[3S技术在海岸带资源环境中的应用概述] 海岸带资源与环境专业

　　摘 要:随着沿海地区经济的高速发展,人口不断向海岸带地区集聚,海岸带地区的资源环境开发利用强度日益增大,致使海岸带地区资源过度开发、环境遭到破坏,并且随着研究工作的深入,积累了大量有价值的资源环境空间数据,如何快速获取海岸带资源环境现状信息、充分利用和高效管理海量的历史数据,以便做出科学的分析和决策,实现海岸带的可持续发展是我们急需解决的问题。3S技术凭借其在空间信息领域独特的优势,可以为海岸带资源环境的合理开发、保护、科学管理提供有效的技术手段,为相关管理部门提供科学的决策依据。
　　关键词:3S技术 海岸带 资源环境 可持续发展
　　中图分类号:X21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0145-02海岸带是地球表层岩石圈、水圈、大气圈与生物圈相互交绥、各种因素作用应用频繁、物质与能量交换活跃、变化极为敏感的地带,也是受人类活动影响极为突出的地区。它拥有丰富的生物资源、矿产资源和无穷的动力资源,以及优越的自然环境、便利的交通和特殊的地理位置,致使该地区经济高速发展、人口与经济活动高度集聚,给原本复杂、脆弱的生态环境带来越来越大的压力。在自然因素和人类活动的双重干扰下,海岸带原有的稳定状态遭到破坏,物质组成、空间格局发生了明显变化,资源和环境遭到严重破坏,产生了一系列环境问题,已经成为海岸带可持续发展的障碍性因素。海岸带可持续发展是依靠科技进步,在保护海岸带生态和环境质量不受损害的前提下,合理、有效地开发利用海岸带资源,使其成为既满足当代人的需求、又不对后代人的需求构成危害的发展。因此,采用先进的技术方法,快速获取、动态监测海岸带资源环境变化信息,维护海岸带生态平衡,加强对海岸带资源环境的保护和管理,对该地区人和自然的和谐、可持续发展具有重要的现实意义。
　　在海岸带资源环境领域,国内外学者作了大量的研究工作,其研究的技术手段也有很多,一些研究成果为海岸带规划与管理起到了积极作用,然而,由于海岸带环境的复杂、多变性,常规的技术方法在资料获取、信息处理等方面具有一定的局限性,已经难以满足当前海岸带资源环境研究领域的工作需求。然而,由地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)组成的3S技术为全球变化研究提供了主要的数据源和技术手段,对地观测具有宏观、快速、综合、动态和成本低等突出优势,为海岸带的动态监测研究提供了一种方便的现代化方法[1～2]。地理信息系统(GIS)具有强大的空间分析功能,卫星遥感(RS)在大尺度的海岸带资源环境要素的监测中具有无可比拟的优越性,而空间定位技术是保证海上采样、导航的精确定位的利器,3S集成技术充分发挥各自的长处,形成了多功能综合技术系统,可以实现对海岸带海量资源环境数据获取、处理、分析和管理的实时、高效,为该领域的定量化研究提供技术手段。
　　1 海岸带海量资源环境数据的管理和共享
　　海岸带资源环境信息是开发和建设海岸带、实现海岸带可持续发展的重要基础。我国各有关部门、科研机构在海岸带资源环境方面做了大量的研究工作,投入了大量的人力、物理和财力,取得了极为丰富的资料和数据,包括历史数据、现实数据和未来数据(如预测数据),尤其是随着数据获取技术手段的进步,除了传统的统计调查、实地勘测等手段,遥感和GPS技术手段的加入致使空间数据量剧增。由于数据采集的分布性、多源性和历史性,海岸带资源环境空间数据具有数据量大、类型复杂和格式多样的显著特征,使这些宝贵的科学数据得不到充分利用,更无法实现数据的共享,造成了很大的浪费,因此有效地组织管理这些空间数据,开展海岸带资源环境信息共享,才能减少重复性投入,打破长期形成的各种数据壁垒,提高资源环境数据的使用效率。GIS的出现很好地解决了这个问题,给海量空间数据的管理提高的新的技术手段,作为计算机软硬件支持下的空间数据管理和综合分析的应用技术系统,是3S技术体系的核心,对于反应地理区域内分布的海岸带资源环境信息可以科学、合理地加以管理,同时具有强大的空间数据统计、空间分析等针功能,曾被世界海岸大会推荐位ICZM的管理工具。早在20世纪80年代加拿大就开始利用GIS技术进行海岸带渔业和海上交通管理,荷兰国际海岸带管理中心在1993年开发了一个初步的海岸带管理系统,我国在九五期间已经开始建立全国性海岸带地理信息系统,用之于海岸带管理、海岸带海洋环境监测评价、海洋渔业管理等。随着网络技术的发展,人们对数据需求已不仅仅局限于本地数据的管理,更多的转向于网络,WebGIS的发展正好迎合了这一需求,使分散的海岸带信息通过网络实现共享。应用3S技术建立海岸带地区遥感、遥测与监测、监控技术体系网络,可以实现大规模、大范围、全天候地采集海岸带资源环境领域的动态实时数据和信息,并高效地进行存储管理和分析,进而实现网络的共享服务。3S技术不仅提高了海岸带数据和信息的使用效率,而且改善海岸带资源环境数据的管理模式。
　　2 海岸带地质环境监测
　　海岸带地质环境变化受到流域、区域多重自然条件和人为因素影响,河海常期强烈的相互作用,人为的显著干扰,并易受多种地质灾害的危害,其地质环境问题尤其突出,包括海床稳定性、活动沙坡、航道淤积、海岸侵蚀、海堤沉降、砂体迁移和底质污染等。3S技术的应用,为海岸带复杂的地质环境监测提供了有效的技术手段,可以通过GIS进行海岸带地质环境进行综合的分析和评价,通过遥感技术可以研究近岸水域地形地貌特点、浅部构造、海岸类型、海岸线变化及发展趋势、滩涂演变、岛礁分布、航道变迁、海面温度分布、海水盐度分布、海流及波浪状况等。如:广州海洋地质调查局采用综合的调查研究技术方法,包括卫星遥感技术、差分GPS导航定位技术,实验分析技术、GIS与计算机成图技术等对大鹏湾进行包括近岸海洋地质环境与海岸保护、晚更新世以来的地质环境演变等多方面的问题调查,并在此基础上对调查区地质环境、潜在地质灾害和海底工程地质条件进行综合评价;陈正华等人以20世纪70年代的地形图为地图,利用4期遥感卫星资料对浙江省大陆海岸线多年来的变迁进行连续监测,获得了每个时期发生变化岸段、陆地增加面积和分数维情况;黄鹄等人利用遥感和地理信息技术相结合的方法分析了近50年广西海岸滩涂的变化特征。