锦州大笔架山整治修复开展无人机监测分析研究

韩棚举 崔胜涛

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁沈阳 110032）

近年来，为保护锦州大笔架山及连岛沙坝等重要地质遗迹，排除海岛安全隐患，辽宁省先后多次对大笔架山进行景观修复和监测能力建设，修复内容包括连岛坝修复、大笔架山山体维护、东侧潜堤消浪、西侧海域清淤以及相关监测能力建设和软硬件建设等。

一、研究区概况及研究方法

1.研究区概况

锦州大笔架山海洋特别保护区分重点保护区、生态与资源恢复区、适度利用区等, 总面积为12217.7公顷。重点保护区包括大笔架山岛边缘区域及周边海域、陆连岛沙堤、小笔架山、白沙湾自然岸线，面积为625.266公顷，占保护区面积的5.12%。重点保护区内实行严格的保护制度，保护公园内的自然岸线、陆连岛沙堤以及海岛生态系统，实施重点保护区内资源与环境保护的协调管理以及防灾减灾措施，禁止或者严格限制任何不利于重点保护区的活动，严禁实施各种形式的工程建设活动。

2.研究方法

本研究通过采用多源多时相卫星遥感影像、多种无人机遥感平台监测、现场踏勘及资料收集等技术手段，对大笔架山整治修复情况开展动态监测，综合对比分析大笔架山自然生态资源环境破坏前以及整治修复前后的效果，为下一步大笔架山的保护修复提供数据支撑。

为综合评估大笔架山整治修复情况，研究利用固定翼、旋翼分别获取了大笔架山正射影像、三维影像和全景影像，完成了相应的数据处理，完成了1990年至2017年间多个重要时间节点的多源多时相遥感影像收集和处理工作，完成了大笔架山现场踏勘与资料收集工作，获取了大笔架山的界址坐标和大笔架山海洋特别保护区的范围。

项目利用获取的数据综合对大笔架山自然生态资源环境破坏前、整治修复前后以及现状等多个重要时间节点进行对比、分析，从连岛坝、大笔架山山体、岸线及周边开发利用情况等多个角度，对大笔架山开展动态监测、立体展示，对连岛坝变化情况等进行了统计分析对比，提取了山体保护利用情况、岸线情况等专题信息，制作了相关专题图，编制了相关研究报告，并提出相关建议。

（1）开展无人机航空摄影，利用无人机获取“蓝色海湾”整治项目——锦州大笔架山区域0.2米航空影像，并通过布控、空三，完成正射影像图1:2000比例尺DOM；开展无人机倾斜摄影，利用无人机获取锦州大笔架山区域优于0.1米航空影像，完成研究区域实景三维数据处理。完成大笔架山区域空中全景拍摄，并制作空中全景影像。全景影像能够完整反映监测点位的整体情况，并利用文字、照片、图片等在全景影像中进行说明，将全景影像进行发布。

图1 锦州大笔架山整治修复远观图

（2）收集整理2013-2017年锦州大笔架山区域的高分辨率（优于2.5米）遥感影像，开展监测区域的动态变化监测，重点对监测区域内海域使用情况、海域空间资源变化情况等开展监测。

（3）收集整理本项目监测和成果制作需要的锦州大笔架山蓝色海湾整治项目相关材料和数据，包括但不限于海洋功能区划数据、生态红线数据、海域使用权属数据、管理岸线数据、整治修复项目成果材料和数据等。

（4）对监测区域开展动态监测，获取监测范围内动态变化情况，建立监测成果数据库，并进行统计、分析，制作无人机监测专题图和遥感影像动态变化专题图，编制监视监测研究报告。

为掌握大笔架山近年来变化情况，尤其是生态破坏前和整治修复前后变化情况，还收集了生态破坏前以及整治修复前的卫星遥感影像，从而获取长时间序列的动态变化，对整个大笔架山的变化过程开展监测。

图2 连岛坝修复前后对比效果图

图3 大笔架山东侧山体修复后效果

二、研究结论

1.大笔架山景观受损明显

近年来，受大笔架山周边自然环境和人类活动因素影响，开展整治修复项目前，大笔架山连岛坝与大笔架山山体均受到不同程度破坏。由于水动力平衡被打破，大笔架山连岛坝坝高降低、局部形成潮沟，将连岛坝切为数段，连岛坝在低潮期也无法完全露出海面，行人徒步登岛困难。连岛坝西侧也出现了明显的湾内淤积现象，整个连岛坝存在轻度扭曲形，并向西推移。大笔架山山体岩石崩塌发生几率明显增大，部分区域已不适宜开展旅游活动。

2.大笔架山整治修复效果显著

2010年、2011年针对大笔架山连岛坝和山体分别进行了整治修复。通过对连岛坝进行人工补砂、潜坝构筑、清淤疏浚等工程修复，基本将天桥暂时恢复至原始地貌，可以保证游客低潮时在天桥行走。通过排除险石、削方卸载，对局部不稳定裸露岩石进行喷射混凝土防护并进行山体绿化等工程，有效遏制了山体崩塌危险，基本恢复了大笔架山岛屿山体景观。但两次修复也因资金和施工方式等问题未完全解决大笔架山景观破坏的根本原因。如对连岛坝的修复，没从根本上改变连岛坝周边水动力环境，经长时间冲刷，天桥还会再次遭到严重破坏，整治修复后的山体东西两侧虽均有绿色植被，但相对较少。

3.大笔架山海域仍存在开发活动

作为大笔架山海洋特别保护区（国家海洋公园），该保护区，尤其是重点保护区还存在多个海域使用项目，包括笔架山天桥用海，笔架山风景区旅游北码头和笔架山风景区游船南码头。项目面积共计25.6公顷，用海类型均为旅游娱乐用海，用海方式还包括两个透水构筑物用海。而用海起始时间较早，笔架山风景区旅游北码头用海和笔架山风景区游船南码头均为2004年1月，笔架山天桥用海为2004年7月，但三个用海的截止时间均为2019年12月。同时，在大笔架山周边，锦州港一侧，存在多个用海项目，用海方式包括填海、围海和开放式等。另外，此次监测还对大笔架山岸线现状及周边海域开发利用情况进行了监测。监测发现，大笔架山岸线总长2799米，东侧基本为人工岸线，而西侧大部分为自然岸线。自然岸线总长1075米，人工岸线总长1724米。分析原因，主要是东侧受海浪等侵蚀较为严重，因此在东侧人工添加了扭王字块等构成人工岸线，从而防止岸线对大笔架山的侵蚀。

4.整治修复后景观再次受损

随着时间的推移，由于周边水动力环境没有根本改变，随着潮水的冲刷、沉积物的淤积以及风化等综合作用，再加之近年来人类活动依然频繁，导致大笔架山景观环境再次受损。随着连岛坝西侧潮沟增多，整个坝体被逐渐侵蚀，最窄处仅16米，相较2013年整治修复后变窄1米，同时，坝体形态有所变化，部分坝体存在向西偏移的现象，而坝体西侧还出现了淤积现象。由于淤积导致连岛坝与大陆连接处已变宽19米。而大笔架山山体目前仍有部分区域不适宜开展旅游活动，且整治修复后区域植被覆盖依然较少。

三、结束语

本研究作为大笔架山整治修复项目监测，没有局限于对笔架山连岛坝或山体等某一特定范围的整治修复效果进行监测，而是针对大笔架山在国内首次同时采用高分辨率无人机正射影像、三维倾斜摄影测量影像、无人机全景影像、多源多时相高分辨卫星遥感影像等从连岛坝、大笔架山山体、大笔架山岸线及大笔架山周边海域开发利用情况等多个角度宏观的对大笔架山变化前、大笔架山整治修复前后以及现状进行监测，并在此基础上开展相关分析工作，完成专题图绘制和报告编制。这与历次大笔架山整治修复监测有所不同，而这也是各类技术手段在该研究中的集中利用，也是本研究的一大亮点和优势。针对大笔架山自然景观现状及动态监测成果分析，按照当前对渤海生态环境保护要求，建议从多个方面着手，逐步改善该区域的生态环境。

（1）严格控制周边用海活动，针对今后到期的构筑物用海项目，不再续期，并进行拆除；

（2）从根本上改善该区域水动力环境，加强对连岛坝和山体保护；

（3）严格控制人类活动，禁止或者严格限制任何不利于重点保护区的活动；

（4）结合实际情况开发大笔架山旅游，严格限制人流量，避免人类活动影响对保护区造成的破坏；

（5）开展动态监测，及时掌握保护区资源环境变化情况。