辐射沙脊群地貌结构探讨.docx

辐射沙脊群地貌结构探讨《地理与地理信息科学杂志》2014年第四期1潮流沙脊地貌结构潮流沙脊是海底相对高起的正地形两侧为深大潮汐水道属堆积性地貌单元。一条潮流沙脊是由一系列潮流沙洲呈条带状排列组合而成沙脊与沙洲属复合地貌类型。潮流沙脊的空间规模远大于沙洲一般是沙洲的数倍。同一条沙脊上的沙洲具有共同的地形平台基础而地形平台具有纵向连续性所以沙洲与沙脊具有地貌从属关系而不同沙脊上的沙洲则不具有地貌从属关系。潮流沙脊规模差异巨大。辐射沙脊群10个主要潮流沙脊平均长135km其中蒋家沙北支最长达204km冷家沙最短亦达81km。1.1地貌骨征线为了定量有效地刻画地貌结构问题本文引入地貌骨征线的概念旨在抓住沙脊地貌体的总体性的“纲”而忽略细节性的“目”并可以对地貌结构变化进行时空定量定位监测分析也为卫星遥感监测动力地貌变化找到了切入点。地貌结构骨征线是指能反映地貌单元骨架地形特征的线形标志简称地貌骨征线它应具有如下基本特征：1）地貌骨征线是有效反映地貌体的空间位置、尺度、方位等总体框架空间要素的地貌线如沙脊线、沙洲线、潮水沟的沟槽线、潮汐水道的深槽线等。2）地貌骨征线类型与地貌类型相关与地貌体规模大小、地形高低无关。沙脊线再小、再低也是正地形的骨征线沟槽线再高、再大也是负地形的骨征线。3）动力地貌骨征线与相应海域潮流场动力轴线的空间关系应吻合、平顺。4）地貌骨征线空间要素应具有空间唯一性和可操作性不随潮变化而变化如纳潮盆地边缘线、沙脊及沙洲边界线、潮汐水道边界线等。因此地貌骨征线应具有时空可比性确定其线的尺度、精度与方法和信息基础有关不应因人而异。1.2沙脊地貌骨征线沙脊地貌骨征线属于地貌骨征线的一种是沙脊的骨架也是相邻纳潮盆地之间的地形分界线。沙脊线两侧的海水分属两个纳潮盆地它是相邻纳潮盆地之间落潮流的分水线俗称二分水也是涨潮流的汇水线俗称两碰水［79］。即使在高潮期间沙脊被淹没之时两翼潮流应该是泾渭分明。沙脊线也是同一海域潮流最缓的低流速带有利于潮流携带的泥沙向沙脊汇聚沙脊因此不断淤长。由此可见沙脊线可作为沙脊群纳潮盆地、潮流水体的定量定位的分界线及潮流场的相对缓流沉积参考线甚至是海岸生态环境分区和滩涂资源开发布局的参考线。沙脊地貌骨征线主要包括沙脊线和沙洲线。沙脊线是沙脊脊背地形最高点的连线并代表沙脊地貌长轴走向。沙洲线是指沙洲长轴方向上沙洲地形最高点的连线。在空间上沙洲线短而小沙脊线长而大且二者的空间位置、方向不一定完全重合。沙脊线受到相应海域潮流动力轴线的控制对局部动力场变化反应不如沙洲线显著。沙洲线受局部海域潮流动力场影响显著对大区域动力场反应不如沙脊线显著。空间关系方面沙脊与沙洲的地貌结构普遍存在串珠状和羽翼状两种结构关系。串珠状结构表现为：同一条沙脊其若干组成沙洲首尾相接各沙洲线可自然连接成一条较平顺的沙脊线（图2a）；羽翼状结构表现为：组成沙洲的脊线与沙脊的主干脊线不吻合且呈有规律斜交排列巨大的潮流沙脊如大鹏展翅沙脊上的系列沙洲如同一根根羽毛（图2b）。辐射沙脊群海域潮流沙脊的地貌结构需要实地考证沙脊和沙洲的空间关系也是值得专门讨论的地貌问题。本文利用遥感图像解析沙脊与沙洲的骨架线位置、走向、数量、长短、排列方式等地貌特征要素及空间组合关系。1.3沙脊骨征线提取沙脊地貌骨征线确定包括沙洲线确定和沙脊线确定一般先定沙洲线再定沙脊线。如若考虑到沙脊地貌结构平衡等深层次地貌问题对过渡性沙洲的脊线可参考沙脊主线空间关系确定。本研究主要利用2012年4月26日我国环境与灾害监测预报小卫星A星（简称“环境星”）CCD遥感数据。我国环境与灾害监测预报卫星于2008年9月成功发射是目前研究辐射沙脊群动力地貌最佳遥感图像资源成像景幅大一景图像完全覆盖4万多km2的辐射沙脊群海域能够大面积同步观测排除了多幅异步图像潮流动力场拼接的难题。本文采用基于辐射等值线的沙脊地貌线的提取方法［11］步骤如下：1）根据大比例尺海图确定沙脊线的方法。在明确沙洲平面分布形态的基础上沿沙洲长轴方向勾画其两端边界点和沙洲地形最高点的连线。多年实践表明在冲淤多变、数十年没有完整实测地形资料的海区完全依靠实测地形资料描述海底沙脊动力地貌问题是不现实的因此充分利用实时遥感信息资源不仅理论上可行而且方法也有效。2）根据遥感影像特征波段辐射强度等值线确定沙脊线方法［11］。选择质量高的遥感影像对影像进行图像增强并生成多个待用波段根据实测水下地形数据选取最能反映水下沙洲、沙脊的平面形态分布和相对水深差异的波段作为特征波段对其进行辐射等值线的提取。穿越辐射等值线最高值区域的长轴连接线即为沙脊线（图3）。遥感确定沙脊线的方法具有理论上的合理性与可视化的操作性。1.4沙脊地貌结构制图沙脊地貌