上在不同时刻所测得的水深都归算到该面上，通常都是在保证安全航行和考虑航道利用率的原则下，把测深基准面选在平均海面之下的某一深度处。各国采用的这一深度不尽相同，中国采用平均海面之下的理论最低潮面作为测深基准面。为了确定深度基准面以及高潮线和低潮线的位置，在海道测量期间需要验潮。这类工作称为建立垂直控制，也是海道测量的内容之一。为了满足纯粹的测制海图的要求，海道测量还包括以下的作业（）测定航行障碍（破波和激潮等）以及浮标、信标和灯标等助航设备的位置；（“）测定海底物质；（）推荐清扫线和导航线，以保证安全；（）测定岸上对于领航员有用的地形细部和明显目标的位置；（）精确地划定高潮线和低潮线；（7;73），已有商品出售。该仪器供沿岸浅水区测深之用，包括 * 个子系统（）扫描激光雷达收发机子系统它的功能是产生和接收绿色和红外两种激光脉冲，并提供扫描器控制、姿态参数和扫描角数据。这两种激光脉冲是同时和共轴发射的；红外脉冲到达水面时立即返回，绿色脉冲部分地穿透海水，抵达海底才返回。两种返回的脉冲经检测后，由两者之间的时延，便可计算概略水深，然后再加入几何和环境影响改正。（）飞机定位子系统提供来自微波应答器或全球定位系统的数据。（）辅助传感器子系统连续地提供目标区相关的视频记录和高速率的激光测高数据。（*）数据获取和控制子系统从上述三种子系统获取数据，加以格式化，存储在磁带上，并将仪器状态、数据质量参数和导航信息显示在控制接口上。这种仪器的测深精度为厘米，面积覆盖率为卫星以高增益模式应用于海道测量，波耳辛提到，卫星海道测量直到米的深度，精度优于所测深度值的 ; *ABC，D - 系统。它的工作深度由 6 米到 * 米；角度覆盖为 5，相应的带宽为深度的 4*8。输出同 ,,- /.-0 相同。 ,.- /.-0 和 ; - 这两种多波束声纳测深系统完全具备了迅速而详细测绘海底的能力，而且深度数据都是数字记录。它们共同的特点是方便、高作业率和高分辨率。与常规的单波束测深仪器比较，无疑为海道测量和科学勘探开辟了新的可能性。美国国家海洋测量局的宽幅测深仪（/ABCDEFBG,K..L“，它兼用于浅水域和深水域作业，工作深度万米，幅宽是水深的 4 倍，角度覆盖 “5。采用交叉扇形检定法来抵偿声速变化。根据在科学考察中与 ,.- /.-0 比较的结果，证实它的质 61“ 第一章海道测量 “ 全名是 DM’NAOCG 5（, 7 “ 7 .）式中为天文参量匀速变化部分； 9、; 为分潮振幅订正和迟角订正。为计算各分潮群每个分潮时的潮高，达尔文制作了专用表格（镂孔格）。达尔文法是经典潮汐分析方法，也是常用的分析方法。可是，此法采用镂孔格进行分潮的分离，一则烦琐；二则精度不高；三不宜电算。人们以后对该法进行了改革，如采用对实测潮汐曲线进行三次样条插值法或分段抛物线插值法求得分潮时的潮高，达到了电算的目的。还有一些其它的方法，不再一一列举。 , 第九篇海洋测绘技术应用与规范管理二、最小二乘法潮汐最小二乘法分析原理是，取一定长度的潮汐观测序列，以计算潮高去逼近实测潮高，使其差的平方和为最小，建立线性方程组，求解和 “，进而求得分潮调和常数。该法灵活，适用于任意分析长度，并容许潮汐观测序列不连续，分析结果精度高，适用于计算机。潮汐最小二乘法用于准调和分析。所谓准调和分析，是因短期资料（如几天或十几天）无法把某些周期相近的分潮完全分离出来，因此，只能将某一潮族的分潮合并到其中影响最大的分潮中去，这样的“分潮”与以前讲的分潮不同，其振幅和角速率不再是常数，因此称为“准调和分析” 。准调和分析的数学模型有多种，如方国洪提出的、、- ;678“ ）9，意义同上； 3, （, *（4- - 。第三节水位改正为了正确地表示海底地形，需要将在瞬时海面测得的深度，化算至平均海面或深度基准面起算的深度，这就是水位改正。以下按常用的归算至深度基准面的要求，叙述一下水位改正的方法。水位改正可根据验潮站的布设及控制范围，分为一个站、两个站、三个站或多个站水位改正。一、一个站水位改正当测区范围不大，在一个验潮站的有效控制范围内，用该站的水位观测资料对所测水深进行水位改正，称为一个站水位改正。如图 2 7 7 - 所示图中水为水位改正数，也是自深度基准面至瞬时海面的高度。瞬时海面在深度基准面之上，其值为负；反之为正。图“ 测水（2 7 7 ）为求得任一时刻的水位改正数，需根据水位观测资料绘制水位曲线图，如图 2 7 7 . 所示。横坐标表示时间，纵坐标表示水位改正数，由该图可求得任意时刻的水位改正数。 -22 第九篇海洋测绘技术应用与规范管理图 “ “ 水位改正示意图此为图解法。除此而外，还可用解析方法进行水位改正。解析法是用数字插值的方法（如二次样条插值），根据验潮站的整点或半点水位观测资料，内插出任意时刻的水位改正数或求出 ’ 间隔的水位改正数所对应的时间段。图 “ “ 水位观测与改正二、两个站的水位改正当测区范围较大，用一个站的水位不能控制整个测区时，可采用两个站的水位资料进行水位分带改正。参见图 “ “ * 和图 “ “ 。图 “ “ 为测区位于 ,、- 站控制不到的 .、/ 区，可在一定条件下，根据 ,、- 站的观测资料内插出 .、/ 的水位资料。这种分带改正的前提，是两验潮站的潮波传播第二章海洋潮汐与水位控制图 “ “ 两站改正示意图是均匀的，即两站间的同相潮时和同相潮高的变化与其距离成比例，这样就可在两验潮站的连线上内插出若干个区域，根据两验潮站的水位内插进行水位改正。图 “ “ 两站分带改正示意图分带的多少取决于两验潮站从深度基准面起算的瞬时海面的最大差值和测深精度 ’。求分带数的公式为 ’ （ “ “ **）计算出值后，即可将、, 站连线等分内插等份，等分点就是内插站位置。而分带的界线一般与潮波传播方向垂直。如图 “ “ - 所示，各内插水位站的水位曲线可根据、, 验潮站的水位曲线在同相潮波点连线上等分内插求出来。两站分带的水位改正除用图解法外，还可以用解析法求得。输入、, 两站同步观测水位资料，利用二次样条插值公式，可通过计算机求出相同时刻海面高差，进而求得分带数。同时还可算出、, 两站的同相潮时差 .，从而得到两站的同相潮时 “ /，其中为输入的潮时，还可得到两站的同相潮高 “ ，它根据 “ 和输入的 “ 站的潮高 “ ，用二次样条插值公式求得。由此，可根据分带原理，求得各内插带的同相潮时和同相潮高如下 ’ / * ’ / （“ “ ） } * （ “ “ *）第九篇海洋测绘技术应用与规范管理图 “ “ 分带示意图式中，’，⋯⋯，“，为节点序号；，’，⋯⋯，，为带号；为输入的站的潮高。这里还要介绍一种不分带直接求水位改正数的解析法水位改正，见图 “ “ 。此法的立足点是，瞬时海面只认为在传播方向上倾斜，而在垂直于传播方向上的一定范围内倾斜甚微。即图上，点的潮高与投影点和交点 *的潮高认为相等。由此，根据定位点坐标和定位时刻直接求出水位改正数。 ’ （’ “ ’） ’* （ “ “ ’,）式中同相潮高 -.、-/可分别根据同相潮时 0.、0/，利用二次样条函数内插而得；图 “ “ 不分带求水位改正原理图同相潮时 ’、’可根据潮时差和（’* ），以定位时刻 , 为基准求出（’ ,“ ； ’ ）； ’ -./（0“ 01）； ’ ’ -./（0“ 01）。 1 第二章海洋潮汐与水位控制三、三个站水位改正当测区离岸较远时，就可能出现两站控制不到的问题。为此，应采用三个站的水位分带法进行改正（又称三角分带法）见图 “ “ 。三角分带带数的计算与两站分带基本相同，然后在分带求得三边内插站的水位曲线的基础上再分区，并划定各区改正的范围。至于水位改正的方法与两站的方法相同。下面着重讨论一下三站水位改正的解析法。我们已经知道，水位分带的理论是视同相潮波点的集合为一空间平面，那么我们可以过已知三站的空间直角坐标（、“、）建立一个平面方程。其中、“ 为平面坐标，是从深度基准面起算的同相潮高。如果插值点的潮高与、’、三站的潮高、’、为同相潮高，则点（、 “ 、）应在这个平面内。就是我们要求的同相潮高。其计算公式如下图 “ “ 三站水位分带改正 ’ ｛（“ ）［（“ “ “）（’“ ） “ （“’“ “）（ “ ）］ ’ （““ “）［（’“ ）（“ ） “ （ “ ）（’“ ）］｝［（’“ ）（“ “ “） “ （“’“ “）（ “ ）］（ “ “ ）同理，可得同相潮时公式 * *’ ｛（“ ）［（““ “）（*’“ *） “ （“’“ “）（* “ *）］ ’ （““ “）［（’“ ）（*“ *） “ （ “ ）（*’“ *）］｝［（’“ ）（“ “ “） “ （“’ “ “）（ “ ）］（ “ “ *）以上二个公式，即为三站求水位改正基本公式。设定位时刻为 * ,，则由（ “ “ *）式第九篇海洋测绘技术应用与规范管理可求出站的同相潮时 “ ，则、站同相潮时 “ 、“ 为 “ “ “ （“ “） “ ““ （“ “ } ）（ ’）用 “ 、“ 、“ 代入二次样条插值公式，可求出三个站同相潮高、’ 、，代入（）式即可求得定位时刻的同相潮高，自然也就求得水位改正数。上述方法求三站水位改正可用计算机实现。四、时差法水位改正时差法是由天津海洋测绘研究所研究并已推广使用的一种水位改正方法。时差法水位改正与两站分带和三站分带要求的条件相同，即要求两验潮站间的潮时和潮高的变化与其距离成比例。先讨论在两个验潮站、* 之间水位改正的问题。为了求得、* 验潮站之间的潮时差，需要首先研究两站在时间区间［,］内同步观测的水位值 ,与 *, （, ，⋯⋯,）的相关性。我们通过分析两站水位信号波形，根据求误差能量 - 为最小，得到 ,与 *,在时间区间［，］内的相关系数 .， * （，） “ , ,*, “ , ,“ , * , （）从潮波传播的角度看，、* 站位于同一潮波的不同位置上。因此，不仅要考虑 , 与* ,的相关系数，而且还要考虑在时移中 , 与 * , 的相似性，即把 *,对应的潮时 “,，都加上一个潮时差“，所对应的水位 *, “ 与 ,的相关系数为 .， *（“ ） “,*,“ “,“*, “ （ *）从上式可看出，不同的“ ， , 与 * ,“的相关程度是不同的。如果““时，, .， * （“）,达到最大值，, 与 * ,“最相似，那么“即为要求的两站间的潮时差。具体求“ 的方法可用逐步试验比对法，取, .*（“）,值最大者的“为“，其中应注意的问题是，计算步长不应大于 - 分钟。有了“，再求得定位时刻 “与、* 两站同相潮时（方法参见两站水位改正），就可利用两站同步观测资料求两站间任意地点，任意时刻的水位改正数了。五、水道地形图的水位改正水道地形图的测点高程等于河面高程减去测得的水深，这儿所指河面高程是通过水位站的水位观测或水位联测求得的。水位联测采用几何水准。水面在经水准联测的长期第二章海洋潮汐与水位控制站、短期站或临时水尺上面的读数，即可得河面高程，也称水位高程。水位联测对不同河段要求是不一样的，如无潮汐影响的河段，要求测深时每天观测（或联测）次。水位变化快的河段，则应增加观测次数。对有潮汐影响的河段，一般可在施测河段的上、下游或叉道进出口处设立两组临时水尺，每小时观测一次水位。对有潮流影响的区域，河段上、下水尺的最大距离不超过 ““。对于湖泊或水库，应在四周设水尺，按测区纵向及横向比降推求水位。 “ 第九篇海洋测绘技术应用与规范管理第三章海洋与近岸海域环境图像分析应用第一节海洋的遥感应用分析约占地球表面 “，总面积达 ’ 亿多平方公里的海洋宝库里，蕴藏着无数的矿产资源、水生物资源、化学资源等。卫星遥感技术的出现，为人类介入海洋生态系统的综合研究，提供了先进的技术保证。目前，遥感技术已广泛应用于海洋环境动态的监测、海洋水文基本特性的分析、海岸带和海洋资源综合调查与开发应用研究、海洋空间观测系统的研制等。海洋和人类生活息息相关，它是人类生存依赖的空间场所。因此，利用卫星遥感监测海洋世界有着重要的生产意义。遥感技术对海洋的综合调查研究不论对海岸线的变化要素、滩涂的消长或是沙洲的游移、变迁和海洋水色监测都有明显的效果。另外，资源卫星对海洋水深、海水温度、盐度、密度等水文状态的调查研究，也取得较好的效果。还可用卫星图像确定海冰分布范围、边缘位置、海冰厚度、漂移方向、速度和其消长过程等。因为海水和海冰的光谱反射率不同，冰厚度不同，反射率也不一，故海面温度场也有差异。海水在卫星像片上的颜色由浅蓝至蓝色，可区分出沿岸固定冰和流冰的分布，海冰色调呈白色的，其冰厚度大，有的可达 “ 以上。因此，在彩色卫星像片上依据其色调的差异，可勾绘出流冰分布的最大外缘线，并能进一步量算出海冰覆盖的面积。可见，利用卫星图像的分析，一般可以确定海冰类型的分布、海冰的厚度范围、流冰的密集度以及最大流冰边缘线位置和海冰面积、海面与冰面温度等数据。海面温度分布图是原始图像经过处理分析，生成等温度间隔的假彩色影像图，以显示海面温度分布场所绘制的，每一颜色表征一定温度（如 *）间隔。可见，利用卫星遥感监测是实现海冰、海温以及盐度实时动态分析的技术途径。 *, 年美国发射了世界上第一颗海洋遥感卫星（-./0/1 2 3），其主要用以观测海浪、海面风、海温和海流以及潮汐、风暴潮、冰场、冰区通航道等。目前，海洋卫星还广泛地应用于水色、海洋环境与海洋渔业生产中。例如，在我国沿海的渔场分布着各种不同习性的鱼类，一旦生态条件发生改变，渔场的位置也随之转移。因此，进行海洋环 *““* 第三章海洋与近岸海域环境图像分析应用境研究，对渔场调查，发展渔业至关重要。分析鱼群的栖息环境，目的在于评估鱼群的分布海域。因为任何一种鱼类，都与海域深浅、水温高低、盐度浓淡和鱼类食源等密切关连。例如，我国黄海、东海分布有广阔的大陆架浅滩，因水深、盐度、水温适中，同时还有丰富的鱼食源，形成多种鱼类生存的生活环境，故是我国多种经济鱼类重要分布场所。目前，我国有关部门相继利用遥感，尤其是卫星遥感，开展渔业调查及生产应用研究。它们主要包括渔场的地理分布，鱼类的生态环境因子与鱼群分布的相关性以及沿海滩涂经济贝类等的调查和评估分析等。最近一些年来，我国有关部门已开展渔业遥感信息系统的研究，逐步建立起从鱼类数据的采集、分析处理、评估预测的渔业信息系统。这对于我国渔场速报业务系统的发展，实现渔业生产的现代化，具有积极的推动作用。综上所述，不论是资源卫星、气象卫星，还是海洋卫星，它们都为海洋观测提供了现代化的先进手段。尤其是海洋卫星，对海洋空间观测系统的建立，展示出广阔的应用前景。第二节近岸海域环境遥感分析近岸海域环境具有陆地系统与海洋系统融合的特点。系陆地、大气与海洋之间相互作用的自然界面，即海岸带系统。它是以海岸为基线向海、陆辐射、扩散的过渡地带。因此，其环境与生态系统受到来自陆地和海洋的双重影响，成为地球系统科学研究的重要组成部分。其对研究海岸带系统物质交换、海陆交互作用以及对全球环境变化的响应和海岸环境管理、近岸区域经济可持续发展，具有重大的科学和现实意义。近岸海域环境（下称海岸带环境），是全球环境变化的敏感与脆弱地带，其通常是指近岸海域的水深不足 “ 至陆域 “ ’ 以内的区域，约占地球面积的。它具有高度的自然能量和生物生产力，是地球系统中最有生机的一部分。海岸带地区往往是城市、人口分布密集、生产活动频繁的经济发达区。所以，海岸带环境面临着近岸生态环境不断恶化、海岸水域污染、海岸资源过渡开发、沿岸灾害频发等严重的问题。为此，海岸带环境的调查与监测，对于海岸带系统的良性生产循环，海岸区域的永续发展是十分重要的。遥感技术的进步，其为海岸带和海岛的监测、海滩涂的调查、海岸带环境监测、海岸带和河口三角洲环境变迁及其环境质量评价等提供先进的手段。海岸带是海陆交汇的过渡地带。其包括陆域的潮上带、海滩涂的潮间带和近海域的潮下带几部分。其陆域、滩涂与海域三者之间的面积比约为 *。我国拥有 “““’ 的大陆岸线，有着独有的优势区位，是我国经济建设的重要资源之一。我国海岸带因受地质构造和地貌单元的控制作用，其类型大致有基岸海岸、砂砾质海岸、淤泥质海岸、珊湖海岸和红树林海岸。研究海岸带及其变化，分析不同海岸类型有重要生产意义。 ““ 第九篇海洋测绘技术应用与规范管理海岸线的确定，分析潮位高低变化是一个重要依据。在遥感图像，尤其是多光谱影像上，海岸带呈现有较清晰的形迹。比如，资源卫星 “ “ 波段图像和 “’ “ 波段图像对海岸高潮线与其成像时的水边线都有较好的显示，能区分海水与陆地界线，同时，依据验潮站测得的潮汐过程线计算出海岸潮滩的宽度。这就为研究海岛、海岸带的变化提供了可靠的技术途径。一、海滩涂的图像解译滩涂是海岸带系统中可开发利用的丰富资源之一。滩涂或海涂是指淤泥质海岸的潮滩；砂质海岸的潮间带称之为海滩。海涂是适于开发利用的淤泥质潮滩。其平原淤泥海岸的海涂主要分布于杭州湾以北的地区，港湾淤泥质潮滩主要分布于辽东大洋河口至老鹰嘴及浙、闽北，是海岸带中利用潜力较大的滩涂资源。海滩是波浪作用下形成的，它有砂石滩、沙滩之分，后者宜于土地利用开发。滩涂资源包括海滩涂，滩涂沼泽地和河滩地，全国滩涂资源面积为 *, - 万亩。其中平原岸段的滩涂资源比基岩岸段丰富。海滩涂是受水淹没出露的滩地，其面积约万亩，占全国滩涂面积的 .以上。它是被利用面积最大的滩涂主体。主要是贝藻类、鱼类等的海水养殖用地，大部分分布于南海与渤海沿岸，是海水养殖业的重要基地之一。滩涂沼泽地是受海水和感淡水作用，分布有湿生植物，如沼泽草地、芦苇地、红树林等的滩涂地，占全国滩涂面积的 -“*.。其在黄海、渤海、南海、东海沿岸均有分布，而黄海、渤海沿岸面积最大。该滩涂类型中，沼泽草地如大米草地，主要分布于江苏沿海的射阳、启东等地区。沿海滩涂的人工栽培植物，其最终为芦苇等所演替或发展为海滩牧场。芦苇地主要集中分布于上海以北的部分江河口平原岸段；例如，辽河三角洲是我国沿海芦苇分布面积最大的产区，其次是河北、江苏、天津等地。其中天津沿岸多数是分布于海堤内侧的低洼地；有的地区，如山东沿岸的芦苇，已不受海水影响。诸如此类不同生境的芦苇分布在卫星影像上都有不同特征的显示。因此，在分析芦苇植被时，应注意上述不同生境条件下的水分状况，因为有海水和无海水影响的影像有一定差异，前者有芦苇与水体的共同作用，而后者主要受芦苇植被的反射影响。此外，它们与水位也有关系。如洪水时高水位，除了芦苇群落挺于水面色调为红色外，其他植被被淹没色调呈蓝黑色，故影像标志是有差异的。自然，不同植物结构、盖度和生长期的芦苇群落，其影像色调也是不同的，一般说其色调在假彩色图像上呈鲜红色。这样，我们就可结合芦苇的生态环境，据不同饱和度的红色调加以区分。同时也能依据不同岸段土壤的芦苇长势，通过色调的变化予以识别；长势茂盛的呈鲜红色，长势差的呈橙红色或橙色，中间一般的呈红色。据此，不但可将不同沿岸段的芦苇表示出来，而且能反映出不同地貌、水文和土壤特征的芦苇类型。与此同时可根据分类的结果，按照一定的算法计算出其面积和产量。第三章海洋与近岸海域环境图像分析应用另外，该滩涂沼泽地，在闽、粤、桂、琼等有关岸段为红树林分布区。红树林是热带、亚热带地区沿岸的一种盐生植物群落。其生境一般是在河口港湾的潮间带高潮区，宜长于入海处的淤泥质、泥沙质滩涂上，故称红树林滩涂地。目前，有些典型的沿岸已建立起红树林自然保护区，如广西壮族自治区北海市合浦县的英罗港、铁少港湾红树林保护区。我们知道，植被在不同波段，有着不同的反射光谱曲线特征，即多峰、谷特征。在可见光谱段，植被的平均光谱反射率往往高于水体；在近红外谱段，其比水体更高；在中红外谱段，其与水体相近。红树林滩涂地，因受海水的影响，其植物叶子的反射率比旱生的要低，但它又是盐生植物，其叶子的反射率也会逐渐增加；此外，它因受大气或水体污染程度而有变化。受污染的红树林、其反射率在不同波段是有差异的，在可见光谱段增高，在近红外谱段降低。当红树林严重污染，叶绿素被破坏的情况下，其在上述两谱段的反射率均会降低。为此，在解译红树林滩涂地时，应视其生态因子组合的影响而作具体的地学、生物学分析。一般情况下红树林滩涂地，在卫星假彩色影像上呈深品红色或紫红色。另外，与覆盖度有关，盖度较大的，呈红色或鲜红色。在间接标志上，应研究红树林的水文因素、滩涂地的土壤特性及其所处的沿岸部位及人类活动的关系等，以区分出红树林滩涂地。至于受咸淡水淹没出露的河难地，在我国沿岸海域也有不少分布。例如，钱塘江口岸、瓯江口段和黄河口段等。其仅占我国滩涂总面积的不足 “。在卫星影像解译时，应考虑其形成的海岸地貌、海水潮差及河口水利工程设施等因素。二、海岸环境变化的遥感判释研究海岸带历史变迁，对其合理开发利用具有重要的科学和生产应用价值。海岸线的变迁，应分析其不同时期的古海岸线变化。主要是根据所遗留的古海岸河口地貌，对贝壳堤状堆积分布、滨海古洼地等进行地学相关综合分析。例如，天津、唐山间的渤海沿岸的历史变迁，第四纪期间，其多次受到海进，在全新世中期的海浸达到最大规模，一直影响到丰南、宝坻、武清、文安、沧洲一带。目前，在天津市以东平原，尤其是海河以南地区，遗留有标志古海岸的数道贝壳堤，它反映出海岸的间断后撤。其最内的一道贝壳堤，即第道贝壳堤，因长期受自然和人为活动的影响，地表已残存遗迹很少，部分已被河流淤积物淹埋，在图像上多是东北西南向的古河道带分布。第道贝壳堤在影像上还有较清的形迹，呈现南北走向微弯的平滑弧线。据考古证实，第道贝壳堤在战国时期已有人类居住生活。第道贝壳堤，位于南北大港的东侧。在第 ’ 道贝壳堤之间，较清晰地展示出现代海积平原的低湿特征及海水影响的程度。以上四道贝壳堤的分布，表明了古海岸的变迁历史。它在卫星影像图上，除了第道贝壳堤残存遗迹少外，其余均能结合实地调查分析加以识别，详见表。 ** 第九篇海洋测绘技术应用与规范管理从表 “ “ 可以看出，其海岸演变次序反映了渤海湾天津唐山市沿岸的变迁过程，其各变化阶段均与河流淤积作用有密切关系。它不仅说明其古地理环境的变化，而且也反映出海岸带的内在联系和演化规律。表 “ “ 渤海湾海岸环境变迁影像特征分析项目贝壳堤形成年代分布地理位置堤间过渡带特征影像特征分析第四道距今 ’ 年以前黄骅地区，南大港西侧，北大港与团泊洼之间，乃至天津市地表残存少，部分埋于河流淤积物下西南东北向的古河道带，显示较清楚，局部田块走向上隐约显示出与现代海岸线平行的地面特征第三道距今道 ’ 年前近南北走向，穿越南、北大港洼地，向北经巨葛庄至张贵庄距今约 ’ 年，黄河从北间注入渤海湾，开始了陆地塑造显示出堤的微弯平滑弧线，其两侧的地物景观差异明显第二道距今 ’ * 年前位于南、北大港东侧，延伸于岐口、上沽林、杨岑子、白沙岭一线三、四道堤之间，形成宽约 , 的差异沉积带能识别出堤的形迹二、三道堤之间的 , 的沉积带第一道距今约 ’ - 年前紧靠沿海一、二道堤间的现代海积平原的低湿地带废弃的曲流河道，影像上以断续的弯曲图形显示三、近岸海域生态环境质量遥感分析如前所述，海岸带地区往往是大城市密布区。因此，海岸带生态环境，尤其是沿岸水环境的监测，有重要作用。在对其生态环境监测中，一般是采用常规监测方法，即通过现场实地采集样本，然后室内实验分析，进而推断其分布与演化的特点和规律。但该方法受采样点等数目的限制，有其局限性。遥感技术的出现，为其快速监测的同步性、第三章海洋与近岸海域环境图像分析应用系统完整性、宏观性、现势性提供了可能。例如，水环境污染监测、漏油污染监测、赤潮分析以及水体浑浊度与含沙量分析等。此外，以海洋的海浪、海流、海温、海水和海平面形态等的遥感监测都有较明显效果。沿海地区是人口经济发达区，随着沿海城市的发展，沿岸水体的污染日益严重，比如，沿岸城市生活污水、工业水污染（含热污染）以及近岸海域石油污染等。沿海城市排出的废水多为混合型的生活工业污水，在卫星影像上一般呈黑色。工业废水，如电力、化工、钢铁等排出的污水，因近岸海域水体升温而成热污染。当流入海洋的水流，在热图像上往往呈现白色的羽状分布，其羽状的色调随离排污口因发射能量的不断减弱而渐变成深色。故此，可以监测污染源、扩散状态和方向，同时还可结合实地采样，区示出一定温差的热污染水体。至于近岸海域的溢油现象也是海岸港湾常见的一种污染。其在卫星影像上，由于水体上的油膜与水面间有一定的辐射温度差异，同时，因油膜反射率比水体高，故其色调一般为浅色调；可在热红外图像中，其油膜因反射率远低于水体，色调为深色，这就为监测海岸水体的溢油提供了依据。另外，近岸海域或港湾区，常出现水体悬浮固体污染物（如浑浊泥沙等）。水体的污染浑浊度与悬浮泥沙含量等有关，而其又影响水中散射光的强度。因为水体中含沙量多，浑浊度就大，故其散射强度也较大。对此采用诸如波长 “ “’ 的图像，就能识别出不同等级的水体悬浮固体物。从上可知，我们对近海岸水域的污染物性质、程度和污染类型的研究，能对水域的水质作出评价，划分出污染等级区。四、海岸带环境灾害图像解译制图海岸带是社会经济发展的重要区域，但它同时也面临着众多的自然环境灾害。诸如，因全球环境变化而引起的海平面上升，由水体富营养化而产生的赤潮现象以及强台风暴灾害等。（一）海平面上升预测分析可以设想，我国海岸带上的几大三角洲平原区城市，如营口、天津、广洲等，其海拔高度一般为 ’。如果海平面上升 ’，那么，凡海拔高度在 * ’ 的区域都将被淹没。上述四城市和其他大量的中小城市就成为汪洋一片，对沿海城市、工农业生产构成巨大的危害。对于沿海地区的低海拔的平原和洼地，为了保护海岸和防御海平上升，有关部门可事先利用高分辨率图像和成像光谱技术，辅助数字高程模型（,-.）预测出可能被淹没的宽度和范围，同时，依据预测淹没面积图调查分析，采取严加保护措施，开展沿海植树造林，建筑抵御海平面上升的天然屏障，加固堤岸。另外，对沿海城市的建设要考虑海平面上升的因素统筹规划，合理布局，长远设计。第九篇海洋测绘技术应用与规范管理（二）赤潮的遥感分析制图近岸海域随着沿海城市工农业生产发展，污水排放，农用化肥流失等使海水含有大量的无机氮、无机磷等营养素和可溶性有机物，它们为海水藻类繁殖提供了有利的生长环境和条件，极快地促使赤潮的发生。此类由大量藻类（如硅藻类）繁殖而引发的赤潮，在我国由渤海湾到珠江三角洲沿岸港湾均有分布，几乎发展到世界所有临海地区。所以，它对沿海区域经济形成极大的危害。例如，““ 年月 “ 日香港海域发生赤潮，危及众多的渔场，损失约数千万港元。 ““ 年夏秋间，渤海海域发生了大面积的赤潮，历时数月，分布面积高达多 ’，其波及到辽东湾、莱州湾、渤海湾乃至海湾中部海域。其给渤海的渔业造成了极大的经济损失。“ 月中旬，渤海锦州东部海面出现大面积棕红色的呈条带状的赤潮。此次赤潮持续到月中旬才得以消失。现在，赤潮已成为沿海国家重大的环境问题之一。为了监测赤潮，美国等利用陆地卫星图像开展应用研究。实践表明，赤潮区的海水，主要是藻类生物体的影响，因此，它与含泥沙悬浮质的海水，图像的光谱特征是有差异的。故而，就可依据资源卫星图像对水体植物，主要是沉水植物（如轮叶黑藻等）的光谱特征作处理，区分不同密度的藻类。据此周期性的分析制图，还能进行赤潮的动态监测。五、近岸海域环境的遥感地理信息系统设计海岸带是经济技术与商贸发展最具活力的区域，所以，保持其区域持续发展，开发良性的海岸带生态系统是必要和可能的。为了对海岸带资源与环境的科学管理，实施海岸带的区域、系统监测评价、预测规划，建立基于遥感分析基础上的海岸信息系统是势在必行的。我国的海岸带大致有山地丘陵海岸、平原海岸和生物海岸三大类。它们都有各自的地理特点和分布规律及其利用类型，如山地丘陵海岸是具有岬角、海湾、岸线曲折，岛屿罗布特点，主要分布于我国辽东半岛，山东半岛、浙江镇海角之南和广西北仑河口的大部分地区。其中基岩港湾海岸多开发为深水良港，或是滨海旅游景地；沙质海岸多为砂矿开采地；海湾沙滩是良好的旅游资源；港湾淤泥质海岸，往往是养殖、盐业和旅游地等。平源海岸其岸滩物质较细，宽阔平缓。它们有滨海平原、三角洲平原和河口湾淤泥质海岸等。主要分布于渤海沿岸，苏北沿岸、长江口、杭州湾和闽、珠江等河口地区。它们多开发为养殖业、种植业或是油气资源的开发区。生物海岸是热带海岸的特殊类型，包括珊瑚礁海岸和红树林海岸，而前者主要是由珊瑚礁之遗骸聚积所成。它们主要分布于南海诸岛等地，是重要的水产、旅游观赏资源，其中有些列为自然保护区。 * 第三章海洋与近岸海域环境图像分析应用上述海岸资源应如何科学合理的开发利用，必须对海岸带进行综合因素的分析划区。其包括自然地理或人文地理的划分，比如，依据其海陆过渡性的内涵，按人文的社会经济海岸带的区划等。诚然，对于海岸带的划分，应视用尸的具体目标、对象要求，而选取区划指标。比如，向海侧应考虑国际海洋法领海范围和经济管辖区规定；向陆侧需据沿岸城市或交通通讯网络、经济辐射与吸引范围而设定其门槛值等。诸如此类都能在海岸带信息系统的支持下，实现系统的决策管理。海岸带信息系统的设计应以海岸带遥感综合分析为基础，采用全球定位系统（“）的数据采集、空间实时定位和数据匹配与更新，建立分布式集成、网络化体系。（一）海岸带基本信息库系统的核心部分是海岸带资源与环境信息库其包括海岸带基本数据，海岸带资源、环境、海岸带社会经济状况和海岸带环境灾害及其他。（）海岸带基本数据，如地理坐标（、“）、岸线长、宽、领海面积、经济专属区面积以及海岸性质、类型等；（）海岸带资源与环境数据，如海岸海滩涂种类、面积，海岸潮上带、潮间带、潮下带的范围、资源量、利用程度；海岸污染类型范围、程度整治情况及海岸带生态脆弱度等；（）海岸带社会经济数据，如沿岸城市规模、人口密度、交通通讯网络、海岸土地利用及其工农业生产值和海岸区划等；（’）海岸带环境灾害，如海平面变化（如海平面上升）、海岸下沉、沿岸赤潮和台风等。对此，就可据具体情况拟定系统的评价指标体系，用作海岸带资源环境的监测分析评价，为海岸带区划和开发利用提供基本数据和评价指标。（二）海岸带评价应用模型世纪，可谓是海洋的时代，是开发利用和保护海洋的新世纪，因此，在中国世纪议程中，将海洋资源的可持续开发与保护作为主要行动方案领域之一。所以，研制海岸带综合管理体系是其技术保证，开发海岸带评价应用模型是其重要内容诸如海岸带测定、演化模型、海岸滩涂开发模型、生产投入产出模型、海岸带人口迁移模型、城市发展演变趋势分析、海岸带环境质量监测评价模型和海岸带资源与环境综合分析评价，以及海岸带经济持续发展模型等。它们可以建立起系统的模型库，提供用户作有关的决策分析应用。 ** 第九篇海洋测绘技术应用与规范管理