基于GIS的海域海岸带空间管制分区研究——以三亚市为例

陈孝，李元超，谢琳

(海南省海洋与渔业科学院 海口 570125)

基于GIS的海域海岸带空间管制分区研究
——以三亚市为例

陈孝，李元超，谢琳

(海南省海洋与渔业科学院 海口 570125)

随着陆地发展空间开发日益饱和及海洋经济快速发展，对海域海岸带空间资源开发利用的范围和规模迅速扩大，可持续开发利用海域海岸带空间资源已经成为多数沿海城市区域面临的重大问题。空间管制是近年来规划界关注的热点理论，是一种调节社会、经济、环境可持续发展的重要方式。文章基于三亚市海域海岸带空间保护与利用的现状和阶段特点，采用生态安全格局理论、土地适宜性评价方法构建包括地形地貌、城镇与交通、自然生态、海域海岸带开发利用、未明确用途海域海岸带等5大类因素，23个具体评价指标的评价指标体系模型，计算海域海岸带保护与利用适宜性的综合得分;然后结合Arcgis软件，采用空间分析模块对三亚市海域海岸带进行空间管制分区，分析结果划分为4类区域，即严格管控开发区、限制开发区、重点开发区和优化开发区;最后根据分区结果提出三亚市海域海岸带不同空间管制区域的管控要求与引导建议。

海域管理;海岸带综合管理;基于生态系统的海洋管理;海洋开发

海洋是个资源宝库，有着巨大的开发潜力，也是人类生存和发展的蓝色家园。中国正向海洋强国发展，海洋经济将成为中国多数沿海地区经济发展的又一制高点。海岸带作为海陆交换带和过渡带的特殊地理区域，是社会经济可持续发展的重要载体和生态文明建设的战略空间，海岸带空间资源的合理开发与利用关系到海洋经济发展质量和优质资源利用效率［1］。

海岸带综合管理是在可持续概念下，通过合理的规划与开发，避免沿海地区空间资源的过度使用与破坏，具体包含城市经济发展对生态岸线占用、水域污染、空间资源协调开发、灾害风险规避等方面［2－3］。在三亚市海域海岸带空间开发利用过程中，应遵循科学合理、生态优先、海陆统筹、强制性与引导性并存、重点明确等原则，划分不同类别的海域海岸带空间管制功能区，为三亚市海域海岸带空间的合理开发与管制提供科学依据。

1 研究区概况与数据来源

海南省三亚市位于18°09'34″N—18°37'27″N、108°56'30″E—109°48'28″E，环境独特，山、海、河3种自然美景集中一地。行政区域总面积1 919.58 km2，海岸线长258.65 km，海湾19个、海岛68个。东邻陵水、北依保亭、西毗乐东、南临南海，区位优势明显。公路、铁路、港口、航空等立体交通体系完备，是海南省南部的中心城市和交通通信枢纽。

本研究范围采用区域行政区划标准，海域海岸带是指海域与陆地交汇带，包括滨海陆地、低潮滩地、海岸线向海面延伸的部分等［4］。为便于研究范围数据的获取和海陆统筹管控要求的实施，研究范围以海岸线向陆一侧延伸5 km为界限标准，向海一侧以三亚市管辖海域外界为边界，面积共3 665.88 km2。

本研究中，高程、坡度数据通过利用三亚市2010年绘制的1∶150 000电子地形图，建立数字高程模型(DEM)处理而得。土地利用现状数据主要根据《三亚市土地利用总体规划(2006—2020)》和2015年4月的Spot6遥感影像综合整理而得。交通数据根据《三亚市总体规划(2012—2020)》数字化整理而得。海域、岸线和海岸带开发利用现状数据根据《三亚市海洋功能区划(2013—2020)》综合处理而得。自然生态功能区、风景名胜区和植被等数据主要根据相关专项规划整理，再结合1.5 m分辨率Spot6遥感影像解译而得(图1)。

图1 2015年4月Spot6遥感影像

2 空间管制划分与结果

2.1 评价体系与模型构建

构建评价指标体系需要选择对海域海岸带保护与利用适宜性有重要影响的因子，因此应遵循4大原则，即客观性、科学性、完备性和可行性。通过查阅相关文献以及对研究区自然、城市社会经济条件和开发建设情况等进行综合调查，将评价因子分为地形地貌、城镇与交通、自然生态、海域海岸带开发利用、未明确用途海域海岸带等5大类，23个评价指标［5－7］(表1)。

表1 评价指标体系及分值

续表

评价因子确定后，再对研究区的地形地貌、城镇与交通、自然生态、海域海岸带开发利用、未明确用途海域海岸带等情况进行反复论证。依据各评价因子对海域海岸带开发利用的影响程度，将评价等级划分为非常适宜、适宜、一般、不适宜和非常不适宜等5个级别，分别用5、4、3、2、1代表各评价等级的得分［1、8］(表1、图2)。

2.2 评价因子权重计算

主要采用专家意见法和层次分析法相结合的方法来计算各类评价因子的权重。该方法将定性与定量的决策相结合，按照相关规律把决策过程层次化、数量化，尤其适合难以用完全定量法进行分析的复杂问题［9］，具有系统性、科学性、实操性、简洁性、数据简单易行等优点。本研究首先经过严格的专家推荐和审定程序，选出12位海洋管理、海洋经济、海洋生态环境等领域的专家，并请他们对评价指标体系中的各项指标进行打分，专家打分的总体情况具有较高的权威性和客观性;以SPSS软件平台建立层次结构模型，最终通过计算分析得出评价体系权重(表2)。

表2 各类评价因子权重

续表

2.3 空间管制综合评价

2.3.1 评价模型构建

评价模型运用多因子叠加计算法，先筛选各个不同类型的评价因子，然后对各类因子数值进行标准化处理，最终根据公式(1)加权求和，得到海域海岸带保护与利用适宜性评定的综合分值。计算公式为:

式中:S为海域海岸带保护与利用适宜性评定综合得分;Wi为第i个因子的权重;Xi为某空间位置的第i个因子得分;n为评价因子的个数。

2.3.2 数据处理与计算步骤

依据三亚市的地形图、Spot6高分卫星影像、土地利用布局图、海洋功能区划图等，提取海域海岸带的土地利用、海域功能利用和植被林地等矢量信息数据，建立矢量数据库。

图2 各类评价因子分值

将评价体系中的各个因子变量都进行标准化处理，统一投影坐标和重采样分辨率;按照计算公式，在ArcGIS软件中采用空间分析模块对相应评价因子分值和权重值进行叠加求和分析［10－11］，从而得到三亚海域海岸带保护与利用适宜性评价值S为0.50～3.50;最后采用自然间断点分级法把分值分为4类，即分值0.50～1.35、分值1.35～1.75、分值1.75～2.00、分值2.00～3.50(图3)。

图3 空间管控综合评价得分

2.4 划分结果与引导控制要求

在空间管制理论中，对空间功能进行分区是一种作为空间功能分工的地域投影表达方式，同时也是一种统筹区域空间不同分工的重要方式［12］。根据空间管制综合得分的4类分值，并结合三亚市海域海岸带开发的实际情况和空间资源特征，将三亚市海域海岸带分为严格管控开发区(分值0.50～1.35)、限制开发区(分值1.35～1.75)、重点开发区(分值1.75～2.00)和优化开发区(分值2.00～3.50)等4类空间管制区。

严格管控开发区(约占60.75%):主要指对保护典型海洋生态系统、维护生物多样性具有重要作用的海域。该区以生态保护为主，严禁城镇化、工业化和大规模围填海等改变海域海岸带自然属性的开发活动;严格控制养殖、捕捞规模，实行严格的产业准入标准，保护海域海岸带的生物多样性，可适度开展生态旅游和休闲渔业，形成点状开发、面上保护的空间格局。

限制开发区(约占19.15%):主要指以提供海洋水产品、海上旅游及船舶航运服务等为主要功能的海域海岸带，包括用于保护海洋渔业资源的海域。该区应当采取科学、合理、有效的措施保护和恢复海洋生态、维护海洋权益、利用海洋资源;在重要海域严禁开展围填海、城市建设等改变海域自然属性、破坏海洋生态系统功能的开发活动。

重点开发区(约占9.85%):主要指在沿海经济社会发展中具有重要地位、发展潜力较大、资源环境承载能力较强、可以进行高强度集中开发的海域海岸带，包括城镇建设用海区、港口和临港产业用海区、海洋工程开发区等。该区应基于生态保护原则，加快空间开发和基础设施建设，集约利用岸线、海域海岸带空间，把握开发时序，适当增加开发利用强度，打造海洋经济增长新平台。

优化开发区(约占10.25%):主要指现有开发利用强度较高、资源环境约束较强、产业结构亟须调整和优化的海域海岸带。该区应优化空间布局，合理调整海域海岸带开发规模和时序，控制开发强度，严格实施围填海总量控制制度，积极发展现代海洋服务业，创新海洋经济发展方式，提升区域综合竞争力。

3 结语

本文以三亚市为例，以三亚海域海岸带空间的保护与利用为切入点，针对空间管制分区的影响因素、评价体系的构建、计算结果与分区方法等重点问题进行详细和深入的研究分析，根据分析结果提出三亚市海域海岸带不同空间管制区域的管控要求与引导建议。本研究有助于三亚市海域海岸带空间资源的可持续开发利用，更好地协调海域海岸带开发利用与海洋生态环境保护之间的关系，为今后三亚市科学、合理、有序发展海洋经济提供科学依据和参考。

［1］孙伟，陈城．海岸带的空间功能分区与管制方法:以宁波市为例［J］．地理研究，2013，32(10):1878－1889．

［2］约翰R·克拉克．海岸带管理手册［M］．吴克勤，杨德全，盖明举，译．北京:海洋出版社，2000．

［3］FABBRI K P．A methodology for supporting decision making in integrated coastal zone management［J］．Ocean and Coastal Management，1998，39:51－62．［4］徐质斌，牛增福．海洋经济学教程［M］．北京:经济科学出版社，2003．

［5］粱湘波．海洋功能分区方法及其应用研究［D］．天津:天津师范大学，2005．

［6］陈明剑．功能区划中的空间关系模型及其GIS实现:以莱州湾为例［D］．青岛:中国海洋大学，2003．

［7］游建胜．海洋功能区划论:兼论福建省海洋资源环境及海洋功能区划［M］．北京:海洋出版社，2004．

［8］黄焕春，运彩霞，王思源，等．基于GIS、RS的城乡空间管制区划研究:以舞钢市为例［J］．吉林师范大学学报:自然科学版，2013(3):111－115．

［9］龙子．管理运筹学［M］．武汉:武汉大学出版社，2002．

［10］汤国安，杨昕．ArcGIS地理信息系统空间分析试验教程［M］．北京:科学出版社，2012．

［11］黎夏，叶嘉安，刘小平．智能式GIS与空间优化［M］．北京:科学出版社，2010．

［12］孙伟．都市区空间功能分区与管制要素准入配置研究:以无锡市区为例［D］．北京:中国科学院大学，2010．

Space Partition Research on Coastal Zone Spatial Regulation in Sanya Based on GIS

CHEN Xiao，LI Yuanchao，XIE Lin

(Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences，Haikou 570125，China)

Sustainable exploitation and utilization of coastal zone space resources has become the major issues to be resolved in most coastal regions，with the fast development of land space development becoming increasingly saturated and marine economy developing rapidly．Spatial regulation is the hot spot in the planning domain in recent years and an important way to adjust the sustainable development of society，economy and environment．This paper calculated the composite scores of coastal zone protection and utilization suitability by evaluation index system models，which include five kinds of factors，such as topography，urban and transportation，natural ecology，the utilization of sea coastal zone and the unclear purpose of coastal zone and a total of 23 concrete evaluation indexes，by using the theory of ecological security pattern and land suitability evaluation method，based on the present situation and the stage characteristics of coastal zone protection and utilization．The space control partition of coastal zone for Sanya City was determined by using spatial analysis module combined with Arcgis，which was divided into four classes:the strictly controlled developing zone，the restricted developing zone，the important developing zone and the optimizing developing zone．Ideas and suggestions for the division of spatial regulation about coastal zone in Sanya City were also put forward．

Sea area management，Integrated Coastal Zone Management，Marine management based on ecosystem，Ocean development

P74

A

1005－9857(2017)02－0034－06

2016-09-20;

2016-12-01

中国科技支撑计划项目(2009BAB44B03);国家海洋局公益性行业科研专项(201105012，2010418012);东南沿海半封闭海湾生态系统对人类活动干扰的响应评价、生态重构技术及示范(2010418012)．

陈孝，工程师，硕士，研究方向为海洋开发与保护，电子信箱:418398105@qq.com