岸线修测技术及方法的分析

岸线修测技术及方法的分析

胡旷

胡旷

湛江市海域使用测绘队524039

摘要：海岸线是指高潮时水和陆地边界的痕迹线。在实践中，如果有海堤，则以海堤为海岸线。无防波堤的，按照近期平均高潮位确定岸线。本文分析了划界的方法和内容，阐述了海岸线修正测量的基本内容，并对海岸线的稳定性进行了评价，对海洋划界具有现实意义。

关键词：岸线修测；方法；分析

一、勘界工作方法与内容分析

1.1岸线修测

海岸线是指高潮时水和陆地边界的痕迹线。在实践中，如果有海堤，则以海堤为海岸线。无防波堤的，按照近期平均高潮位确定岸线。海岸线整治调查是从调查中线起点至两岸海岸线50km处进行。GPS（1：10000）高程测量从测量中线起点至两侧20km进行。

1.2水深地形测量

浅海地形与浅海泥沙测量导航定位采用ASHTECHBR2G信标DGPS系统。这是一个导航辅助系统，通过无线电信标发射台向用户广播DGPS校正信息。它主要由基准台、发射台、完善性监测台和监控中心组成。导航与定位采用导航定位专业软件，形象而直观，实时监督导航与定位情况。

在水深测量、专业软件是用来连接各种信息输出的测深仪的标准串口和ASHTECHBR2G信标DGPS接收机，以进行数据通信，实现计算机同步控制和记录的水深数据采集、定位和定位数据采集。为了检查水深采集记录，计算机同步采集水深记录，测深仪同步采集模拟记录。海上测深作业前后，利用插入杆对测深数据与测深仪进行校核和比对。仪器精度满足1：5万刻度深度测量精度要求。在数据处理过程中，对水深特征点（非固定标点点）的三维（平面位置和水深）值进行插值。

1.3地貌调查与底质分析

在涉界区岸滩范围内，沿岸走向进行岸滩地貌调查，记录的特殊形态特征（如保护发展现状，贝壳堤的分布，植被类型和分布、沉降与一些沿着海岸和海滩，等等），和海滩表层沉积物样品，61个样本收集，单个样品重约500克，取样深度的表层下面是5厘米，采样位置采用GPS和RTK定位。在边界浅海范围内，共设计了21条测线，测线间距约为2km。沿测线每隔2公里用抓斗取样器对浅海海底表层沉积物进行取样。共采集118份样品。

1.4岸线稳定性分析

通过收集有关历史文献和阿特拉斯的边界区域，以及2003年遥感卫星图像收集在这个调查中，海岸线变化的历史时期进行比较和分析，和海岸的演变趋势预测的使用有关的调查结果。

1.5海岸线修测与分析

这段海岸线的修改和测量范围为：北起大板块跃变（34.4036510N，119.2637200E），北至中山河口南侧对溪闸（34.2148564N，120.0647724E）。修改后的长度约为106.08km，其中关云海岸线约为49.51km，湘水海岸线约为34.87km，滨海海岸线约为21.70km。岸线测点相对准确，满足岸线走向的基本要求，与2003年卫星图像显示的岸线总体走向基本一致。

二、修测方法

2.1修测要求

海岸线一般是指每年平均大潮高潮时形成的实际痕迹线。岸线整治是岸线整治的试点工作。根据《海岸线修复测量技术规程》（以下简称《规程》）的要求，在测绘局提供的1：10000地形图工作底图和2002年版（最大比例尺1：25000）的基础上进行海岸线修复测量。修测方法是将卫星遥感影像与航拍照片相结合，通过野外调查和对比，对海岸线进行修测。按照《条例》的要求，岸线整治测量结果比例尺为1：10000。测量精度要求海岸线最大点位置误差不大于1.0mm，如图所示，拐点位置误差不大于0.6mm。整体测量精度优于3m。海岸线修改主要使用信标DGPS接收机进行测量，该海岸线修改主要使用1套美国StarlinkDGPS和2套加拿大CsiDGPSMAX进行测量。

2.2坐标系转换

海岸线修正量由信标DGPS接收机测量，接收坐标为WGS84坐标系。根据规程要求，海岸线修测成果图坐标系统采用西安80坐标系。地理信息中心为这一地区的海岸线调查提供了控制点。因为DGPS接收机接收到的信号的坐标WGS84坐标，通过已知的控制点WGS84坐标和西安西安80计划测试面积WGS84坐标计算和80两个坐标变换参数，根据参数，验证了坐标变换与其他已知点坐标，验证，坐标转换误差小于0.1米。然后根据该参数将ＤＧＰＳ测量的ＷＧＳ84坐标转换为成图所需的西安80坐标系的坐标值。

2.3ＤＧＰＳ接收机精度验证

将拟用于岸线修测的ＤＧＰＳ机架设在已知坐标控制点上，每个控制点5000年的数据，通过调整采集的数据，验证解码DGPS接收机的测量精度，结果为三台用于测量的ＤＧＰＳ接收机测量的控制点坐标同已知坐标差值在±0.6ｍ之内。说明拟使用的ＤＧＰＳ接收机符合《规程》对于测量仪器精度的要求。

2.4现场测量

通过实地踏勘对比，采用野外数字化测量、GPS定位调查、修订现有地图数据、遥感影像航测等手段对海岸线进行修复。

2.5测量数据处理

当日，将保存在PDA上的现场测量记录转移到便携式计算机上，并进行备份存储，以保证数据的完整性。利用验证得到的局部坐标修正参数，在计算机上对测量坐标进行校正，并逐点标绘测量点。将同一类型海岸附近的测量点与测量记录表中对应的描述相连接，并将不同的海岸线符号分配给不同类型的海岸。

2.6遥感测量

2.6.1数据处理及校正

影像数据选用2003年以后的空间分辨率为5ｍ的遥感影像和部分航摄数据。预处理包括图像数据格式转换、图像拼接、图像融合、地理定位、投影转换、几何精度校正、尺度统一等步骤。为了最大限度地保留各波段的光谱特征信息和空间结构纹理信息，采用主成分融合方法。为了区分不同辐射灰度的地物类型，用直方图法从每个像素值中减去局部带的最小值，提高动态范围内的图像灰度。地面控制点用于精确校正，并转换为高斯-克鲁格投影。首先，选取目标清晰、特征突出、易于识别的地物作为遥感图像的控制点。然后用ＤＧＰＳ实地定点测量。并利用省测绘局提供的同投影系的1：10000地形图的水系、道路矢量图层，根据选取的控制点，利用遥感图像处理工具软件ＥｒｄａｓＩｍａｇｉｎｅ8.3提供的多项式（Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）转换矩阵进行校正。权衡图像质量、计算量并考虑后面的分类主要是借助于图像的亮度特征，选用双线性内插法根据几何映射关系对原始图像进行重采样。

2.6.2地貌类型的判释及岸线修测

采用多元主成分分析法提取宏观地质构造信息。对于所涉及区域内具有明显意义的微地形地貌解释，由于基于光谱特征、空间特征、空间关系、知识推理和GIS支持的遥感图像信息提取模型仍处于探索阶段，仍采用视觉解释。海岸线痕迹的水和陆地边界线，平均潮高潮图像海岸线并不足以形成一个纯像素，地形、地貌类型的海岸判别主要根据土地类型、不同地貌类型，形成不同类型的海岸，根据各种景观类型，和水转移，以区分海岸线，根据合理的定义海岸海岸线，人工画的海岸线。将遥感修正海岸线与实际修正海岸线相结合，形成完整的海岸线。

三、海岸线修测精度分析

3.1测量仪器精度

标称精度在1ｍ以内。所用仪器均经过测绘计量检定站检定，检定结果差分定位精度（ＲＭＳ）为±0.6ｍ。在本次任务进行前，也均在所测区域范围内的已知控制点上对每台ＤＧＰＳ接收机进行了比对试验，以校正仪器可能存在的系统误差，试验结果误差均在±0.6ｍ之内。

3.2海岸线位置识别误差及测量误差

3.2.1基岩海岸

基岩海岸的海岸线主要体现在基岩的现代海洋侵蚀地貌上，呈陡脊状。此外，岩石表面的颜色也有明显的差异。由于地形陡峭，该类型能准确确定大潮和高潮线位置，识别误差小，可控制在0.5m以内。海岸线陡峭，陡峭的地形，当地沿海测量员潮流高分并不容易，但在大潮高潮线一定距离测量距离，测点的大潮高潮线，可视化的距离和方位，根据记录修正策划海岸海岸位置时，这个方法将会产生观察误差。实际测量点位可能位于陡坎的顶部，也可能位于陡坎下部，这些陡坎一般4～7ｍ左右，坡度60～80°，测点位置至大潮高潮线距离误差一般小于陡坡水平投影的1/2，在±3.0ｍ之内，展绘修正时，其误差将缩小。两者加权误差小于±2.0ｍ。由于海岸线实际位置位于陡坎中部偏下位置，测量人员无法于该位置测量，因此，实际测量点位位于基岩海岸陡坎顶部。经皮尺丈量实际测点位置至海岸线位置距离Ｓ1约为8.0ｍ，该陡坎坡度为75°，因此，实际测量点位置至海岸线位置水平偏差Ｓ2为2.07ｍ。经展绘修正，其误差将缩小，可以满足精度要求。

3.2.2砂质海岸

砂质海岸的岸线主要反映在高潮区浮物堆积区的上边界。这种海岸线的高潮迹一般比较容易识别和到达，测点的位置误差较小，可以达到1.0m以内。

3.2.3淤泥质海岸

沿岸的漂浮物基本沿高潮线至洪水期最高水面线堆积物为岸线位置。大部分纯粉质海岸线已被人工海岸取代，或与基岩海岸共生，海岸线位置相对容易识别，且不单独分析测点误差。

3.2.4红土海岸

因土崖高度及侵蚀程度不同而呈直立或斜坡两种形态，直立式土崖或坡度大的土崖可用崖顶外边缘线为海岸线；坡度较小的土崖以海水侵蚀痕迹线为海岸线。其海岸线位置比较容易识别。直立式红土海岸测量点位一般均在崖下或者崖上，其点位误差可在±2.0ｍ之内；坡度较小的土崖，大潮高潮线位置比较容易走到，局部不能到达的则根据目估距离和方位测量其位置，因此其点位确定误差也较小，也可在±2.0ｍ之内。

3.2.5河口海岸

河海划界方案已经通过当地政府审议批复，本次河口海岸实测边界以江海分界确定的边界为准。季节性小河流，无江海分界的，多年来在河口狭窄区域内由涨潮形成的痕迹线为海岸线。该类岸线点位确定误差很小，通常也可达±2.0ｍ之内。

结束语

海岸线修正测量的精度主要受仪器标称精度、各种类型海岸线位置的野外识别、点布置密度、卫星遥感图像分辨率等因素的影响。根据海岸线修改的分析调查，，海岸线修改调查的准确性影响最大的因素是海岸线位置的识别各种类型的海岸，海岸地貌条件如陡峭地形中，测点密度和海岸线的转折点，也是主要原因影响海岸线修改调查的准确性。因此，野外勘察工作应认真确定高潮线的位置，努力克服攀登的困难，并严格按照规范测量密度，最大限度地减少人为因素造成的测量误差。

参考文献：

[1]国家测绘局测绘标准化研究所.数字测绘产品质量要求2017

[2]国家测绘局测绘标准化研究所.遥感影像平面图制作规范2017