江苏省海域动态监视监测技术支撑体系探析

自2006年国家海洋局启动海域动态监视监测管理系统以来,江苏省按照"全覆盖、立体化、高精度"的目标,努力构建海域使用动态监视监测体系,并基于航空遥感、卫星遥感以及现场监测等手段开展了围填海项目精细化监视监测等,为海域管理和海监执法提供技术支撑。

江苏省海岸线时空动态变化遥感监测关键技术研究概述

海岸线是海洋与陆地的分界线,海岸线的准确确定对于海岸带空间资源的使用与管理具有重要意义。针对现有的海岸线遥感提取方法存在的技术缺陷,提出从构建海岸线遥感分类体系、改进海岸线遥感推算方法、建立可操作性强的海岸线遥感提取与推算技术体系方面,系统开展海岸线时空动态变化遥感监测的关键技术与应用研究,形成完整可靠的海岸线遥感推算、岸线岸滩动态变化遥感监测技术体系并开展业务化应用,可为海岸带空间资源的合理开发利用提供基础数据支撑和决策分析依据。

江苏海域动态监管业务运行现状及分析

海域动态监管业务是实施海域管理精细化、科学化的重要手段。文章从海域监管工作模式、海域使用动态监测、海域资源调查、分析评价与决策支持成果等方面对江苏海域动态监视监测业务进行梳理,以期为全国海域动态监管业务化拓展提供参考。

基于移动平台的海域无人机监视监测系统研究

无人机遥感监测具有的优势能够有效弥补卫星遥感、航空遥感平台在分辨率和时效性方面的不足。文章通过卫星通信、4G专网等通信链路的移动平台将前端的无人机系统、后端的海洋综合管控平台集成整合,构建了从空中到地面、由前方到后方多级联动的一体化监视监测系统。目前,基于移动平台的海域无人机监视监测系统已应用于海域海岛常规监视监测、项目用海疑点疑区监测、海洋灾害应急监测等场景,提升了江苏海域监视监测整体能力。

江苏省海域使用权不动产登记数据共享交换设计与实现

《不动产登记暂行条例》将海域登记与房屋、林地、草原、土地登记一并纳入不动产的统一登记范畴.《自然资源统一确权登记暂行办法》中明确,国家实行自然资源统一确权登记制度.将海域使用权登记纳入不动产的统一登记,主要问题是解决不同业务平台之间的数据共享交换.本文阐述了江苏省海域使用权不动产登记的数据共享交换设计与实现.在对江苏省海洋综合管控平台接口改造后,实现与江苏省级不动产登记信息管理系统海域使用权不动产登记的数据交换和信息共享.

江苏省海岸侵蚀现状遥感监测与防治对策

文章利用卫星遥感解译、潮汐数值模拟、GIS空间拓扑分析等技术手段,对水边线进行水位订正,推算出2019年度江苏沿海的遥感海岸线,对江苏省海岸侵蚀现状进行了遥感监测与评估。研究结果表明:2019年江苏省共有侵蚀岸线长58.55 km,占全省大陆海岸线的7.39%。废黄河三角洲侵蚀型海岸的侵蚀岸段平均年侵蚀后退59.24 m,主要表现为盐养围堤的冲刷水毁;辐射沙洲北翼淤长型海岸的侵蚀岸段年平均侵蚀后退152.28 m,表现为潮间带上部坡度变缓,海岸线持续内移。全省海岸带侵蚀总面积为7.2448 hm^(2),强侵蚀岸段主要分布在南八滩闸北侧,新洋河口两侧以及斗龙港南侧区域。文章同时结合江苏海域动态监管工作经验,提出了5点海岸侵蚀灾害防治对策:①加强天-空-地一体化多手段联合监测,精确监控海岸侵蚀灾害发生范围与程度,了解海岸侵蚀强度与等级;②联合多平台海洋观测,深入开展致灾因素分析,了解海岸侵蚀灾害的发展与变化趋势,逐步完善灾害预警机制;③根据不同的海岸类型与海岸侵蚀特征,有效开展多策略的海岸防护整治,减少海岸侵蚀灾害损失;④加快海岸带保护修复,明确海岸带开发活动的适宜空间与适宜程度,优化海岸带空间布局;⑤强化海岸责任管理,明确监管职责。

江苏省沿海海域影像地图集的编制与研究

2013年,江苏省成为国家3个海域无人机(UAV)基地建设省份之一。按照国家海域无人机基地建设的有关要求,江苏省海域动态监视监测中心先后购置了海域无人机和应急指挥监控车,并沿着江苏近千千米的海岸带开展了大量的无人机航拍。为将已有的无人机航拍数据给更多的海域管理者和社会公众提供服务,着手编制《江苏省沿海海域影像地图集》。文章简述了江苏沿海开发概况,介绍了图集的编制过程和技术创新点,对其他影像地图集的编制具有一定的参考价值。

谈如何提升新时期的江苏海域综合管控

近年来,江苏省沿海开发的力度不断加大,用海活动日益频繁。文章综合分析了江苏海域使用现状的特点,并结合海域使用在促进国民经济和社会发展的同时存在的一些问题,提出了相应对策与建议。

江苏大丰区海上风电发展现状与建议

海上风电是一种清洁能源,其发展顺应了全球可持续发展的潮流。大力发展海上风电是我国实现双碳目标的有力抓手。作为江苏发展海上风电规模最大,配套产业最完善的区域之一,大丰区近些年来的发展令人瞩目。自2017年以来第一座大型海上风电场在大丰区近海实现并网,截至2021年底,大丰区已建设海上风电规模超过400万千瓦(含“十三五”规划转结项目)。本文对江苏省大丰区海上风电的发展现状进行分析,并从资源利用、配套产业、投资成本等方面提供了建议,希望对大丰区海上风电的发展有所参考。

海上风机对潮间带地形变化影响的定量遥感监测研究

为科学分析潮间带风电场建设对潮间带滩涂稳定性的影响,文章综述国内外潮间带动态变化分析的研究进展,提出假想沙体表面判别法(HSSD);从单时相DEM中定量估算海上风机建设引起的潮间带地形变化,分析海上风机建设及运行对近海沙体地形冲淤变化的贡献率和贡献方式;采用增强型水边线法(EWM)构建多时相潮间带DEM,开展潮间带滩涂冲淤变化影响海上风机安全性和稳定性的定量评估。实践应用证明,该方案可用于海上风机对潮间带地形变化影响的定量遥感监测。

基于面向对象图像分析技术的围填海用海工程遥感监测

针对江苏省海岸带海域使用情况的监测需求,提出了基于面向对象图像分析技术的围填海用海工程遥感监测的技术方法,开发了相应的软件系统,以之实现了用海工程土地利用的自动分类、专题地物提取,以及工程进展的变化检测等功能。所提出的技术的可行性与实用性在实际业务中得到了检验,从而为围填海工程等海域使用监测提供了新颖可行的解决方案。

江苏省海上风电用海项目调查

为加强对海上风电项目的用海管理,规范海上风电产业的用海活动,促进海域空间资源的科学合理开发利用,文章采用海上风电用海权属、风机遥感影像解译和海上风电用海项目核查的数据,以2016年年底为时间节点,对江苏省海上风电用海项目的确权管理、疑似疑点疑区、项目承担企业和项目运营情况进行调查,并根据调查结果提出存在的问题和建议。研究结果表明:江苏省共确权海上风电用海项目44个,已建设40个,总建设面积为6 712.91hm^2;疑似疑点疑区海上风电用海项目有26个;项目承担企业主要包括华能国际电力股份有限公司等;已建成投产并网的海上风电用海项目有29个,总投资额近293亿元,年发电量约50kW·h,年产出额近34亿元;目前海上风电用海项目主要存在未取得海域证、部分风机偏离原批复界址范围和规划布局不合理的问题,未来应坚持保护优先和适度开发原则、规范项目管理、优化规划布局以及加强动态监测。

GEE平台下考虑潮位变化及植被物候特征的盐城滨海湿地精细化遥感分类

滨海湿地具有重要的经济价值与生态价值,快速准确地监测其现状对滨海湿地资源的保护和管理具有重要意义。由于潮汐动态变化、植被光谱相似性以及云覆盖等因素的影响,滨海湿地的遥感监测具有较大挑战。本文提出了一个综合考虑潮位变化及植被物候特征的滨海湿地遥感分类方法,基于GEE(Google Earth Engine)平台,首先引入Fmask(Function of mask)算法进行云检测与去云处理,然后利用S-G(Savitzky-Golay)滤波算法重构NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)时间序列数据,提取植被物候特征参数,采用随机森林算法实现互花米草(Spartina alterniflora)、芦苇(Phragmites australis)、碱蓬(Suaeda salsa)与茅草(Imperata cylindrica)4种湿地植被类型的提取;最后利用最大光谱指数合成算法(Maximum Spectral Index Composite,MSIC)生成最高与最低潮位合成影像,结合大津算法(Otsu)提取光滩与海水,实现滨海湿地的精细化遥感分类。研究结果表明,生长季开始时间、生长季结束时间、生长季时长、基准值、振幅、小季节积分是区分滨海湿地植被的重要植被物候特征参数。利用本方法对盐城滨海湿地进行分类,湿地总体分类精度达96.50%,Kappa系数为0.957 1,湿地植被中互花米草的使用者精度最高,为96.59%;其次是芦苇与碱蓬;茅草最低,为93.55%。与面向对象分类相比,本方法不仅能够提取完整的光滩范围,而且将总体精度提高了10.25%,体现出植被物候特征在滨海湿地动态变化遥感监测中的应用潜力。

基于Google Earth Engine遥感大数据云平台的盐城盐沼植被精细分类研究

江苏省自1982年开始引种互花米草以来,滨海盐沼植被景观格局发生了巨大变化,芦苇和互花米草面积不断增长,挤占了碱蓬生态位,破坏了生态系统平衡。滨海盐沼湿地是三大蓝碳生态系统之一,具有高固碳和缓解温室效应的生态功能。利用遥感云平台手段监测滨海盐沼植被时空动态变化规律,可为滨海盐沼湿地生态系统保护以及修复提供科学支撑。本文选取植被类型丰富的江苏沿海地区为研究区,基于Google Earth Engine(GEE)平台,选取2000-2020年的Landsat 5、Landsat 7、Landsat 8以及Sentinel-2影像,提出了一种湿地植被提取方法。首先,构建盐城盐沼湿地地表覆盖分类体系,选取样本点,计算特征指数,进行地物分类;然后,利用时间谐波分析法对盐沼植被归一化植被指数(NDVI)变化特征进行分析,确定三类盐沼植被的物候差异;最后,基于物候特征,利用随机森林(Random Forest,RF)分类法提取盐城滨海湿地盐沼植被地表覆盖信息。结果表明:(1)相较传统监测方法,本文所构建的滨海盐沼植被精细化提取方法能够对滨海盐沼植被进行有效细分和监测;(2)2000-2020年,芦苇和互花米草面积呈扩张趋势,碱蓬面积不断缩减;(3)盐城三种典型盐沼植被NDVI值呈现不同变化特征;(4)降水对盐沼植被生长的影响较为显著,气温对盐沼植被生长的直接影响较小。研究结果可为盐城盐沼湿地自然遗产保护以及湿地生态可持续发展提供科学支撑。

基于围填海的江苏用海承载指数评价研究

为进一步加强海域使用管理,促进海域开发利用和资源环境的可持续发展,文章建立围填海用海承载指数评价指标体系和评价模型,分析江苏13个县级行政区的围填海用海承载指数及其监测预警情况,并提出建议。研究结果表明:江苏围填海用海承载指数评价指标体系包括资源禀赋、开发利用强度、发展潜力和区域约束4个一级指标以及10个二级指标;江苏13个县级行政区的围填海用海承载指数为-0.46~9.63,呈显著的空间差异,其中中部辐射沙洲区的大丰区、东台市和如东县围填海用海承载条件良好,北部连云港市辖区以及南部南通市的通州区和启东市围填海用海承载条件较差;未来应建立围填海用海承载能力监测预警长效机制、严格实行围填海管控制度、合理调整和优化产业布局以及加强政府和社会的协同监督。

1984—2016年江苏省海岸线和沿海滩涂的变迁

为加强对江苏省海岸带的保护和开发利用,文章基于卫星遥感影像,通过提取瞬时水边线和推算潮位特征线,分析1984—2016年江苏省海岸线和沿海滩涂的变迁。研究结果表明:江苏省自然岸线逐渐减少,人工岸线大幅增加,海岸线明显向海推进;淤长岸段主要分布在辐射沙洲北翼的射阳河口至川东港南,冲刷岸段主要分布在废黄河三角洲的灌河口北至中山河口南和扁担河口北至双洋河口南,全省海岸淤长长度和平均淤长速率均大幅下降;沿海各地的潮间带平均宽度均有不同程度的缩短,滩涂围垦强度大是重要影响因素。

江苏海州湾生态资源评价与分析

文章主要阐述海州湾生态资源的本底状况,针对当前江苏沿海大开发和海洋经济飞速发展的背景,分析海州湾生态资源存在的问题与面临的危机,并进一步提出保护海州湾海洋生态资源的可行性建议。

江苏省海洋综合管控系统初探与设计研究

国家海洋局近年来出台了一系列文件,提出今后一段时期,要紧紧围绕海洋强国建设目标,全面提升海洋综合管控能力建设,对各级海洋管理部门提出了新的要求。在面临系统与数据需要有效集成、分析与利用的形势下,开展本文相关研究。

蒋家沙风电场区地形变化影响因素

运用Kriging插值法构建蒋家沙风电场区建设前和建设后3期(2015年、2018年和2021年)水下地形三维模型。通过年际时间尺度的对比分析发现:风电场建设后,蒋家沙区域潮滩变低,范围扩大,地形趋于平坦;潮沟淤浅并向东北退移,范围缩小。2015—2018、2018—2021、2015—2021统计数据显示,3年间平均冲淤速率由-3.77 cm/a变为21.14 cm/a,6年间平均冲淤速率为8.18 cm/a。地形变化表现为建设后初期略有冲刷,此后强势回淤,总体处于弱淤积状态,该地形变化主要与辐射沙脊群区域沉积动力相关。根据2014—2019年区域余流流向数据,总体上看,泥沙的输运方向在近潮滩区域均指向潮滩方向,离潮滩区域以向东北输运为主;6年间潮滩范围逐渐扩大,泥沙向深槽输运,东部潮沟萎缩,持续向东北退移。在物源锐减和海平面逐年上升的背景下,研究区地形将长期处于弱淤积状态且淤积呈减缓趋势,风电场建设是该区域短周期内局部地形改造的主要因素之一。

海域三维空间资源认知与立体化管理

海域立体确权制度改革不断推进,迫切需要探索秉承三维思维的海域空间认知、利用与管理体系。由于对海域三维空间及其空间利用特征的认识不足,当前制度实践缺少足够的理论支撑。基于此,从空间维度对海域资源类型进行了重新分类,将其划分为要素类、景观类、动力类和空间类,逐一分析其利用过程中的空间使用特征。进而,从项目选址、产业融合发展和空间效率提升三个维度阐述了海域立体分层利用的现实诉求。在此基础上,分析了不同视角下海域立体分层利用的空间特征及相互关系,并对海域使用权竖向切分进行探讨。研究发现:海域立体化管理的关键在于将动态的空间利用与静态的海域使用权属切分衔接。因此,基于法律和实践两种认知视角的衔接,将海域空间分为权利空间和物理空间,后者细分为主要空间、附占空间和建设维护空间,并阐明了各类空间的相互关系。进一步地,从宗海垂向范围界定、完善现有制度体系、协调空间冲突、开展多用途用海与立体空间规划等方面,对海域立体化管理提出建议。