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海洋测绘技术在海岸带生态环境监测中的应用

发布时间:2026-10-27 08:48:20

摘要:海岸带作为陆海交互的脆弱生态系统,其环境动态监测具有极其重要的战略意义,现代海洋测绘技术为高精度空间数据获取提供了核心支撑。本文系统梳理了多波束测深、机载激光雷达及遥感测绘等技术在海岸带地形变迁、岸线演变及植被覆盖监测中的具体应用方式,分析了当前技术融合面临的挑战,并展望了未来智能化、立体化的发展前景,旨在为我国海岸带生态保护和可持续发展提供有力的科学参考与决策依据。

关键词:海洋测绘、海岸带生态环境、空间数据、多波束测深、监测技术

引言

全球气候变化与人类高强度经济开发,致使海岸带生态环境面临严重退化压力,精确监测陆海交错带的演变过程已成为当务之急。传统人工巡查与单一测绘手段存在效率低下、空间分辨率不足的缺陷,难以满足精细化生态管理的现实需求。先进海洋测绘技术的快速突破,为大范围、多要素、高时效的海岸带生态监测开辟了全新路径,对深入探讨其具体应用模式与技术协同机制具有当代的现实迫切性与深远的历史意义。

一、海洋测绘技术的核心类型与原理

1.1多波束测深与水下地形探测

多波束测深系统作为当代海洋测绘领域的核心装备,能够在极短时间内向水下发射扇形排列的声波束并精准接收回波信号,进而获取高密度的海底地形三维空间坐标信息。声纳技术在复杂水动力环境中的广泛应用,有效突破了传统单波束测量效率低下且空间覆盖范围狭窄的客观瓶颈,使得水下地形的连续测量成为现实[1]。水下地形探测精度的显著提升,主要得益于声速剖面修正算法以及高精度运动传感器姿态补偿技术的协同创新,相关技术进步能够有效消除船体剧烈摇摆和水体温度盐度空间梯度带来的误差。声学影像反演技术的深度融入,还能够进一步识别海底底质类型与表层沉积物物理属性,为深入理解近岸水动力演变过程提供详实的基础数据资料,满足高强度人类开发背景下的精细化管理要求。

1.2机载激光雷达与岸线遥感监测

机载激光雷达技术凭借穿透力强与数据获取速度快的技术优势,在陆海交错带复杂地形的精细化测绘中展现出巨大应用潜力。近红外激光与绿光波段的组合应用,能够同时精确探测陆地植被冠层高度以及水下浅滩的地形起伏形态,实现岸线地形与水下地形的高精度无缝拼接。高分辨率光学遥感影像与多光谱扫描仪的紧密结合,能够动态捕捉海岸线位置的宏观迁移轨迹,准确判别人工海堤与自然基岩岸线的空间分布特征[2]。航空摄影测量与现代卫星遥感平台的相互补充,构建起多层次的空间立体观测网络体系,大幅度拓展了海岸带宏观监测的时空尺度与分辨率极限,为大范围海岸带资源环境调查奠定了坚实的空间数据基础。

二、海岸带生态环境监测中的具体应用

2.1海岸带蚀退与地形变迁监测

海岸带蚀退现象的长期动态监测,需要依托高精度、多时相的数字高程模型来精细定量计算泥沙冲淤量与岸线后退速率,同时结合水动力条件建立地形演变的三维响应模型。多期次测绘成果的长期比对分析,能够清晰地揭示海平面上升、港口建设以及高强度人类工程活动对滨海地形侵蚀强度的阶段性演变规律。动态监测体系对于海岸防护工程的规划设计与全生命周期运维具有基础性支撑作用,能够精准评估防波堤、护岸与人工沙滩建设之后的局部地形响应特征及其对水动力平衡的影响[3]。地形变迁数据的持续积累与空间关联,还为深入揭示区域地面沉降、泥沙输运与风暴潮海侵灾害的深层次耦合机制提供了关键的物理参数,全面保障了沿海低洼地区防灾减灾工程的科学规划与决策执行。

2.2滨海湿地与植被覆盖动态分析

滨海湿地生态系统的空间结构呈现出高度的复杂多变性,高空间分辨率与高光谱强度的测绘数据能够精细勾勒出红树林、盐沼植被以及潮间带光滩的群落边界与多维分布格局。植被指数的变化轨迹提取工作,能够客观反映湿地植物在不同季节周期、水盐动态与潮汐淹没环境胁迫下的生长势态及生物量演变特征。光谱特征与高精度空间纹理信息的深度融合挖掘,有助于准确识别互花米草等外来入侵植物的扩张范围与蔓延路径,进而科学评估其对本土生物多样性平衡和湿地碳汇功能的潜在威胁[4]。生态格局长期监测成果的直观呈现,直接服务于大规模湿地生态修复工程的阶段性治理效果评估、生物栖息地保护以及生态保护红线的动态优化调整工作。

2.3生态脆弱区综合风险评估与预警

生态脆弱区的风险识别与管控工作,需要将高精度的地形地貌、海浪潮汐水动力条件以及海岸带人类活动强度等多源空间要素进行深度集成与时空关联分析。空间多因子叠加模型与地理信息系统的科学构建,能够精准划分海岸带生态敏感等级并实时锁定极易发生环境退化与自然灾害的高危区域。动态监测数据与高分辨率水动力数值模拟结果的紧密耦合,能够实现对风暴潮损毁、大范围海堤过浪以及严重海岸侵蚀突发灾害的超前模拟与空间情景精准推演[5]。风险预警信息的多维可视化表达与智能分析,为海岸带国土空间规划的合理编制、防灾减灾预案的制定以及区域生态环境的安全管控提供了极具参考价值的可靠科学依据,有效提升了突发环境事件与灾害风险的应急响应能力。

三、结语

综上所述,海洋测绘技术在海岸带生态环境监测中发挥着不可替代的关键作用,为精细化生态治理提供了坚实且精准的数据基底。未来随着人工智能与多源数据融合的不断深入,测绘技术将向着更高精度、实时化方向演进,全面赋能海岸带生态文明建设。相关部门应当持续加大技术研发与应用推广力度,切实构建起更加完备的现代化海洋生态安全监测网络,全面保障沿海地区的绿色可持续发展与高水平生态安全。

参考文献:

[1]薛阳,张超,董雁南,等.海洋测绘信息保障网络系统架构及关键技术分析[J].水上安全,2023(3):34-36.

[2]林伟填.遥感技术及其在海洋测绘领域的应用[J].中国高新科技,2021(8):79-80.

[3]黄天进.无人机海洋测绘应用进展与展望[J].船舶物资与市场,2020(7):8-9.

[4]周立,张阳,张一,等.无人时代的海洋测绘技术展望[J].海洋技术学报,2019,38(1):85-91.

[5]郭永亮,李杰,孙楠楠.激光扫描技术在海洋环境测绘中的应用[J].科技资讯,2014,12(30):30,32.

朱碧英

钦州市海洋研究开发中心