海洋環(huán)境資源可持續(xù)發(fā)展論文

第第頁海洋環(huán)境資源可持續(xù)發(fā)展論文摘要:分析了當(dāng)前我國海洋資源及環(huán)境的現(xiàn)狀,并提出相應(yīng)的對策。舉例說明了全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感(RS)(合稱為3S)在海洋資源調(diào)查、環(huán)境保護(hù)等可持續(xù)發(fā)展核心問題中的應(yīng)用,提出一些海洋領(lǐng)域近期亟待應(yīng)用3S技術(shù)的重大課題。指出“,數(shù)字海底”和“海岸帶”研究是當(dāng)前海洋研究的切入點,是海洋經(jīng)濟、海洋政治、海洋科學(xué)問題的重中之重,與人類生存和發(fā)展密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞:全球定位系統(tǒng);地理信息系統(tǒng);遙感;海洋資源;海洋環(huán)境;可持續(xù)發(fā)展

資源和環(huán)境問題已成為當(dāng)今世界各國共同關(guān)注的焦點。陸地資源過度開采日益枯竭,整個人類的生存與發(fā)展迫切需要尋找新資源?！吨袊?1世紀(jì)議程》指出:海洋是全球生命支持系統(tǒng)的1個基本組成部分,是1種有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的寶貴財富[1]。它擁有廣闊的空間資源、豐富的生物資源、礦產(chǎn)資源、化學(xué)資源和動力資源。加快海洋資源的開發(fā),充分發(fā)揮海洋優(yōu)勢,進(jìn)而促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展已成為世界大國發(fā)展的主流。我國人口眾多,人均資源匱乏,社會發(fā)展和經(jīng)濟騰飛面臨嚴(yán)峻的形勢。同時我國是海洋大國,海岸線長18000km,海域面積3.0×106km2,約占全國陸地面積的1/3[2],海洋資源豐富。但海洋資源遠(yuǎn)未開發(fā),機遇與挑戰(zhàn)并存,而且我國南海及黃、東海都與相鄰國家之間存在疆界劃分和200海里專屬經(jīng)濟區(qū)的權(quán)益之爭問題。因而,應(yīng)用高新技術(shù),準(zhǔn)確快速查明我國海域情況,主動保護(hù)海洋環(huán)境安全[3],既是維護(hù)我國海域合法權(quán)益、保護(hù)海域環(huán)境的需要,也是科學(xué)開發(fā)利用海域資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟、促進(jìn)我國整體經(jīng)濟騰飛的需要。走海洋興國與可持續(xù)發(fā)展之路是解決我國人均資源匱乏并實現(xiàn)21世紀(jì)宏偉藍(lán)圖的重要出路[4]。

作為建立數(shù)字海洋的三大支撐技術(shù)GPS,GIS和RS,在海洋空間數(shù)據(jù)處理中各具特點,又密切相關(guān)[5]。GPS可在瞬間產(chǎn)生目標(biāo)定位坐標(biāo),GIS具有較好的查詢檢索、空間分析計算和綜合處理能力,RS可快速獲取區(qū)域面狀信息[628]。3S集成技術(shù)充分發(fā)揮各自的長處,形成了多功能綜合技術(shù)系統(tǒng),實現(xiàn)了海量信息獲取與信息處理的高速、實時和信息應(yīng)用的高精度和定量化,即GPS和RS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位,GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析。3S技術(shù)為海洋資源的規(guī)劃管理與評價、海洋環(huán)境保護(hù)、海岸帶防災(zāi)、地下水防污及國防建設(shè)等方面提供了有利的觀測手段、描述和思維工具。當(dāng)前,3S技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土地、林業(yè)、水利、農(nóng)業(yè)、城市管理、生態(tài)建設(shè)等方面[9210],但在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用總體水平還較低,主要應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋災(zāi)害預(yù)警預(yù)報、海洋資源調(diào)查方面,近幾年擴展到海岸線測量[11]、海域勘界[12]、厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生機制和各種尺度的海氣相互作用過程等科學(xué)研究領(lǐng)域[13]。

1我國海洋資源與環(huán)境的現(xiàn)狀及應(yīng)對策略

1.1海洋資源開發(fā)現(xiàn)狀

改革以來,我國的海洋開發(fā)飛速發(fā)展。1980年全國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為80億元,1990年達(dá)482億元,1994年猛增到1400億元,2000年全國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已達(dá)4133億元,2004年近1.3萬億元[14]。但目前我國海洋產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小,仍以港口、漁業(yè)等近海單項傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的開發(fā)為主。海洋科技整體水平落后,資源利用率低,浪費嚴(yán)重,缺少全局的、長遠(yuǎn)的兼顧,特別是缺少對海洋整體利益的考慮。我國對近海礦產(chǎn)資源的研究程度亦相對較低,對遠(yuǎn)海及整體資源尚未進(jìn)行綜合開發(fā)利用,尤其是以高新技術(shù)、資金密集、見效快、創(chuàng)匯多為特點的新型海洋產(chǎn)業(yè)(如海洋油氣業(yè)、濱海砂礦業(yè)及海洋服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè))發(fā)展緩慢。海洋娛樂區(qū)、傾廢區(qū)等功能區(qū)規(guī)劃不盡合理,管理滯后。海洋資源開發(fā)管理機制和法律體系不健全,不能適應(yīng)市場經(jīng)濟的要求,尚未形成統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體開發(fā)戰(zhàn)略[15]。

1.2海洋環(huán)境及生態(tài)現(xiàn)狀

1.2.1我國海洋環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重許多海區(qū)、港灣的污染均超過國際限制標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境質(zhì)量日益惡劣,近海污染范圍不斷擴大,N,P等營養(yǎng)鹽類污染明顯。2004年我國海域未達(dá)到清潔海域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的面積約1.69×105km2,較上年增加約2.7×104km2,近岸海域污染嚴(yán)重,污染海域主要分布在渤海灣、江蘇近岸、長江口、杭州灣、珠江口等局部海域。同時,陸源污染物排海嚴(yán)重是海洋環(huán)境污染的主要原因。一項對沿海工業(yè)污水直排口等四大類43個排污口進(jìn)行的重點監(jiān)測顯示,受陸源排污影響,約八成入海排污口鄰近海域環(huán)境污染嚴(yán)重,約20km2的監(jiān)測海域為無底棲生物區(qū)[14]。

1.2.2海洋的自然和生態(tài)破壞范圍廣、程度深大量不合理的人為活動(如圍海筑壩、河流建閘、大面積挖沙采石、亂挖珊瑚礁等)已嚴(yán)重影響并破壞了我國海洋自然景觀和生態(tài)環(huán)境,造成了大范圍的海岸侵蝕或淤積,濕地及紅樹林面積減少[16],破壞了典型的海洋生態(tài)系統(tǒng),海珍品瀕于絕跡,漁業(yè)產(chǎn)量大幅度下降?！?004年中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報》顯示,由于陸源污染物排海、圍填海侵占海洋生態(tài)環(huán)境及生物資源過度開發(fā),萊州灣、黃河口、長江口、杭州灣及珠江口生態(tài)系統(tǒng)均處于不健康狀態(tài);沿海開發(fā)程度的增高和海水養(yǎng)殖業(yè)的擴大,也帶來了海洋生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖業(yè)自身污染問題[14]。

1.2.3海域污損事件頻發(fā)、環(huán)境災(zāi)害群現(xiàn)近年來,我國海域赤潮、溢油、違章傾倒等污損事件發(fā)生頻率越來越大。2001年全國海域共發(fā)生赤潮77起,累計面積達(dá)1.5×104km2[17],對海洋環(huán)境、生物資源和漁業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害。海運業(yè)發(fā)展導(dǎo)致外來有害赤潮種類的

引入,全球氣候變化也導(dǎo)致了赤潮的頻繁發(fā)生。2004年中國近岸局部海域沉積物污染嚴(yán)重,近岸海域部分貝類受到污染,大面積赤潮和有毒赤潮多發(fā),全年共發(fā)生赤潮96次,赤潮累計發(fā)生面積較2003年增加約八成多,海洋環(huán)境污染已成為海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙[14]。

1.3應(yīng)對策略

根據(jù)我國海洋資源利用與海洋環(huán)境污染的現(xiàn)狀,結(jié)合我國國情與21世紀(jì)國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要,應(yīng)強化以下措施:要加強組織領(lǐng)導(dǎo),建立和完善相應(yīng)的管理體系和機構(gòu),制定海洋資源開發(fā)利用和環(huán)境保護(hù)的綜合性目標(biāo)、政策和法規(guī);要提高全民熱愛海洋、保護(hù)海洋資源與環(huán)境的意識;要建立我國海洋傾廢區(qū),規(guī)劃近海海域環(huán)境容量,嚴(yán)格實行污染物總量控制;要按照合理、系統(tǒng)和科學(xué)的原則開發(fā)利用海洋資源,充分發(fā)揮海洋功能區(qū)域的社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境效益;要加強對各種海洋資源儲量、分布的勘測勘探,調(diào)查了解各種資源量及海洋環(huán)境的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的趨勢;而重中之重是要倡導(dǎo)科技創(chuàng)新、依靠科技振興海洋:利用新技術(shù)、新手段原位實時地監(jiān)測海洋環(huán)境,通過強大的地理信息分析與處理系統(tǒng)的支持,對獲得的信息進(jìn)行分析、模擬,及時有效地保護(hù)海洋環(huán)境、資源,預(yù)報災(zāi)情與突發(fā)事件。

23S在海洋資源與環(huán)境中的應(yīng)用

多年來,國內(nèi)外海洋工作者在海洋地理、海洋化學(xué)、海洋水文、海洋氣象、海洋生物、海洋礦產(chǎn)、海洋測繪等基礎(chǔ)性學(xué)科上進(jìn)行著不懈的研究,制定了一批大型的、多學(xué)科的國際海洋科學(xué)研究計劃,如全球海洋觀測系統(tǒng)(GOOS)、Topex/Poseidon海洋地形試驗、世界海洋環(huán)流試驗(WOCE)、熱帶海洋全球大氣計劃(TOGA)等。通過系統(tǒng)地研究海洋,不斷發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律,幫助人們充分利用海洋空間,合理開發(fā)海洋資源。

目前,越來越多的地理信息已在國民經(jīng)濟建設(shè)諸多領(lǐng)域中顯示出巨大的應(yīng)用價值。在信息量激增的21世紀(jì),要實現(xiàn)海洋資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,關(guān)鍵是要及時準(zhǔn)確地獲取、分析海量的信息。而20世紀(jì)下半葉發(fā)展起來的GIS技術(shù)功能強大,用于對空間環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、查詢、分析,并且利用GIS的統(tǒng)計制圖功能形象地展示出各種環(huán)境專題內(nèi)容、環(huán)境數(shù)據(jù)空間分布與數(shù)量統(tǒng)計規(guī)律,以滿足環(huán)境保護(hù)實際需要。3S、專家系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)是當(dāng)今信息時代的尖端技術(shù),它們相互結(jié)合、取長補短、相輔相成,為資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)提供比較完善的技術(shù)支持,有助于海洋資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。借助3S,應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)與通訊和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù),建立現(xiàn)代化海洋實時立體監(jiān)測管理系統(tǒng),實現(xiàn)信息更新、信息共享,并通過圖形方式對管理與決策前景進(jìn)行動態(tài)模擬,為海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境和氣候的監(jiān)測、海洋防災(zāi)減災(zāi)以及維護(hù)國家海洋權(quán)益服務(wù)。

2.13S與海洋資源的開發(fā)利用

目前陸地上70%的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料,80%以上的工業(yè)原料、95%以上的能源來自礦產(chǎn)資源。由于我國仍處于礦產(chǎn)消耗強度趨快的時期,要滿足近期礦產(chǎn)資源的需求,并為今后一定時期內(nèi)可持續(xù)發(fā)展保持后勁,尋找和開發(fā)礦產(chǎn)資源仍是地學(xué)工作的重要任務(wù)。海洋中蘊藏有豐富的石油、天然氣、天然氣水合物、多金屬結(jié)核、海底熱液多金屬硫化物等礦產(chǎn)資源,它們的分布、規(guī)模、儲量評價、開發(fā)利用的環(huán)境條件及可行性等,無疑依賴于快速、高效、準(zhǔn)確的探查技術(shù)。

根據(jù)海洋資源數(shù)據(jù)庫中的物探、化探資料及GPS和RS提供的信息,應(yīng)用GIS空間分析功能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)來探索海洋成礦特點和規(guī)律,為海洋管理、海岸帶和海島資源開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。成本低、速度快,有利于克服自然界惡劣環(huán)境的限制,減少投資的盲目性。3S技術(shù)可以對區(qū)域自然資源的分布及其量值的動態(tài)變化進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的調(diào)查和評價,例如,確定資源量及其變化幅度、時空分布特征,分析、預(yù)測各類資源利用的現(xiàn)狀與前景,探索解決自然資源供需矛盾的可能途徑,評價資源管理的政策和方案等。

2.23S與海洋環(huán)境保護(hù)

利用3S建立海洋環(huán)境和災(zāi)害信息庫、海洋環(huán)境質(zhì)量評價和災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng),能夠為環(huán)境監(jiān)測、管理、規(guī)劃及評價提供重要的技術(shù)支持,為保護(hù)海洋環(huán)境及海上航行、生產(chǎn)安全服務(wù)。

2.2.1環(huán)境監(jiān)測遙感技術(shù)在海洋調(diào)查中顯示出大范圍、多時像、高分辨率的特點,RS在河口泥沙規(guī)律研究、海水海溫監(jiān)測、漁場監(jiān)測、海洋污染監(jiān)測等方面發(fā)揮了重要作用,對厄爾尼諾效應(yīng)、赤潮等的監(jiān)測也收到較好的效果[18]。

2.2.2環(huán)境管理GIS等技術(shù)能對各種海洋環(huán)境、資源,如海洋生物資源、大氣質(zhì)量、海洋水資源、污染物排放范圍等進(jìn)行實時監(jiān)測、更新,并能有效地進(jìn)行環(huán)境統(tǒng)計分析,進(jìn)而進(jìn)行環(huán)境總體規(guī)劃;可動態(tài)展示污染源位置、類型、負(fù)荷及對區(qū)域環(huán)境造成的影響。

2.2.3環(huán)保應(yīng)急反應(yīng)對于重大環(huán)境事件,環(huán)境保護(hù)部門要具有應(yīng)急反應(yīng)能力,并能針對事件的特性做出迅速反應(yīng)和決策,如水質(zhì)污染、油船泄露等。

2.2.4環(huán)境規(guī)劃污水排海工程的規(guī)劃與設(shè)計由于涉及潮汛等原因,如何建立有效的模型進(jìn)行近海水域模擬分析,是目前的難點和熱點。而GIS的空間分析能力可較好地解決該類問題,應(yīng)用GIS進(jìn)行近岸海流模擬分析,同時還可以分析近海岸帶懸浮物的分布情況。另外,GIS等技術(shù)可以快速、準(zhǔn)確、客觀、動態(tài)地對重點海域的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行趨勢預(yù)報,為區(qū)域環(huán)境規(guī)劃工作提供全面支持,為國家和地方進(jìn)行宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)。

2.2.5環(huán)境評價我國目前正在或?qū)⒁M(jìn)行的資源開發(fā)和重大工程項目,如南海大陸架石油開發(fā)等,應(yīng)用GIS等技術(shù)可以對其進(jìn)行勘探、選址及建成前后的環(huán)境問題進(jìn)行分析、預(yù)測和研究,并實現(xiàn)其動態(tài)、連續(xù)、準(zhǔn)確的監(jiān)測、評價與環(huán)境影響規(guī)劃方案的制定。

2.33S與海洋精細(xì)漁業(yè)

海洋精細(xì)漁業(yè)指將3S、計算機、通訊、網(wǎng)絡(luò)及自動化技術(shù)等高科技與地理學(xué)、漁業(yè)、生態(tài)學(xué)、沉積學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機地結(jié)合,對魚群、水質(zhì)、底質(zhì)進(jìn)行從宏觀到微觀的實時監(jiān)測,以實現(xiàn)對魚苗生長、發(fā)育、營養(yǎng)狀況、災(zāi)害以及相應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行定期信息獲取和動態(tài)分析。通過診斷和決策制定計劃,并在GPS和GIS集成系統(tǒng)支持下發(fā)展信息化現(xiàn)代海洋漁業(yè)。海洋精細(xì)漁業(yè)具有新型現(xiàn)代漁業(yè)生產(chǎn)模式,綜合應(yīng)用了3S等空間信息技術(shù),將促進(jìn)人類合理利用漁業(yè)資源,降低成本,提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量,改善生態(tài)環(huán)境。海洋精細(xì)漁業(yè)是未來漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向,也是“數(shù)字海洋”戰(zhàn)略中的一項重要內(nèi)容。

3海洋資源、環(huán)境領(lǐng)域中亟待應(yīng)用3S技術(shù)的重大課題

美國前副總統(tǒng)戈爾曾提出“數(shù)字地球”戰(zhàn)略,我國的《21世紀(jì)議程》和“數(shù)字城市”工程均包括3S方面的內(nèi)容[19220]。作為“數(shù)字地球”的一部分,“數(shù)字海洋”、“數(shù)字港灣”等名稱已被相應(yīng)地提出,建立了一些行業(yè)性、地區(qū)性地理信息系統(tǒng)(如漁業(yè)GIS、黃河口GIS)。我國各有關(guān)部門對海洋資源與環(huán)境進(jìn)行了大規(guī)模的調(diào)查研究,全國沿海66個海洋站、200多個驗潮站和3個海洋資料浮標(biāo)網(wǎng)的長期觀測[21],加之陸地/氣象/國土衛(wèi)星資料及航片資料,積累了大量的數(shù)據(jù)。所以運用GIS技術(shù)建立海洋立體監(jiān)測管理系統(tǒng)在我國已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ),海洋綜合管理系統(tǒng)有廣闊的應(yīng)用空間。但總體上講,3S應(yīng)用范圍窄程度低,海洋資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展任重道遠(yuǎn)[22]。在海洋領(lǐng)域利用GIS,首先要建立開放式的、具有先進(jìn)體系結(jié)構(gòu)的計算機網(wǎng)絡(luò)平臺;然后利用優(yōu)良的GIS工具和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),構(gòu)成一個集成化的環(huán)境,以滿足海洋立體監(jiān)測管理系統(tǒng)功能的需要;再利用海洋綜合管理分析與決策子系統(tǒng)對各種信息進(jìn)行分析、模擬,為海洋資源開發(fā)、環(huán)境和氣候監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)及維護(hù)國家海洋權(quán)益服務(wù)。根據(jù)我國海洋資源與海洋環(huán)境現(xiàn)狀,結(jié)合海洋可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),當(dāng)前,應(yīng)盡快發(fā)揮3S的優(yōu)勢,深入研究以下領(lǐng)域。

3.1數(shù)字海底系統(tǒng)

海底地形信息對于海岸帶的演變研究具有重要意義。近年來GPS技術(shù)與海底測深技術(shù)相結(jié)合,提高了水下地形測量精度,但費用高且無法經(jīng)常測量,對大面積水域也難以得到連續(xù)的全景水深信息。GIS與RS圖像處理系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用能在一定程度上解決這些問題。RS數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的重要信息源,且大多數(shù)GIS已擁有獨立模塊進(jìn)行圖像處理。以GIS為平臺,利用各種海底探測技術(shù)所取得的資料,建立數(shù)字海底數(shù)據(jù)庫,應(yīng)用自動成圖技術(shù),集成由海底地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等相關(guān)參數(shù)組成的數(shù)字海底系統(tǒng)。數(shù)字海底系統(tǒng)是多學(xué)科海底數(shù)據(jù)和海洋地質(zhì)模型支撐的信息化海底系統(tǒng)。其關(guān)鍵技術(shù)包括海底地學(xué)專業(yè)模型技術(shù)、地學(xué)數(shù)據(jù)技術(shù)、與數(shù)字地球間的集成技術(shù);其主要目標(biāo)是使海底領(lǐng)域與數(shù)字地球接軌,促進(jìn)海底資源的開發(fā)和海洋環(huán)境的治理。

與3S具有緊密聯(lián)系的海洋環(huán)境下礦產(chǎn)資源的原位實時探測技術(shù)、海底電視觀測系統(tǒng)及水下可視化定點采樣技術(shù)、先進(jìn)的海底礦產(chǎn)資源現(xiàn)場測試技術(shù)是國外正在發(fā)展的高新海洋資源探查技術(shù),在大洋礦產(chǎn)資源探查與評價中占有極其重要的地位。我國目前對上述技術(shù)的掌握程度很低,這無疑嚴(yán)重阻礙了我國對大洋礦產(chǎn)資源的分布、儲量、開發(fā)潛力和開采方法的正確判斷。盡快開發(fā)大洋礦產(chǎn)資源探查技術(shù)顯得異常必要和迫切。

3.2海岸帶系統(tǒng)

海岸帶是地球四大圈層交匯的地帶,物理過程、化學(xué)過程、生物過程及地質(zhì)過程交織耦合,陸海相互作用強烈。全世界河流入海懸浮物質(zhì)、生源要素及污染物的75%～90%歸宿于海岸帶,全世界60%的人口和2/3的大中城市集中在沿海地區(qū),海岸帶環(huán)境演化直接關(guān)系到人類的生存空間、生存質(zhì)量和社會的可持續(xù)發(fā)展。因此,海岸帶陸海相互作用(LOICZ)研究成為國際地圈-生物圈計劃(IGBP)的核心計劃之一,旨在研究未來氣候變化、土地利用、海平面變化及人類活動等對全球海岸帶生態(tài)系統(tǒng)功能和可持續(xù)利用的影響,提高對于未來變化的認(rèn)識和預(yù)測能力。河口-近海系統(tǒng)位處沿海經(jīng)濟帶,是陸海相互作用最為活躍的地帶。就我國的國情而言,占我國陸域國土13%的沿海經(jīng)濟帶承載著全國42%的人口,創(chuàng)造著全國60%以上的國民經(jīng)濟產(chǎn)值。我國沿海經(jīng)濟帶的快速發(fā)展對海岸帶資源與環(huán)境有著極大的依賴性,同時也賦予海岸帶沉重的環(huán)境壓力。

海岸帶系統(tǒng)是海岸帶綜合管理必不可少的手段,尤其在海岸帶功能區(qū)劃、海域劃界、海域資源有償使用管理等信息管理中,是目前迫切需要進(jìn)行的工作[23]。通過RS與GIS技術(shù)集成方法,結(jié)合海岸帶綜合管理所需的元數(shù)據(jù)(Metadata)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)技術(shù),充分利用多源衛(wèi)星資料和已有的實地調(diào)查資料,構(gòu)建海岸帶信息系統(tǒng)是具有較高技術(shù)含量同時又具有巨大管理效益的研究項目。它將幫助研究者從海岸帶環(huán)境場及其動態(tài)變化規(guī)律探索的角度來進(jìn)行海岸帶動態(tài)變化研究,進(jìn)而開展陸海相互作用的研究。

3.3海洋災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)報

3.3.1海水入浸實時監(jiān)測當(dāng)前,全球氣候變暖,海平面上漲,且海水入侵面積仍有擴大的趨勢。我國海岸線長,沿海地區(qū)面積大、海拔低,海平面單位高度的上漲會對沿海地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成巨大危害。國內(nèi)這方面的研究開展比較晚,應(yīng)運用3S動態(tài)、實時監(jiān)測海水入浸,分析、預(yù)報災(zāi)情,提供有效的措施及建議。

3.3.2重大自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報東部沿海地區(qū)為海洋災(zāi)害多發(fā)區(qū),其中最為嚴(yán)重的是臺風(fēng)、海流、風(fēng)暴潮、海浪、赤潮等災(zāi)害[24]。因此,如何準(zhǔn)確預(yù)報重大災(zāi)害,提高區(qū)域綜合減災(zāi)能力,已構(gòu)成可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的重大科學(xué)問題。采用以飛機和衛(wèi)星平臺相結(jié)合的遙感成像技術(shù)實時地獲取災(zāi)害蔓延范圍信息,用GPS測定災(zāi)區(qū)的準(zhǔn)確地理位置,結(jié)合GIS中已存儲的災(zāi)區(qū)地形、交通等信息,即可對災(zāi)害進(jìn)行評估、預(yù)測,并能對不同決策方案的效果進(jìn)行模擬、對比,向各級決策部門提供救災(zāi)、減災(zāi)的輔助決策方案。

3.3.3海洋生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測海上溢油事故頻繁發(fā)生、沿海工業(yè)廢水排放量日益增多、海水養(yǎng)殖業(yè)趨向于高密度大面積的產(chǎn)業(yè)化、工廠化養(yǎng)殖,造成環(huán)境質(zhì)量下降、近海營養(yǎng)鹽過剩,赤潮頻發(fā),嚴(yán)重危害著海洋生態(tài)平衡。因此,運用3S建立海洋環(huán)境動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及海洋生態(tài)變化監(jiān)測系統(tǒng),對合理管理海域、分析環(huán)境變化和預(yù)測海洋生態(tài)狀況具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

3.3.4海洋工程安全立體監(jiān)測與預(yù)報近海資源與環(huán)境的開發(fā)依賴于海洋工程構(gòu)筑物,工程安全狀況直接影響開發(fā)工作的經(jīng)濟、環(huán)境效益,甚至決定開發(fā)工作的成敗。海洋工程安全性既取決于工程結(jié)構(gòu)本身狀況,也取決于周圍的環(huán)境荷載,如風(fēng)、浪、冰、地震荷載等。建立對海洋工程構(gòu)筑物狀況及其環(huán)境影響的監(jiān)測體系意義重大。

4結(jié)語

海洋資源與環(huán)境是3S技術(shù)大顯身手的領(lǐng)域。3S是充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)和信息資源的最佳途徑,是實現(xiàn)海洋資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和重要手段,在全球變化、資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測與預(yù)測中起著其它技術(shù)無法替代的作用。同時在維護(hù)海洋資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的過程中將極大地促進(jìn)信息科學(xué)技術(shù)、空間科學(xué)技術(shù)、環(huán)境科學(xué)技術(shù)和地球科學(xué)的發(fā)展。3S所提供的巨大市場將在國民經(jīng)濟及海洋資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,海洋遙感衛(wèi)星相繼升空,海洋探測技術(shù)越來越先進(jìn),水下地形測量、重力測量儀器不斷更新?lián)Q代,為海洋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取提供了保障。3S理論的日益完善,算法研究的不斷深入,全球網(wǎng)絡(luò)化的逐步實現(xiàn),測繪工作者、海洋科學(xué)工作者的密切配合,都為海洋地理信息系統(tǒng)和海洋遙感的普及提高創(chuàng)造條件,最終為決策者提供高質(zhì)量的服務(wù)和科學(xué)的建議。只有經(jīng)濟、社會的發(fā)展與資源、環(huán)境相協(xié)調(diào),走可持續(xù)發(fā)展之路,才是中國發(fā)展的前途所在。

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