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輻射沙脊群地貌結(jié)構(gòu)探討
潮流沙脊是海底相對高起的正地形，兩側(cè)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(jié)構(gòu)的論文范文，歡迎閱讀參考。
1潮流沙脊地貌結(jié)構(gòu)
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(fù)合地貌類型。潮流沙脊的空間規(guī)模遠(yuǎn)大于沙洲，一般是沙洲的數(shù)倍。同一條沙脊上的沙洲具有共同的地形平臺基礎(chǔ)，而地形平臺具有縱向連續(xù)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(guī)模差異巨大。輻射沙脊群10個主要潮流沙脊平均長135km，其中蔣家沙北支最長達(dá)204km，冷家沙最短，亦達(dá)81km。
1.1地貌骨征線
為了定量有效地刻畫地貌結(jié)構(gòu)問題，本文引入地貌骨征線的概念，旨在抓住沙脊地貌體的總體性的“綱”，而忽略細(xì)節(jié)性的“目”，并可以對地貌結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行時空定量定位監(jiān)測分析，也為衛(wèi)星遙感監(jiān)測動力地貌變化找到了切入點(diǎn)。地貌結(jié)構(gòu)骨征線是指能反映地貌單元骨架地形特征的線形標(biāo)志，簡稱地貌骨征線，它應(yīng)具有如下基本特征：1)地貌骨征線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，如沙脊線、沙洲線、潮水溝的溝槽線、潮汐水道的深槽線等。2)地貌骨征線類型與地貌類型相關(guān)，與地貌體規(guī)模大小、地形高低無關(guān)。沙脊線再小、再低也是正地形的骨征線，溝槽線再高、再大也是負(fù)地形的骨征線。3)動力地貌骨征線與相應(yīng)海域潮流場動力軸線的空間關(guān)系應(yīng)吻合、平順。4)地貌骨征線空間要素應(yīng)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、沙脊及沙洲邊界線、潮汐水道邊界線等。因此，地貌骨征線應(yīng)具有時空可比性，確定其線的尺度、精度與方法和信息基礎(chǔ)有關(guān)，不應(yīng)因人而異。
1.2沙脊地貌骨征線
沙脊地貌骨征線屬于地貌骨征線的一種，是沙脊的骨架，也是相鄰納潮盆地之間的地形分界線。沙脊線兩側(cè)的海水分屬兩個納潮盆地，它是相鄰納潮盆地之間落潮流的分水線，俗稱二分水，也是漲潮流的匯水線，俗稱兩碰水[7，9]。即使在高潮期間，沙脊被淹沒之時，兩翼潮流應(yīng)該是涇渭分明。沙脊線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。由此可見，沙脊線可作為沙脊群納潮盆地、潮流水體的定量定位的分界線及潮流場的相對緩流沉積參考線，甚至是海岸生態(tài)環(huán)境分區(qū)和灘涂資源開發(fā)布局的參考線。沙脊地貌骨征線主要包括沙脊線和沙洲線。沙脊線是沙脊脊背地形最高點(diǎn)的連線，并代表沙脊地貌長軸走向。沙洲線是指沙洲長軸方向上沙洲地形最高點(diǎn)的連線。在空間上，沙洲線短而小，沙脊線長而大，且二者的空間位置、方向不一定完全重合。沙脊線受到相應(yīng)海域潮流動力軸線的控制，對局部動力場變化反應(yīng)不如沙洲線顯著。沙洲線受局部海域潮流動力場影響顯著，對大區(qū)域動力場反應(yīng)不如沙脊線顯著�？臻g關(guān)系方面，沙脊與沙洲的地貌結(jié)構(gòu)普遍存在串珠狀和羽翼狀兩種結(jié)構(gòu)關(guān)系。串珠狀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為：同一條沙脊，其若干組成沙洲，首尾相接，各沙洲線可自然連接成一條較平順的沙脊線(圖2a);羽翼狀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為：組成沙洲的脊線與沙脊的主干脊線不吻合，且呈有規(guī)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(jié)構(gòu)需要實地考證，沙脊和沙洲的空間關(guān)系也是值得專門討論的地貌問題。本文利用遙感圖像解析沙脊與沙洲的骨架線位置、走向、數(shù)量、長短、排列方式等地貌特征要素及空間組合關(guān)系。
1.3沙脊骨征線提取
沙脊地貌骨征線確定包括沙洲線確定和沙脊線確定，一般先定沙洲線，再定沙脊線。如若考慮到沙脊地貌結(jié)構(gòu)平衡等深層次地貌問題，對過渡性沙洲的脊線可參考沙脊主線空間關(guān)系確定。本研究主要利用2012年4月26日我國環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報小衛(wèi)星A星(簡稱“環(huán)境星”)CCD遙感數(shù)據(jù)。我國環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報衛(wèi)星于2008年9月成功發(fā)射，是目前研究輻射沙脊群動力地貌最佳遙感圖像資源，成像景幅大，一景圖像完全覆蓋4萬多km2的輻射沙脊群海域，能夠大面積同步觀測，排除了多幅異步圖像潮流動力場拼接的難題。本文采用基于輻射等值線的沙脊地貌線的提取方法[11]，步驟如下：1)根據(jù)大比例尺海圖確定沙脊線的方法。在明確沙洲平面分布形態(tài)的基礎(chǔ)上，沿沙洲長軸方向，勾畫其兩端邊界點(diǎn)和沙洲地形最高點(diǎn)的連線。多年實踐表明，在沖淤多變、數(shù)十年沒有完整實測地形資料的海區(qū)，完全依靠實測地形資料描述海底沙脊動力地貌問題是不現(xiàn)實的，因此充分利用實時遙感信息資源，不僅理論上可行，而且方法也有效。2)根據(jù)遙感影像特征波段輻射強(qiáng)度等值線確定沙脊線方法[11]。選擇質(zhì)量高的遙感影像，對影像進(jìn)行圖像增強(qiáng)并生成多個待用波段，根據(jù)實測水下地形數(shù)據(jù)，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)行輻射等值線的提取。穿越輻射等值線最高值區(qū)域的長軸連接線即為沙脊線(圖3)。遙感確定沙脊線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(jié)構(gòu)制圖
沙脊地貌結(jié)構(gòu)制圖是地貌結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)，主要分三個步驟：首先，確定各沙洲的脊線起訖位置與延伸方向;其次，根據(jù)沙脊體系，確定沙脊線起訖位置與延伸方向;最后，沙洲線圖與沙脊線圖空間集成，形成沙脊與沙洲的脊線合成圖(圖4，見封2)。需要說明的是，沙洲線確定的方法相對簡明，但沙脊線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、外毛竹沙的沙脊簡單明確。東沙、麻菜珩、外毛竹沙的沙脊基本可沿主要沙洲線劃定，而蔣家沙，傳統(tǒng)的認(rèn)識只是一條沙脊[1，2，7]，但目前可以顯著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(jié)構(gòu)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)。沙脊線是多線段型曲線，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的加權(quán)平均值，即方位角度乘以對應(yīng)線段長度權(quán)重的總和除以總長度。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、黃沙洋一線分南北兩部分，北部沙脊方位角取值Ⅰ、Ⅳ兩個象限，即北東和北西象限，南部沙脊方位取值Ⅱ、Ⅲ兩個象限，即南東和南西象限，否則沙脊與沙洲將會產(chǎn)生南北兩區(qū)相同地理方位而產(chǎn)生180°差異。
1.5地貌結(jié)構(gòu)分析
根據(jù)沙脊和沙洲偏移的特征可知，沙脊和沙洲基本呈現(xiàn)羽翼狀的結(jié)構(gòu)特征，即交角不為0。根據(jù)交角的大小，沙脊群可分為南、北東和北西3個地貌結(jié)構(gòu)分區(qū)(圖4)。最主要的是以黃沙洋為界的南、北部兩大分區(qū)，其次是大、小北槽為界，北大區(qū)還可分西北區(qū)和東北區(qū)。南大區(qū)主要沙脊有河豚沙、太陽沙、冷家沙、腰沙，統(tǒng)稱太陽沙區(qū)。此區(qū)沙脊呈現(xiàn)80°～120°不等，平均100°(即向南偏移);沙洲呈現(xiàn)南偏，方位角均大于90°，交角5°～34°不等，呈現(xiàn)東南偏(右偏)，平均交角17°。東北區(qū)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(tǒng)稱毛竹沙區(qū)。此區(qū)沙脊10°～71°不等，平均30°(即向東北偏移);沙洲均為北(左)偏型，即脊線向西北偏移，平均偏移31°。西北區(qū)主要沙脊包括東沙、高泥和小陰沙，統(tǒng)稱東沙區(qū)，沙脊基本為正北向，且此區(qū)的東沙-高泥沙脊與東北區(qū)的幾大沙脊形成大區(qū)域上的羽翼狀結(jié)構(gòu)，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(yùn)動形式密切相關(guān)。潮流沙脊延伸方向與潮流流向相一致，就整個輻射沙脊群而言，要形成輻射狀的潮流沙脊，潮流場必須是輻射狀[12]。進(jìn)一步的，潮流沙脊的翼狀地貌結(jié)構(gòu)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(yùn)動。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(fù)運(yùn)移，不易產(chǎn)生越脊流。高潮位階段，隨著潮位升高，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減弱，當(dāng)相鄰納潮盆地存在同步潮位差，此時潮流可翻越沙脊，向相鄰納潮盆地均衡調(diào)整。高潮階段，沙脊兩翼納潮盆地的漲落潮流平行沙脊運(yùn)動，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(jié)構(gòu)。
2結(jié)論
本文從地貌骨征線入手，抓住可定位、定量的沙脊線，通過遙感解析了輻射沙脊群羽翼狀地貌結(jié)構(gòu)特征。本研究系統(tǒng)地定義了沙脊地貌骨征線、沙脊線、沙洲線及交角等地貌結(jié)構(gòu)參數(shù)，不僅抓住了動力地貌的“綱”，而且引申出羽翼狀地貌結(jié)構(gòu)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(xiàn)羽翼狀地貌結(jié)構(gòu)不是輻射沙脊群個別沙脊現(xiàn)象，而是八大沙脊普遍存在的地貌結(jié)構(gòu)，是輻射沙脊群海域長期的特殊動力條件的地貌響應(yīng)。因此在今后的研究中將加入動力要素具體分析這一羽翼狀地貌結(jié)構(gòu)的形成與演變機(jī)理，這不僅能夠加深對輻射沙脊群地貌的認(rèn)識，也為輻射沙脊群空間資源開發(fā)與世界獨(dú)特環(huán)境保護(hù)提供了新的視野。
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