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河口海岸海岸线变化国际研究进展综述 海岸线概述 海岸地貌是在海洋和陆地的共同影响下形成的，该地貌的形成包含着复杂的物理、化学、生态和地质变化，而海岸线的变化能直接体现海岸地貌的冲淤演变。海岸线被定义为陆地表面与海洋表面的交界线。理想情况下，研究与管理中所涉及到的海岸线应该与实际水陆边界线一致，但因为周期性的潮汐与不定期风暴潮的影响，水陆边界线具有瞬时性，且一直处于摆动状态。因此，在实际应用中，一般采用较为固定的线要素代替水陆边界线指示海岸线的位置，称为指示岸线。指示岸线分为两大类：目视可辨识线，即肉眼可分辨的线要素，如，干湿分界线、植被分界线、杂物堆积线、硝壁基底线、侵蚀陡崖基底线、大潮高潮线等；基于潮汐数据的指示岸线，即海岸带垂直剖面与利用实测潮汐数据计算的某一海平面的交线，如，平均高潮线为多年潮汐数据计算的平均大潮高潮面与海岸带垂直剖面的交线，平均海平面线为多年潮汐数据计算的平均海平面与海岸带垂直剖面的交线等。从保护海岸线的角度出发，在未来几年里，海岸线的变迁研究需要利用创新的技术和方法，并以定量的研究方式研究不同区域的海岸线变迁，并根据岸线变迁趋势评估岸线变迁对当前及未来地球生态系统、社会经济的影响，进而降低岸线变迁对社会生产的影响。 海岸线提取研究进展 海岸线提取是对海洋与陆地分界线的概括过程，最终呈现的线要素是现实世界海陆分界线上具有代表性的特征点的集合。海岸线提取过程主要涉及数据选取，提取技术与方法，提取精度控制等问题。 在20世纪20年代航空测量技术未出现时，海岸线多源自于历史文献、地图资料、地形图等。该类数据源通常具有较强的地域性，所能覆盖的空间范围十分有限。之后随着航空摄影测量技术的进步与发展，特别是人造卫星的出现和应用，遥感影像成为岸线信息提取的重要来源。遥感影像与传统数据源相比，其具有覆盖范围更广，重复周期短、获取成本低、空间分辨率高等优点。 海岸线的提取包括几何位置绘制与类型识别等。 岸线类型识别主要靠人工判读。 岸线几何位置的提取，根据绘制过程中是否需要人工辅助或手动修改分为自动、半自动与目视解译三种技术。 实际应用时，在统一海岸线标准的基础上，应综合考虑各种岸线提取精度的影响因素，结合多源数据匹配组合的特征，运用地学相关知识，选择合适的方法高效、准确的提取海岸线。 除了遥感影像之外，最近兴起的无人机技术，开始广泛的应用到岸线的辨别与提取方面，其缺点在于覆盖范围比较小，但是其分辨率比遥感影像要高得多。因此目前有越来越多的海岸线研究开始将遥感影像与无人机摄影成像进行结合，做到优势互补，提高岸线精度。Emily J.Sturdivant[1]等人将无人机成像技术与激光雷达技术相结合来提取海岸线并对美国马萨诸塞州的海岸变化进行研究，他们首先使用无人机技术获取沿海地区的影像数据，并将所获得的数据进行加工处理最终形成该地区的数字高程模型，之后根据激光雷达所获取的数据进行岸线的特征提取进而确定海岸线的位置。Joshua T.Kelly等人[2]使用Landsat影像根据水体指数来自动提取海岸线并使用手持GPS进行实地验证，Landsat 8卫星是美国于2013年发射的人造卫星，与过去的landsat卫星相比，其具有8个成像波段，成像分辨率也具有显著提高，因此使用该系列卫星基于水体指数提取岸线是最为适合不过的。该研究对七个自动分类水体指数进行了评估，以提高绘制海岸线的能力。同时选择高水位线或湿/干沉积线作为使用手持GPS进行验证的海岸线指示器。 但是，目前利用数字图像技术提取岸线存在两个问题，第一：在图像噪声及分辨率因素的影响下，获取的岸线连续性与准确性存在一定问题，提取结果需要人工辅助修测；第二：提取结果均为影像获取时间的瞬时水边线，必须经过潮位修正后才能作为海岸线。潮位修正一般是根据卫星成像时间的潮位高度、平均大潮高潮位的潮水高度以及海岸坡度等信息，计算水边线至高潮线的水平距离，从而确定海岸线的位置。 海岸线研究进展 海岸线变化特征包括长度消长、形态演化、位置变迁、利用类型转移、岸线所围海陆空间更替等。在对海岸线变化进行分析时，可以进行定性分析，或者凭借一些简单的基本统计定量分析，如利用长度值，海陆域面积、分形维数、变化速率等分析岸形长度、形态、位置的时空变化特征。岸线变化的分析在海岸线变化研究中占据重要地位，主要研究方法分为定性和定量两种。定性分析主要是通过地图叠加分析对岸线位置变化形成基本的了解和定性认识。定量分析则通过数值统计计量，如面积、速率等对岸线位置变化进行量化，其中，基于剖面的位置变化速率方法可同时在多层空间尺度上进行，对岸线变化特征的刻画因此更为深刻与全面，该方法自提出至今，其具体的速率计算方法一致在不断改进，已从最初简单的端点速率、平均速率发展到较为复杂的线性回归与加权线