海岸线长度与测尺、比尺的关系及海岸线的利用潜力问题

海岸线长度与测尺、比尺的关系及海岸线的利用潜力问题 比尺的关系及 海岸线长度与测尺、 海岸线的利用潜力问题? 王 建， 陈 霞„ 刘 平„ 陈国祥, ( 南京师范大学地理科学学院， ,,,; , 南京 ,,, , 核工业南京建设公司， ( ,,, 南京 ,,,) ,, , ,,, ,,, ( ( , , ; , ,, , , , ,, , , , ,;, 通常把海岸线的长度作为某个 国家或某个地区拥有海岸线资源多少的一个重要指标。 当说到中国资源丰富时， 通常会有这样的描述“中国有着漫长的海岸线，大陆海岸线长度达 , , 但实际上海岸线的长度随测尺长度的变化而变化〔, 这就为我们提出了一个 , ,”, ,, 。 ,。 ;〕重要的问题， 就是如何利用海岸线这个特点与性质，充分发挥海岸线的利用潜力的问题,, ,然而， 这个问题至今还没有引 也很少有人对这个问 起足够的重视， 题进行探讨。本文拟通过对江苏、 福建以及中国大陆海岸线长度随测尺长度与地图比例尺变化而变化的性质的，对海岸线资源的利用潜力进行探讨。 比尺的关系, 海岸线长度与测尺、 自从, , , , , ,发现海岸线长度随测尺长度变化而变化， ,, , , , ( ,) 海岸线存在自相似性 〔 , 〕 ,〕 , 。通常, , 来说，即分形性质以来〔 海岸线的分形性质受到越来越多地学家的重视〔 , 假设测 量尺)尺〔 利用该测尺测得的海岸线长度为 , 海岸线的分维 长度对应的地面实际长度为 ,， ， 则有:值为,， , ?, () , ,,, , ,其中,为常数。 假设测尺( 长度对应的线 为地图比例尺 、 量尺) ， 则; 段在地图上的长度为 :, ,, 即有 ,刁, , ,,， ,因此有: , , ? , , ) , , , ,, ? , , ( ,) , , ( ,,? () , 假设某一特定的海岸线在某一标度范围内,值相等， 那么海岸线长度则是测尺 ,与地图比例尺, 的数。 (, ， ), 当比尺一定时， 由于 , 镇,则 ,,, 。 海岸线长度与测尺大小成反比， 测得的海岸线长度越大; 即测尺越小， 当测尺大小恒定时，海岸线长度与地图比尺成正比， 测得的海岸线长度越大。 即地图比尺越大， 对() ( 式两边取对数， , 就有: , ,) , ,,(, ，，( , ，( ,( 一,) , ,,) ,,) ( ) ，( , ,), ( ,,) , , ， ( 一,) , , ,) , , , ,, () , ,, ( , ，， ( ) ( ) , 当地图比尺的倒数和测尺大小 , 另外一个指标与海岸线 个指标中的任意一个恒定时，长度在双对数坐标图上均呈直线关系， ,,， 并且斜率均为 , ,,, , ,,)教育部重点塞金资助项目(,,) ( 教育部育年教师奖励蚕金资助项目〔,,, , ,, ， ,,, , (, , „, 江苏与福建大陆海岸线资源利用潜力分析 针对这个问题， 我们专门以淤泥质海岸为主要特征的江苏省和以基岩港湾海岸为主要 以,,,,特征的福建省为例， ,,, 的地形图上的, 探讨了海岸线的长度随测 ,等高线为依据，量用的尺子的长度的变化而变化的性质， 它们遵顺下列规律: 即分形性质。结果明， , )一 一, , , ,，( ，, ,, ( , ，( ; ? ( , , ,,) ( , , ,,, , ,)二 一, , , ,，( ，, , , ，( , ( , , , ,) ( , , ,,, : : : : : : : , (; 分别为测尺长度为 ,时测得的江苏省与福建省大陆海岸线 ,其中,为测尺长度(,),， ， (,, ( ,,”,的 长度。江苏省与福建省大陆海岸线的分维值分别为,,, 和,,, , , , ,, 地形图上江苏省与福建省大陆海岸线长度随测尺长度的变化 , 表 , ,,, , 测尺长度(,) ( , ( , , , ( , , , ,, , 江苏大陆海岸线长度(,) , ( , ( , , , , , , , , , , , ( , , , , ,( ,, , ( , ,,, ,( , ,, , ,, 福建大陆海岸线长度(, , , , , , , , , , , , , ( , ， , , ,, , ,, , , , ( , , , , , , ( , , , , , , ( , , , ( , , , ( , 表,， , 海岸线长度随测尺长度的变化而变化〔 )当测量用尺子长度从 , (, ,变化为。,,,,时， ,( , 测得的江苏省的大陆海岸线长度从 ,,, ,( , , ,， ,( ,变化到 ,,,, , 两者相差 ,,, ,， ,,,测得的福建省的大陆海岸线长度从 ,,( ,变化到 ,,( ,，, 即相差,(,; , ,,, , , ,,, , 两 ,,, ,,， ,( ,;者相 假若测量的尺子更小， 那么测量得到的海岸线长度值差 ,,( 即相差 ,,, 则会更大。 ,，,可以计算出， 根据关系式()() ,,，,, ,时， 当测量尺子长度为 ,，,,， 和 , 江苏 ,(,,,,，,,,，,,,，,,, ,省和福建省大陆海岸线的长度则分别为 ,,,，,(,,,(,,,(,,,(, ,和 ,,, ，,,,，,,,，,,, ( ,。也可以计算出， ,, , , 当测量尺子长度为 ,， ,, ,,(,,,(,,,(,,,(,、,,, , ,,，, ,时， ,( , ( ,,, , ,, , 测得的江苏省与福建省大陆海岸线长度可能为,,,， ,,，,( ,和, ,( , ,,，,,, ,, ,。,,,， ,(,,,( , 可以看出， 随着测量尺度的变化， 测得的海岸线长度可以相差几倍 。 福建大陆海岸线长 ,, , 江苏大陆海岸线( 通常认为， ,， ,, 从绣针河口到南通的连兴港) , , „: , ,, ,长度为,, ; , 假如以此为基准，那么当测量尺子从 , , , ,变化为 , ,时，江苏与福建 ,,, ,( , ,,大陆海岸线长度变化于现在通常认定的海岸线长度的,(,,,,, 之间与 ,( ,一 ,( ,,, 表 ) ,, ,之间( ,。变化幅度达到 , 倍。 不同的行政管理部门， 通常利用不同比尺的地图来与管理海岸线。 下面我们分析一下地图比例尺对海岸线长度量测的影响。假设上面计算出的江苏省与福建省大陆海岸线的 ( , ( , 在我们所计算的标度范围内客观的反映了两省大陆海岸线的分 , ,分维值 ,,, 与 ,,,，形性质，我们就可以计算分析当测尺一定时， 在不同比尺上测得的海岸线长度的差异情况 ,,,代人式()()当二 ;将, , ,时， ,，,， ,, 可以得到: ,, (,, , ,,) ( ,, ，( ),一, ,, ,,(, ，, , , ,, , ( , , ,,) ( , , ， ( ) 一, , , ,， (, ，, , , , : ; : 和() 估算出用 , (, , 利用式() ( 可以 ,测尺在不同比尺地图上测得的江苏与福建大陆海 ; 表 )岸线的可能长度( , 结果表明， 用相同的测尺在不同比尺地图上测得的同一段海岸线的长度可以相差很大。 , , ,( ; , 在 ,,,, 地图上测得的江苏省与福建省的大陆海岸线长度分别只有用 , 测尺， ,,,,, ,( ,和,,, 而在 ,,,。 , ,,, , , ,( ,; ,,, 地图上测得的江苏省与福建省的大 陆海岸线长度却 ,( , , , ,,, , 表 ) 两者差值达到 , ,, ,可能分别达到 ,,, , 和 ,,( ,( , 。 , ,,, , , ,( ,和 ,,( ,， ,, , 肠。相对差值达到 ,( 叮和,, 由此我们也找到了， 同一段岸线在省长、 县长与镇长眼里， 其长度不同的原因: 他们采用的是不同比例尺的地图。 表, 江苏省与福趁省大陆海岸钱相对长度随测尺长度变化的可能变化幅度 以现在通常认定的海岸线长度为 ,, ( , ,) ,) 侧尺 长度 〔 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,, 江苏大陆海岸线相对长度(,) , , , ( ,, , , , , , , , , ( , ( , , ( , , , , , , ( , , , , , ( , , , 哭 福建大陆海岸线相对 长度(,) , , , , , , ( , ( , , , ( , , , , ( , , , , , , , , ( , , , , ( ; ,测尺在不同比尺 用 , , , 地图上侧得的江苏与福碗大陆海岸线的可能长度 衰, , , , , 地田 比尺 , , , , , , , , , , , , , , ,, , , , , , 。 。 。 。, , 。; ; 一, , ;: :。 , , : 。 ,。; : , 。 „。。 ;。, ， , , , , , , ,) 江苏大陆海岸绒长度(, , ( , , ( , , ( , , ( , , , , ( , , , , , , , , , , , , , ( , , , , , , , , , , , , , , ( , ( , , 福建大陆海岸绒长魔(,) , ( , , , , , , , , , ( , , ( , , ( , , ( , , ( , , ( , , , , , , ( , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ( , , , , , , ,, 中国大陆海岸岸线资源利用潜力分析 江苏的海岸大多为淤泥质平原海岸， 分维值较小; 海岸线相对 比较平直， 福建的海岸主 海岸线相对比较曲折，要为基岩港湾海岸， 分维值较大。中国的大陆海岸既包括淤泥质平原 又包括基岩港湾海岸，海岸， 我们可以利 其平均的曲折度与分维值应该介于两者之间 因此， ,和( ， ,用江苏省与福建省海岸线长度计算公式() ()大致估算一下中国大陆海岸线长度随测 表 )尺长度变化的幅度( ,。由表 , 当用 , 可以看出， , , ,的尺子( ,,,, 的地 相当于在 ,,,,, ; ,的尺子)图上用 , 去量测海岸线时， ,, ,, ,， 中国的大陆海岸线长度可能只有 ,,，,, , 但 ,的尺子(当用 , ,,, 的地图上用 , 相当于在,,,, ,的尺子) ; 去量测海岸线时， 中国的大陆 ,,，,,, ,。 ,, ,海岸线长度可能达到 ,,, ,,, , 通常认为中国大陆海岸线长度为 ,,, 由此 ,。可以看出，海岸线资源利用的潜力是何等的巨大～根据不同的需求， 合理规划和充分利用海 是何等的重要:岸线， 衰 , 中国大陆海岸线随测尺长度变化而变化的可能幅度 ,) 测尺长度( , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 中国大陆海岸线长度下限(,) , , , , .