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輻射沙脊群地貌結構探討
潮流沙脊是海底相對高起的正地形，兩側為深大潮汐水道，屬堆積性地貌單元，下面是小編搜集整理的一篇探究輻射沙脊群地貌結構的論文范文，歡迎閱讀參考。
1潮流沙脊地貌結構
一條潮流沙脊是由一系列潮流沙洲呈條帶狀排列組合而成，沙脊與沙洲屬復合地貌類(lèi)型。潮流沙脊的空間規模遠大于沙洲，一般是沙洲的數倍。同一條沙脊上的沙洲具有共同的地形平臺基礎，而地形平臺具有縱向連續性，所以沙洲與沙脊具有地貌從屬關(guān)系，而不同沙脊上的沙洲則不具有地貌從屬關(guān)系。潮流沙脊規模差異巨大。輻射沙脊群10個(gè)主要潮流沙脊平均長(cháng)135km，其中蔣家沙北支最長(cháng)達204km，冷家沙最短，亦達81km。
1.1地貌骨征線(xiàn)
為了定量有效地刻畫(huà)地貌結構問(wèn)題，本文引入地貌骨征線(xiàn)的概念，旨在抓住沙脊地貌體的總體性的“綱”，而忽略細節性的“目”，并可以對地貌結構變化進(jìn)行時(shí)空定量定位監測分析，也為衛星遙感監測動(dòng)力地貌變化找到了切入點(diǎn)。地貌結構骨征線(xiàn)是指能反映地貌單元骨架地形特征的線(xiàn)形標志，簡(jiǎn)稱(chēng)地貌骨征線(xiàn)，它應具有如下基本特征：1)地貌骨征線(xiàn)是有效反映地貌體的空間位置、尺度、方位等總體框架空間要素的地貌線(xiàn)，如沙脊線(xiàn)、沙洲線(xiàn)、潮水溝的溝槽線(xiàn)、潮汐水道的深槽線(xiàn)等。2)地貌骨征線(xiàn)類(lèi)型與地貌類(lèi)型相關(guān)，與地貌體規模大小、地形高低無(wú)關(guān)。沙脊線(xiàn)再小、再低也是正地形的骨征線(xiàn)，溝槽線(xiàn)再高、再大也是負地形的骨征線(xiàn)。3)動(dòng)力地貌骨征線(xiàn)與相應海域潮流場(chǎng)動(dòng)力軸線(xiàn)的空間關(guān)系應吻合、平順。4)地貌骨征線(xiàn)空間要素應具有空間唯一性和可操作性，不隨潮變化而變化，如納潮盆地邊緣線(xiàn)、沙脊及沙洲邊界線(xiàn)、潮汐水道邊界線(xiàn)等。因此，地貌骨征線(xiàn)應具有時(shí)空可比性，確定其線(xiàn)的尺度、精度與方法和信息基礎有關(guān)，不應因人而異。
1.2沙脊地貌骨征線(xiàn)
沙脊地貌骨征線(xiàn)屬于地貌骨征線(xiàn)的一種，是沙脊的骨架，也是相鄰納潮盆地之間的地形分界線(xiàn)。沙脊線(xiàn)兩側的海水分屬兩個(gè)納潮盆地，它是相鄰納潮盆地之間落潮流的分水線(xiàn)，俗稱(chēng)二分水，也是漲潮流的匯水線(xiàn)，俗稱(chēng)兩碰水[7，9]。即使在高潮期間，沙脊被淹沒(méi)之時(shí)，兩翼潮流應該是涇渭分明。沙脊線(xiàn)也是同一海域潮流最緩的低流速帶，有利于潮流攜帶的泥沙向沙脊匯聚，沙脊因此不斷淤長(cháng)。由此可見(jiàn)，沙脊線(xiàn)可作為沙脊群納潮盆地、潮流水體的定量定位的分界線(xiàn)及潮流場(chǎng)的相對緩流沉積參考線(xiàn)，甚至是海岸生態(tài)環(huán)境分區和灘涂資源開(kāi)發(fā)布局的參考線(xiàn)。沙脊地貌骨征線(xiàn)主要包括沙脊線(xiàn)和沙洲線(xiàn)。沙脊線(xiàn)是沙脊脊背地形最高點(diǎn)的連線(xiàn)，并代表沙脊地貌長(cháng)軸走向。沙洲線(xiàn)是指沙洲長(cháng)軸方向上沙洲地形最高點(diǎn)的連線(xiàn)。在空間上，沙洲線(xiàn)短而小，沙脊線(xiàn)長(cháng)而大，且二者的空間位置、方向不一定完全重合。沙脊線(xiàn)受到相應海域潮流動(dòng)力軸線(xiàn)的控制，對局部動(dòng)力場(chǎng)變化反應不如沙洲線(xiàn)顯著(zhù)。沙洲線(xiàn)受局部海域潮流動(dòng)力場(chǎng)影響顯著(zhù)，對大區域動(dòng)力場(chǎng)反應不如沙脊線(xiàn)顯著(zhù)�？臻g關(guān)系方面，沙脊與沙洲的地貌結構普遍存在串珠狀和羽翼狀兩種結構關(guān)系。串珠狀結構表現為：同一條沙脊，其若干組成沙洲，首尾相接，各沙洲線(xiàn)可自然連接成一條較平順的沙脊線(xiàn)(圖2a);羽翼狀結構表現為：組成沙洲的脊線(xiàn)與沙脊的主干脊線(xiàn)不吻合，且呈有規律斜交排列，巨大的潮流沙脊如大鵬展翅，沙脊上的系列沙洲如同一根根羽毛(圖2b)。輻射沙脊群海域，潮流沙脊的地貌結構需要實(shí)地考證，沙脊和沙洲的空間關(guān)系也是值得專(zhuān)門(mén)討論的地貌問(wèn)題。本文利用遙感圖像解析沙脊與沙洲的骨架線(xiàn)位置、走向、數量、長(cháng)短、排列方式等地貌特征要素及空間組合關(guān)系。
1.3沙脊骨征線(xiàn)提取
沙脊地貌骨征線(xiàn)確定包括沙洲線(xiàn)確定和沙脊線(xiàn)確定，一般先定沙洲線(xiàn)，再定沙脊線(xiàn)。如若考慮到沙脊地貌結構平衡等深層次地貌問(wèn)題，對過(guò)渡性沙洲的脊線(xiàn)可參考沙脊主線(xiàn)空間關(guān)系確定。本研究主要利用2012年4月26日我國環(huán)境與災害監測預報小衛星A星(簡(jiǎn)稱(chēng)“環(huán)境星”)CCD遙感數據。我國環(huán)境與災害監測預報衛星于2008年9月成功發(fā)射，是目前研究輻射沙脊群動(dòng)力地貌最佳遙感圖像資源，成像景幅大，一景圖像完全覆蓋4萬(wàn)多km2的輻射沙脊群海域，能夠大面積同步觀(guān)測，排除了多幅異步圖像潮流動(dòng)力場(chǎng)拼接的難題。本文采用基于輻射等值線(xiàn)的沙脊地貌線(xiàn)的提取方法[11]，步驟如下：1)根據大比例尺海圖確定沙脊線(xiàn)的方法。在明確沙洲平面分布形態(tài)的基礎上，沿沙洲長(cháng)軸方向，勾畫(huà)其兩端邊界點(diǎn)和沙洲地形最高點(diǎn)的連線(xiàn)。多年實(shí)踐表明，在沖淤多變、數十年沒(méi)有完整實(shí)測地形資料的海區，完全依靠實(shí)測地形資料描述海底沙脊動(dòng)力地貌問(wèn)題是不現實(shí)的，因此充分利用實(shí)時(shí)遙感信息資源，不僅理論上可行，而且方法也有效。2)根據遙感影像特征波段輻射強度等值線(xiàn)確定沙脊線(xiàn)方法[11]。選擇質(zhì)量高的遙感影像，對影像進(jìn)行圖像增強并生成多個(gè)待用波段，根據實(shí)測水下地形數據，選取最能反映水下沙洲、沙脊的平面形態(tài)分布和相對水深差異的波段作為特征波段，對其進(jìn)行輻射等值線(xiàn)的提取。穿越輻射等值線(xiàn)最高值區域的長(cháng)軸連接線(xiàn)即為沙脊線(xiàn)(圖3)。遙感確定沙脊線(xiàn)的方法具有理論上的合理性與可視化的操作性。
1.4沙脊地貌結構制圖
沙脊地貌結構制圖是地貌結構分析的基礎，主要分三個(gè)步驟：首先，確定各沙洲的脊線(xiàn)起訖位置與延伸方向;其次，根據沙脊體系，確定沙脊線(xiàn)起訖位置與延伸方向;最后，沙洲線(xiàn)圖與沙脊線(xiàn)圖空間集成，形成沙脊與沙洲的脊線(xiàn)合成圖(圖4，見(jiàn)封2)。需要說(shuō)明的是，沙洲線(xiàn)確定的方法相對簡(jiǎn)明，但沙脊線(xiàn)確定存在一定的變異性，如蔣家沙、毛竹沙的沙脊不如東沙、麻菜珩、外毛竹沙的沙脊簡(jiǎn)單明確。東沙、麻菜珩、外毛竹沙的沙脊基本可沿主要沙洲線(xiàn)劃定，而蔣家沙，傳統的認識只是一條沙脊[1，2，7]，但目前可以顯著(zhù)地分出南北兩條沙脊，南部，蔣家沙沙脊以蔣家沙—巴巴珩—牛角沙—蔣家東沙等沙洲為一組沙脊，而蔣家沙北脊則以鐵板沙—蔣家北沙為另一組沙脊，似乎形成了雙脊(圖4)。地貌結構特征值主要有：沙脊平均方位角、沙洲方位角、沙洲與沙脊之間偏移方位、交匯角等(表2)。沙脊線(xiàn)是多線(xiàn)段型曲線(xiàn)，如東沙、麻菜珩、外毛竹沙等，且各分段方位角不同(圖4)，沙脊平均方位角是各段直線(xiàn)的加權平均值，即方位角度乘以對應線(xiàn)段長(cháng)度權重的總和除以總長(cháng)度。沙洲與沙脊交匯角是具體交匯段處的交角(表2)。本文通用的方位角以條子泥、黃沙洋一線(xiàn)分南北兩部分，北部沙脊方位角取值Ⅰ、Ⅳ兩個(gè)象限，即北東和北西象限，南部沙脊方位取值Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)象限，即南東和南西象限，否則沙脊與沙洲將會(huì )產(chǎn)生南北兩區相同地理方位而產(chǎn)生180°差異。
1.5地貌結構分析
根據沙脊和沙洲偏移的特征可知，沙脊和沙洲基本呈現羽翼狀的結構特征，即交角不為0。根據交角的大小，沙脊群可分為南、北東和北西3個(gè)地貌結構分區(圖4)。最主要的是以黃沙洋為界的南、北部?jì)纱蠓謪^，其次是大、小北槽為界，北大區還可分西北區和東北區。南大區主要沙脊有河豚沙、太陽(yáng)沙、冷家沙、腰沙，統稱(chēng)太陽(yáng)沙區。此區沙脊呈現80°～120°不等，平均100°(即向南偏移);沙洲呈現南偏，方位角均大于90°，交角5°～34°不等，呈現東南偏(右偏)，平均交角17°。東北區主要沙脊包括麻菜珩、毛竹沙、外毛竹沙、蔣家沙北脊和蔣家沙，統稱(chēng)毛竹沙區。此區沙脊10°～71°不等，平均30°(即向東北偏移);沙洲均為北(左)偏型，即脊線(xiàn)向西北偏移，平均偏移31°。西北區主要沙脊包括東沙、高泥和小陰沙，統稱(chēng)東沙區，沙脊基本為正北向，且此區的東沙-高泥沙脊與東北區的幾大沙脊形成大區域上的羽翼狀結構，羽向東北偏移，羽翼平均交角68°(右偏)。輻射沙脊群的沙脊分布特征與潮流的運動(dòng)形式密切相關(guān)。潮流沙脊延伸方向與潮流流向相一致，就整個(gè)輻射沙脊群而言，要形成輻射狀的潮流沙脊，潮流場(chǎng)必須是輻射狀[12]。進(jìn)一步的，潮流沙脊的翼狀地貌結構推測是受到橫向翻越沙脊的次生潮流(越脊流)的控制。中低潮位階段，潮流沿主潮汐水道運動(dòng)。因沙脊水淺，沙脊兩翼納潮盆地的漲落潮流沿兩翼的深大潮汐水道進(jìn)出，即平行潮流沙脊往復運移，不易產(chǎn)生越脊流。高潮位階段，隨著(zhù)潮位升高，潮流沙脊水深增大，沙脊對兩翼納潮盆地的漲落潮流的橫向制約顯著(zhù)減弱，當相鄰納潮盆地存在同步潮位差，此時(shí)潮流可翻越沙脊，向相鄰納潮盆地均衡調整。高潮階段，沙脊兩翼納潮盆地的漲落潮流平行沙脊運動(dòng)，少量越脊流只能斜交于沙脊，在沙脊兩翼納潮盆地之間漲落交換。長(cháng)此以往，越脊流不斷分裂潮流沙脊，形成潮流沙脊的羽翼狀地貌結構。
2結論
本文從地貌骨征線(xiàn)入手，抓住可定位、定量的沙脊線(xiàn)，通過(guò)遙感解析了輻射沙脊群羽翼狀地貌結構特征。本研究系統地定義了沙脊地貌骨征線(xiàn)、沙脊線(xiàn)、沙洲線(xiàn)及交角等地貌結構參數，不僅抓住了動(dòng)力地貌的“綱”，而且引申出羽翼狀地貌結構新概念，這將推進(jìn)潮成地貌遙感向定量化發(fā)展，具有理論和方法的創(chuàng )新性。潮流沙脊呈現羽翼狀地貌結構不是輻射沙脊群個(gè)別沙脊現象，而是八大沙脊普遍存在的地貌結構，是輻射沙脊群海域長(cháng)期的特殊動(dòng)力條件的地貌響應。因此在今后的研究中將加入動(dòng)力要素具體分析這一羽翼狀地貌結構的形成與演變機理，這不僅能夠加深對輻射沙脊群地貌的認識，也為輻射沙脊群空間資源開(kāi)發(fā)與世界獨特環(huán)境保護提供了新的視野。
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