宗海图中海岸线的选择与界址点的综合处理

李晶，张彦昌，安永宁

（交通运输部天津水运工程科学研究所，天津300456）

宗海图中海岸线的选择与界址点的综合处理

李晶，张彦昌，安永宁

（交通运输部天津水运工程科学研究所，天津300456）

摘要：宗海图的绘制要根据用海事实准确界定用海范围。现实往往以岸线为宗海的部分边界，因此海岸线对宗海图有重要影响，它不但能够直观的显示宗海位置，也直接影响界址点的规划选取。对于顺岸用海项目，海岸线就成为宗海图的界址线。由于海岸线具有不确定性，因此给界址点的规划带来优化的可能。文章结合具体实例，在海岸线的选取以及如何优化选取海岸线上的界址点等问题上进行了探讨。通过限制海岸线界址点上的方位角和距离两个形变参量，可以有效地简化岸线上冗余的界址点。利用EXCEL软件的公式编辑功能，能够方便快捷地实现控制形变参量的岸线界址点简化。

关键词：宗海图；界址点；海岸线

宗海图是海域使用申请中重要附图，它精确记载宗海位置、界址点、界址线及与相邻宗海关系，是申明海域使用权属的重要依据。宗海图包括宗海界址图和宗海位置图，宗海界址图包含毗邻的陆域和海域要素、本宗海各内部单元、界址点编号及坐标、宗海内部单元、界址线与面积、图名、坐标系、比例尺、投影与参数、绘制日期、测量单位等，其中界址点的选取必须能准确限定宗海面积，其测量精度应优于0.1 m。宗海位置图要求以海图或地形图为底图的图面上标注用海位置，画出图廓，标注经纬度，注明图名、坐标系、比例尺、投影参数，绘制出的海岸线是海陆分界的界线。由于太阳、地球、月亮的引力使得海水有涨有落，因此，海陆分界线并不是一条线，而是具有一定范围的带［1］。目前所说的海岸线是为了使用方便，人为规定的海陆分界线，是一条具体的线。《中国海图图式》规定，海岸线为平均大潮高潮时水陆分界的痕迹线。然而由于海岸侵蚀等现象的存在使得海岸线的位置随着海岸演变动态变化。另外，在《我国近海海洋综合调查与评价专项海岸线修测技术规程》中，虽然比较详细地规定了包括人工岸线、海岛岸线在内的各种岸线的界定方法，但是仍然存在一些问题，比如平均大潮高潮的定义、痕迹线的定义。

1　海岸线定义中存在的问题

海岸线定义为平均大潮高潮时水陆分界的痕迹线，是海岸与海洋相互作用的前沿，标识了海陆分界线，是海岸带最重要的自然要素之一［2-3］。平均大潮高潮线是指半日潮大潮期间高潮位的平均值，其定义本身存在一定的争议，平均大潮高潮位是单个潮位站根据相应的统计方法按照时间进行统计的，各个潮位站之间是离散分布的，不同潮位站之间的高潮位是如何连接的关系模糊不清；另外，痕迹线包括海蚀阶地痕迹线、海滩堆积物痕迹线、海滨植物痕迹线等，这些痕迹线有的比大潮高潮位更高，因此海岸线定义就出现自相矛盾的问题，并且痕迹线并非一条具体的线，而是一条具有一定跨越范围的带［4］，且受人为影响比较大，因此本文认为海岸线的定义仅仅是广义上的界定。宗海图绘制过程中，所涉及到的岸线都是指有效岸线，有效岸线和海洋科学中的海岸线既有区别又有联系，因此，本文认为广义海岸线的定义并不能满足宗海图绘制过程中对岸线精度的要求。

2　宗海图中岸线的选取

在《海域使用论证技术导则》中规定宗海图中使用的海岸线以相关人民政府最新批准的海岸线为准；没有批准的，参照《海岸线修测技术规程》、《海域勘界技术规程》等技术方法进行海岸线确定。《海籍调查规范》中规定宗海位置图中的底图应选用专门地图出版社出版的地形图、海图，也可用精度适当的遥感影像地图作为绘制海籍图的工作底图［5-7］。不管是海岸线，还是出版社出版的地形图、海图都具有时效性，当最新批准的海岸线和地形图、海图中的海陆分界线不能相吻合的时候，海岸线就难以确定。由于宗海图的工作底图一般为地形图或海图，根据海图要素综合原则，海岸线的概括主要采取删除、夸大和转换3种方法，即删除短小的岸线性质，夸大表示特殊性质的岸线，将次要的短小岸线转换为主要性质岸线表示，其形状的化简遵循了“扩大陆地、缩小海域”原则。可见，工作底图中的海岸线多以宏观示意为主，难以准确细致地反映宗海范围局部的海岸形态。而政府批准的修测海岸线精度也往往较低，以福建省2008年发布的厦门市海岸线为例，其修测比例尺为1：5 000，最大点位误差小于图上1.0 mm，亦即实际误差接近5 m。

本文认为，如果海岸线位置与宗海界址的相关性较大，应专门实测海岸线来绘制宗海界址图；反之如相关性不大，可以使用政府批准的岸线或工作底图岸线。这里的相关性较大可分两种情况：（1）海岸线直接是构成宗海边界的一部分，如顺岸码头、突堤等；（2）海岸线与宗海的距离非常接近，如港池、航道、发电设施等。而对于风机塔架、石油平台、开放式养殖等离岸用海，没有必要对海岸线提出高精度的要求。

宗海界址图和宗海位置图的内容有别，都有着各自的表达重点，由于两图的比例尺不同且相差往往较大，其使用的海岸线可以不一致。具体来说，宗海界址图中的海岸线应满足“准确、实际、高精度”的原则，宗海位置图中应采用工作底图岸线或政府发布的最新岸线。

3　宗海边界包含复杂岸线时界址点的简化

某些宗海边界包含海岸线的用海项目，如顺岸道路、浴场、海岸防护工程等，当岸线曲折复杂、拐点较多时，会出现宗海图中界址点数量太多、显示重叠、表示不清等问题，此时，应进行海岸线上界址点的简化。

宗海界址图中海岸线的简化不能依据海图要素综合原则进行概括和化简。在实际工作中，本文探索出一种方法，可以有效地简化复杂海岸线上的界址点，且能保证宗海形状的不失真与面积的高度近似，介绍如下。

由于海岸线（界址线）通常可表示为一条折线，折线上的每一截线段都具有方位角、距离两个属性，可以通过起始端点的坐标求算出。在每截线段距离都较小的情况下，如果相邻线段的方位角夹角较小，可以将其合并为一条线段，合并后的线段以第一条线段的起点为起点、第二条线段的终点为终点。通过合理设置线段距离阈值和方位角夹角阈值，即可实现面积误差可控的界址点简化。其过程可用Excel软件实现。

表1中，以第2行为例，式1=((A3-A2)^2+(B3-B2)^2)^0.5；式2=IF(AND(A3＞A2，B3＞=B2)，90-ATAN((B3-B2)/(A3-A2))*180/3.14159，(IF(AND(A3＞=A2，B3＜B2)，180+ATAN((A3-A2)/(B3-B2))*180/3.14159，(IF(AND (A3＜=A2，B3＜=B2)，270-ATAN((B3-B2)/(A3-A2))*180/3.14159，(IF(AND(A3＜=A2，B3＞B2)，360+ATAN((A3-A2)/(B3-B2))*180/3.14159)))))))；式3=IF(ABS(D2-D1)＜=180，IF(ABS(D2-D1)＞=夹角阈值，1，0)，IF(D2＞D1，IF (ABS(360-D2+D1)＞=夹角阈值，1，0)，IF(ABS(360-D1+D2)＞=夹角阈值1，1，0)))；式4=IF(C2＞距离阈值，1，0)；式5-1=IF(OR(E2=1，F2=1)，1，0)。以第3行为例，式5-2=IF(OR(E3=1，F3=1，F2=1)，1，0)。

符合性判断中，1代表保留界址点，0代表不保留。式1、式2的作用是分别求取数据单元格所在行界址点与下一行界址点组成的线段的距离和方位角。式3、式4的作用是判断相邻线段的方位角夹角、距离是否超出了阈值。式5-1、5-2的作用是，如果方位角夹角、距离两者之间任何一个超出阈值，都要保留界址点。由于首尾界址点必须要保留，因此其判断结果缺省值为1。

表1　复杂海岸线上界址点简化的Excel工作表实现Tab.1Excel chart of boundary points simplified in rugged coastline

在简化应用时，将复杂海岸线上的各个界址点坐标输入到Excel工作表的A、B列，在C～G列输入相应的计算式或判别式后，G列将会计算出综合判断结果。通过Excel软件的筛选功能，筛去综合判断结果为0的界址点，剩下的即为简化后的界址点。反复代入不同的夹角阈值和距离阈值，可获得不同的简化结果。根据实际需求，选取合理的界址点简化结果。本文建议简化过程中距离阈值取岸线总长度的1/10～1/20，夹角阈值取1°～10°，简化前后的面积变化不应大于2%或0.2 hm2。

图1是应用上述方法，将复杂海岸线上界址点进行简化的实际工作示例。简化时距离阈值取为岸线长度的1/20，夹角阈值取为6°，原图中海岸线上共有界址点60个，简化后仅保留了27个，数量减少了一半以上，而面积变化量仅为0.15%，这个误差不足以影响宗海面积的准确性，符合宗海图绘制的要求。

图1　复杂海岸线上宗海界址点的简化示例Fig.1Example of boundary points simplified in rugged coastline

4　结语

随着海洋资源的开发利用越来越频繁，海域使用工作也日趋成熟和完善。其中，海岸线的选取和界定是宗海图绘制过程中较为重要的环节，如果海岸线的选取和界定模糊不清，那么海域使用权的确定将无法顺利完成，另外也不利于海洋资源的合理利用，为此本文提出以下建议：

（1）对于顺岸用海项目，岸线直接构成宗海图的界址线，当岸线的分维数越大，岸线越复杂［8-10］，因此岸线分维数较大时，在对海域使用面积影响不大的情况下应对岸线进行简化处理，使得界址点合理简化。

（2）对于人工岸线等，往往都有准确的测量数据，海洋职能管理部门宜及时更新公布，方便于应用。对于突堤等不形成岸线，但形成了用海边界的构筑物，也宜及时更新公布。

（3）海洋职能管理部门宜对宗海界址图和宗海位置图中海岸线的精度要求做进一步的明确或量化，让宗海图绘制更加有据可依，确保宗海图中海岸线具有更好的现势性。

（4）建议根据测量精度对海岸线进行分类，比如，可将精度大于5 m的海岸线归为低精度岸线、精度在1～5 m的岸线归为中等精度岸线，精度小于1 m的岸线归为高精度岸线。宗海界址图中尽可能应用高精度岸线。

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天津港未来将变“智慧港口”

本刊从天津海事局获悉，为全面推进天津港转型升级，今年，天津海事局全面启动“智慧港口”建设工作。海事负责人表示，未来，“智慧港口”建设可以从提高通航安全和效率，全面监视和监控系统、基础信息数据资源整合，应急指挥系统建设等方面着手，实现对港口要素的监控监测，对信息资源的整合共享，达到港口经济效益的提升。此外，海事部门拥有的VTS（船舶交通服务系统）、AIS（船舶自动识别系统）、CCTV等信息资源及码头、航道、锚地、航标、海图、潮汐、船舶等数据库，还可为推进辖区“智慧港口”提供信息支持。（殷缶，梅深）

Biography：LI Jing(1985-),female,assistant engineer.

中图分类号：P 273

文献标识码：A

文章编号：1005-8443（2014）05-0550-04

收稿日期：2013-08-27；修回日期：2013-11-08

作者简介：李晶（1985-），女，山东省青岛人，助理工程师，主要从事勘测成果处理应用方面的工作。

Selection and processing of coastline and boundary point in chart of sea plot

LI Jing，ZHANG Yan⁃chang，AN Yong⁃ning
（Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Tianjin 300456，China）

Abstract:The chart of sea plot needs to be drawn according to the actual scope of sea use.The coastline is an important part in chart of sea plot，which not only could visualize the location of the sea plot，but also affect the se⁃lection of boundary points.For the project along coastline，the coastline itself becomes the boundary line.The uncer⁃tainty of coastline makes the optimization of boundary point possible.Some ideas on the selection of the coastline as well as how to select a boundary point on the coastline were put forward in this paper with specific examples.By lim⁃iting azimuth and distance on the shoreline boundary points，the redundant boundary point on the shoreline can be simplified.The simplification of shoreline boundary point can be achieved by controlling the deformation parame⁃ters using EXCEL formula editing software.

Key words:chart of sea plot;boundary point;coastline