南海北部海域1∶100万灾害地质因素分布图编制

刘 鑫，石要红，马胜中

（1.广州海洋地质调查局，广东 广州 510075）

南海位于地球上2个最大的自然灾害带——环太平洋带和地中海-喜马拉雅带的交汇处, 是我国海洋灾害地质条件最为复杂、地质灾害潜在危险性最大的海区。南海北部又是我国海上油气开发和工程建设的重要区域，由于海底地质条件差异较大，由海底不稳定造成的地质灾害事件屡有发生。随着海洋开发及防灾减灾工作力度的不断加大，编制区域海洋灾害地质图对海洋平台搭建和海底管道铺设等海底工程均有重要意义。

国外海洋地质研究工作起步较早，欧洲、美国及加拿大等发达国家的小比例尺、近海海底调查已基本结束，特别是针对威胁海上石油平台的近海海底斜坡调查研究[1,2]。我国海洋灾害地质调查研究起步相对较晚，与国外也有一定的差距。80年代以来，我国在南海的海洋灾害地质研究取得了一定成果，包括《南海北部地质灾害及海底工程地质条件评价》[3]；1∶200万南海地质灾害图；南海珠江口盆地油气开发区1∶20万海洋工程地质调查，发现了位于陆架和陆架坡折区存在1 000 km2的海底滑坡区[4,5]。编制完整的区域海洋地质灾害因素分布图尚处于探索阶段，仍缺乏成熟的理论、合理的分类方法及统一全面的编图规范。

1 数据资料的采集与处理

南海北部海域1∶100万灾害地质因素分布图的具体编图范围为：18°～24°N, 112°～120°E。图件的编制以本区1∶100万海底地貌图为地理底图，采用WGS84坐标系，墨卡托投影（中央经线：114°E，基准纬度为21°N），MapGIS6.7软件平台。

海洋灾害地质编图资料包括海域灾害地质资料、海底地形地貌资料及部分实测的声呐与地震资料（单道地震测量数据与浅层剖面测量数据）等。将收集的数据资料进行整理后作初步的评价，然后对不同类型的资料（纸介质地图资料、矢量地图数据文件、物探数据资料以及其他补充的资料）分别进行不同的处理，达到利用目的。

1）纸介质地图资料。在对图纸资料进行扫描时尽量使图纸平整，并匀速扫描；确认纸质图坐标系、比例尺、投影参数等相关信息后，再进行一系列相关处理（投影变换、镶嵌配准、图像校正、矢量化、拓扑重建、统一坐标系与投影参数和图面整饰等）[6,7]。

2）矢量地图数据文件。首先判读矢量图件资料的各种信息（比例尺、投影方式、数据精度、图内要素等），进行必要的文件格式转换，统一为MapGIS格式；再构建经纬网格验证判读信息的正确性与图内要素的精度；然后进行综合编辑，使其符合1∶100万的图形编制规范和要求[7]。

3）物探数据资料。所收集到物探资料基本为已解释清晰的声呐数据和地震剖面数据。

根据声呐图像上解译出的地质灾害体（沙坡、洼地等）所处位置、大小和范围，参考地震调查实际测线图，确定灾害体的实际坐标范围，最后按照目标系统参数（比例尺、坐标系、投影方式及数据格式）进行数据转换。利用解译好的地震剖面，将灾害因素（古河道、浅埋基岩等）的相关信息文件转换成目标系统参数的信息文件，然后按照1∶100万比例尺要求进行取舍后再投到目标系统中进行编辑。

4）补充资料，主要指在编图过程中，即时收集到的相关资料。这些数据资料根据其不同数据格式进行相应的处理。最后，同一化处理数据，使其投影参数、图元参数一致，并使所有数据的符号库、线型库、颜色库统一至项目指定库下。

2 编图原则及灾害地质分类

2.1 编图原则

灾害地质图是专业地质图种之一，必须具备专业性和实用性；而编图又是一种科学的综合，其图面表达方式要体现科学性与艺术性结合的特点，故而在编图中又要注意综合性、科学性与美观性[8]。

2.2 海洋灾害地质因素分类

灾害地质指对人类生命财产能够造成危害的地质因素，即有可能成灾的各种地质条件，包括某些地质体和地质作用（现象）[9,10]。把能够致灾的同类地质因素统称为“灾害地质因素”。灾害地质因素既包括已经发生过灾害的，也包括没有发生过灾害的、潜在着危险性因素[11]。

灾害地质因素的形式是多样的，包括某些地质体（底辟、浅层气囊、断层、水下三角洲）、地质作用（海岸侵蚀、浊流、地震、海平面上升）、地质条件（易损湿地）等。灾害地质因素分布图所表示的内容是由灾害地质图的性质和任务决定的，哪些地质现象应纳入图面表示范畴，目前还没有统一意见[12]。研究区海底地质灾害因素分类，目前尚无成熟方案。但是，多角度、多层次的分类是非常必要的。

刘守全等[12]将内外2大动力体系与灾害地质类型出现的部位结合起来，把海洋地质灾害分为海岸带、海底表面、海底埋藏以及广域 (构造) 4 大类型，在考虑成因动力的基础上，进一步分成8个种类。冯志强等[3]把海洋地质灾害分为活动性地质灾害和限制性地质条件2大类。

笔者综合考虑了以上灾害地质因素分类方法和编图的需要，参考了叶银灿等[11]的灾害地质因素表现形式，以出现的空间为主线，将南海海洋地质灾害分为海岸带灾害地质因素、海底表层灾害地质因素、浅层灾害地质因素以及构造灾害地质因素4大类型（见表1），同时部分灾害地质因素可归纳为具有活动能力的破坏性灾害地质因素与不具活动能力的限制性灾害地质因素2类。

3 MapGIS成图与灾害地质图特征

3.1 海洋灾害地质单元的表示方法

分类是制图的基础，图面内容的展示与表达均要以类别作为基础。本图依据上述分类原则，以南海北部发育的灾害地质因素为主要图面内容，在MapGIS 6.7基础平台上以点、线、面3种图元类型表示，并根据类型进行分层设计，不同灾害要素划分为不同的图层。每个图层以其类型名称来命名，并存储为单个文件。灾害地质图的图面表示基于科学性和艺术性相结合的原则，做到清晰、易读；同时在图面负载允许条件下，尽量增加信息量。图面内容具体用42个图层表示（见表2）。

表1 南海北部海域灾害地质因素分类表

表2 MapGIS图层划分方案

在图元的表示与用色上，主要依据和参考《我国近海海洋综合调查要素分类代码和图式图例规程》中海岛海岸带地质、海洋地貌、海洋灾害等规定[13]，其次参照并引用了文献[14]中部分图元的表示及用色方案。在缺少参照的情况下，根据图元表达的科学性、艺术性原则自行设计了一部分图元的表示，具体有：古潜山（点）、浅埋基岩（点）、高压浅层气（点）、浅滩（点）、贝壳浅滩（点、区）、海底沙坡（点）、海底沙丘（点）、不规则埋藏基岩（线）、软土（点）、易损湿地（区）、凹凸地（区、点）、宽谷（线）、槽谷（线）、疑似浅层气（线）、海底滑坡（线）、陡坎（线）、不规则浅埋基岩（线）。

在前述编图原则与技术方法基础上，基于MapGIS平台编制成图。南海北部海域1∶100万灾害地质因素分布如图1所示。

图1 南海北部海域1∶100万灾害地质因素分布图

3.2 灾害地质因素分布特征

研究区地形从西北向东南水深逐渐增大，由海岸带依次发育大陆架（内陆架、外陆架）、大陆坡、边缘海盆地，各种灾害地质因素分布其中（见表3），其特征如下：

1）海岸带作为海陆地质作用的交汇点，区域环境条件和物质平衡包含着很多变量和不稳定因素，存在着先天的脆弱性，其中，活动断裂与地震是本区的地质灾害诱发因素之一。

2）南海北部大陆架十分广阔，灾害地质类型复杂多样。内陆架区水深小于50 m，地质构造背景较为复杂，新生代时存在深大断裂，第四纪以来新构造活动明显，地震活动显著，属于海底地质不稳定区；外陆架区水深在50～130 m的区域，第四纪海平面升降使其成为海陆营力共同作用的场所，地震活动和活动断层较少，相对稳定。

表3 南海北部海域灾害地质因素分布特征表

3）大陆坡位于南海陆坡北缘地震带上，地震活动较多，由地震又可诱发和加剧其他地质灾害的发生，本区地壳稳定性差，是滑坡、浊流等坡地重力地貌灾害发生的主要场所。

4）深海盆地，灾害地质因素较少，主要以孤立零散的海山（海丘）、构造断裂、构造俯冲带和地震的形式出现。

4 结 语

地质编图技术随着时代的发展在不断进步，利用GIS软件及数字化编图技术，极大地提高了编图效益，确保了编图精度和质量。基于MapGIS平台编制的南海北部海域灾害地质图，对40年来相关数据资料和成果进行整理、分析，并综合了前人在海洋灾害地质类型上的划分方案，反映了该海域灾害地质因素分布的特征。成果图件有利于提高对南海北部海域灾害地质的认识，为我国海底勘测、科学研究及防灾减灾等工作提供基础资料。

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[5]鲍才旺，姜玉坤．中国近海海底潜在地质灾害类型及其特征[J]．热带海洋，1999，18(3): 25-31

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[13]国家海洋局908专项办公室．我国近海海洋综合调查要素分类代码和图式图例规程[M]．北京：海洋出版社，2008

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