基于潮汐基准面的海岸线定义、确定的理论与方法

According to the situation that the definition and algorithm of shoreline are not explicit, this research focus on theoretical and technical solutions based on MHWS (Mean High Water Springs), including its definition, transfer and determination techniques. The purpose is to improve the scientific definition of shoreline, to found the transfer techniques of MHWS, and to develop the synthetic determination technique of shoreline. The research work includes the following: ① improving the conception of MHWS, presenting the algorithm of MHWS on all type of tide, giving the definition of shoreline and researching the relationship to the visual shoreline; ② analyzing the tidal characteristics meanings of MHWS, presenting transfer methodologies of MHWS including mathematic model and conditions; ③ developing the synthetic determination technique of shoreline with vertical datum data or model, tidal model and gauge data, which will meet different remote sensing mapping modes and known conditions. This project will found the theory and methodology system on definition and determination of shoreline, which can provide theoretical and technical basis for the surveying and mapping of the shoreline.

针对目前海岸线在理论层面的定义不明晰、确定技术不完善等现状，本项目以平均大潮高潮面这一潮汐基准面为基础，以平均大潮高潮面计算方法、传递与确定技术为主线，完善海岸线科学定义，创建平均大潮高潮面传递技术，发展海岸线综合确定技术。研究内容包括：①完善满足测绘应用的平均大潮高潮面的概念，明确各潮汐类型下的计算方法；给出海岸线科学、严密的定义，研究其与痕迹岸线的关系；②分析研究平均大潮高潮面的潮汐特征意义，提出平均大潮高潮面传递方法，给出数学模型与假设条件，研究同步时长、天文日期、潮汐类型等适用条件，提出工程应用方案；③针对不同的遥感测图模式与已知条件，发展综合利用高程基准数据或模型、精密潮汐模型、验潮站水位数据等的海岸线确定技术。本项目将构建较为完备的海岸线定义、确定的理论和方法体系，为海岸线的精确测绘奠定基础。

海岸线是陆域和海域的法定管辖权分界线，其位置确定是地形图测绘、海道测量、海岸带调查与海岸演变研究等的重要内容。本项目围绕海岸线定义不严谨、平均大潮高潮面算法与确定技术不完备等科学问题展开研究工作。依据研究计划完成了如下目标：（1）基于海洋潮汐学理论，将平均大潮高潮面概念由半日潮海域扩展至日潮海域；按提出的平均大潮高潮面算法合理性判据，设计并验证了覆盖全海域的平均大潮高潮面统计算法；在山东部分长期站附近实地采集了痕迹岸线，分析表明其与平均大潮高潮线可认为是基本吻合的；（2）借鉴深度基准面传递技术，以不同潮汐类型的6组验潮站对略最低低潮面比值法、潮差比法、最小二乘拟合法等传递方法进行比较分析，针对不同的情况提出传递方法的选择建议；（3）分析了基于潮位推算与基准转换的海岸线综合确定方案；基于POM（Princeton Ocean Model）模式与blending同化法，构建了中国近海及邻近海域1´×1´的13个主要分潮的精密潮汐模型，分辨率与精度高于全球模型；发展并实践了航空摄影与LiDAR测图模式下的海岸线综合确定技术。综上，本项目构建了较完备的海岸线定义、确定的理论与方法体系，可用于海岸线精确测绘。项目执行期间，发表学术论文17篇，签订1部专著出版协议，软件著作权登记1项，培养研究生2人，获中国测绘地理信息学会测绘科技进步奖二等奖1项，国家科学技术进步奖二等奖1项。