錦州大筆架山整治修復開展無人機監測分析研究

韓棚舉 崔勝濤

（遼寧省自然資源事務服務中心，遼寧沈陽 110032）

近年來，為保護錦州大筆架山及連島沙壩等重要地質遺跡，排除海島安全隱患，遼寧省先后多次對大筆架山進行景觀修復和監測能力建設，修復內容包括連島壩修復、大筆架山山體維護、東側潛堤消浪、西側海域清淤以及相關監測能力建設和軟硬件建設等。

一、研究區概況及研究方法

1.研究區概況

錦州大筆架山海洋特別保護區分重點保護區、生態與資源恢復區、適度利用區等, 總面積為12217.7公頃。重點保護區包括大筆架山島邊緣區域及周邊海域、陸連島沙堤、小筆架山、白沙灣自然岸線，面積為625.266公頃，占保護區面積的5.12%。重點保護區內實行嚴格的保護制度，保護公園內的自然岸線、陸連島沙堤以及海島生態系統，實施重點保護區內資源與環境保護的協調管理以及防災減災措施，禁止或者嚴格限制任何不利于重點保護區的活動，嚴禁實施各種形式的工程建設活動。

2.研究方法

本研究通過采用多源多時相衛星遙感影像、多種無人機遙感平臺監測、現場踏勘及資料收集等技術手段，對大筆架山整治修復情況開展動態監測，綜合對比分析大筆架山自然生態資源環境破壞前以及整治修復前后的效果，為下一步大筆架山的保護修復提供數據支撐。

為綜合評估大筆架山整治修復情況，研究利用固定翼、旋翼分別獲取了大筆架山正射影像、三維影像和全景影像，完成了相應的數據處理，完成了1990年至2017年間多個重要時間節點的多源多時相遙感影像收集和處理工作，完成了大筆架山現場踏勘與資料收集工作，獲取了大筆架山的界址坐標和大筆架山海洋特別保護區的范圍。

項目利用獲取的數據綜合對大筆架山自然生態資源環境破壞前、整治修復前后以及現狀等多個重要時間節點進行對比、分析，從連島壩、大筆架山山體、岸線及周邊開發利用情況等多個角度，對大筆架山開展動態監測、立體展示，對連島壩變化情況等進行了統計分析對比，提取了山體保護利用情況、岸線情況等專題信息，制作了相關專題圖，編制了相關研究報告，并提出相關建議。

（1）開展無人機航空攝影，利用無人機獲取“藍色海灣”整治項目——錦州大筆架山區域0.2米航空影像，并通過布控、空三，完成正射影像圖1:2000比例尺DOM；開展無人機傾斜攝影，利用無人機獲取錦州大筆架山區域優于0.1米航空影像，完成研究區域實景三維數據處理。完成大筆架山區域空中全景拍攝，并制作空中全景影像。全景影像能夠完整反映監測點位的整體情況，并利用文字、照片、圖片等在全景影像中進行說明，將全景影像進行發布。

圖1 錦州大筆架山整治修復遠觀圖

（2）收集整理2013-2017年錦州大筆架山區域的高分辨率（優于2.5米）遙感影像，開展監測區域的動態變化監測，重點對監測區域內海域使用情況、海域空間資源變化情況等開展監測。

（3）收集整理本項目監測和成果制作需要的錦州大筆架山藍色海灣整治項目相關材料和數據，包括但不限于海洋功能區劃數據、生態紅線數據、海域使用權屬數據、管理岸線數據、整治修復項目成果材料和數據等。

（4）對監測區域開展動態監測，獲取監測范圍內動態變化情況，建立監測成果數據庫，并進行統計、分析，制作無人機監測專題圖和遙感影像動態變化專題圖，編制監視監測研究報告。

為掌握大筆架山近年來變化情況，尤其是生態破壞前和整治修復前后變化情況，還收集了生態破壞前以及整治修復前的衛星遙感影像，從而獲取長時間序列的動態變化，對整個大筆架山的變化過程開展監測。

圖2 連島壩修復前后對比效果圖

圖3 大筆架山東側山體修復后效果

二、研究結論

1.大筆架山景觀受損明顯

近年來，受大筆架山周邊自然環境和人類活動因素影響，開展整治修復項目前，大筆架山連島壩與大筆架山山體均受到不同程度破壞。由于水動力平衡被打破，大筆架山連島壩壩高降低、局部形成潮溝，將連島壩切為數段，連島壩在低潮期也無法完全露出海面，行人徒步登島困難。連島壩西側也出現了明顯的灣內淤積現象，整個連島壩存在輕度扭曲形，并向西推移。大筆架山山體巖石崩塌發生幾率明顯增大，部分區域已不適宜開展旅游活動。

2.大筆架山整治修復效果顯著

2010年、2011年針對大筆架山連島壩和山體分別進行了整治修復。通過對連島壩進行人工補砂、潛壩構筑、清淤疏浚等工程修復，基本將天橋暫時恢復至原始地貌，可以保證游客低潮時在天橋行走。通過排除險石、削方卸載，對局部不穩定裸露巖石進行噴射混凝土防護并進行山體綠化等工程，有效遏制了山體崩塌危險，基本恢復了大筆架山島嶼山體景觀。但兩次修復也因資金和施工方式等問題未完全解決大筆架山景觀破壞的根本原因。如對連島壩的修復，沒從根本上改變連島壩周邊水動力環境，經長時間沖刷，天橋還會再次遭到嚴重破壞，整治修復后的山體東西兩側雖均有綠色植被，但相對較少。

3.大筆架山海域仍存在開發活動

作為大筆架山海洋特別保護區（國家海洋公園），該保護區，尤其是重點保護區還存在多個海域使用項目，包括筆架山天橋用海，筆架山風景區旅游北碼頭和筆架山風景區游船南碼頭。項目面積共計25.6公頃，用海類型均為旅游娛樂用海，用海方式還包括兩個透水構筑物用海。而用海起始時間較早，筆架山風景區旅游北碼頭用海和筆架山風景區游船南碼頭均為2004年1月，筆架山天橋用海為2004年7月，但三個用海的截止時間均為2019年12月。同時，在大筆架山周邊，錦州港一側，存在多個用海項目，用海方式包括填海、圍海和開放式等。另外，此次監測還對大筆架山岸線現狀及周邊海域開發利用情況進行了監測。監測發現，大筆架山岸線總長2799米，東側基本為人工岸線，而西側大部分為自然岸線。自然岸線總長1075米，人工岸線總長1724米。分析原因，主要是東側受海浪等侵蝕較為嚴重，因此在東側人工添加了扭王字塊等構成人工岸線，從而防止岸線對大筆架山的侵蝕。

4.整治修復后景觀再次受損

隨著時間的推移，由于周邊水動力環境沒有根本改變，隨著潮水的沖刷、沉積物的淤積以及風化等綜合作用，再加之近年來人類活動依然頻繁，導致大筆架山景觀環境再次受損。隨著連島壩西側潮溝增多，整個壩體被逐漸侵蝕，最窄處僅16米，相較2013年整治修復后變窄1米，同時，壩體形態有所變化，部分壩體存在向西偏移的現象，而壩體西側還出現了淤積現象。由于淤積導致連島壩與大陸連接處已變寬19米。而大筆架山山體目前仍有部分區域不適宜開展旅游活動，且整治修復后區域植被覆蓋依然較少。

三、結束語

本研究作為大筆架山整治修復項目監測，沒有局限于對筆架山連島壩或山體等某一特定范圍的整治修復效果進行監測，而是針對大筆架山在國內首次同時采用高分辨率無人機正射影像、三維傾斜攝影測量影像、無人機全景影像、多源多時相高分辨衛星遙感影像等從連島壩、大筆架山山體、大筆架山岸線及大筆架山周邊海域開發利用情況等多個角度宏觀的對大筆架山變化前、大筆架山整治修復前后以及現狀進行監測，并在此基礎上開展相關分析工作，完成專題圖繪制和報告編制。這與歷次大筆架山整治修復監測有所不同，而這也是各類技術手段在該研究中的集中利用，也是本研究的一大亮點和優勢。針對大筆架山自然景觀現狀及動態監測成果分析，按照當前對渤海生態環境保護要求，建議從多個方面著手，逐步改善該區域的生態環境。

（1）嚴格控制周邊用海活動，針對今后到期的構筑物用海項目，不再續期，并進行拆除；

（2）從根本上改善該區域水動力環境，加強對連島壩和山體保護；

（3）嚴格控制人類活動，禁止或者嚴格限制任何不利于重點保護區的活動；

（4）結合實際情況開發大筆架山旅游，嚴格限制人流量，避免人類活動影響對保護區造成的破壞；

（5）開展動態監測，及時掌握保護區資源環境變化情況。