劉 鑫，石要紅，馬勝中

（1.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州 510075）

南海位于地球上2個(gè)最大的自然災(zāi)害帶——環(huán)太平洋帶和地中海-喜馬拉雅帶的交匯處, 是我國(guó)海洋災(zāi)害地質(zhì)條件最為復(fù)雜、地質(zhì)災(zāi)害潛在危險(xiǎn)性最大的海區(qū)。南海北部又是我國(guó)海上油氣開(kāi)發(fā)和工程建設(shè)的重要區(qū)域，由于海底地質(zhì)條件差異較大，由海底不穩(wěn)定造成的地質(zhì)災(zāi)害事件屢有發(fā)生。隨著海洋開(kāi)發(fā)及防災(zāi)減災(zāi)工作力度的不斷加大，編制區(qū)域海洋災(zāi)害地質(zhì)圖對(duì)海洋平臺(tái)搭建和海底管道鋪設(shè)等海底工程均有重要意義。

國(guó)外海洋地質(zhì)研究工作起步較早，歐洲、美國(guó)及加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家的小比例尺、近海海底調(diào)查已基本結(jié)束，特別是針對(duì)威脅海上石油平臺(tái)的近海海底斜坡調(diào)查研究[1,2]。我國(guó)海洋災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查研究起步相對(duì)較晚，與國(guó)外也有一定的差距。80年代以來(lái)，我國(guó)在南海的海洋災(zāi)害地質(zhì)研究取得了一定成果，包括《南海北部地質(zhì)災(zāi)害及海底工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)》[3]；1∶200萬(wàn)南海地質(zhì)災(zāi)害圖；南海珠江口盆地油氣開(kāi)發(fā)區(qū)1∶20萬(wàn)海洋工程地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了位于陸架和陸架坡折區(qū)存在1 000 km2的海底滑坡區(qū)[4,5]。編制完整的區(qū)域海洋地質(zhì)災(zāi)害因素分布圖尚處于探索階段，仍缺乏成熟的理論、合理的分類方法及統(tǒng)一全面的編圖規(guī)范。

1 數(shù)據(jù)資料的采集與處理

南海北部海域1∶100萬(wàn)災(zāi)害地質(zhì)因素分布圖的具體編圖范圍為：18°～24°N, 112°～120°E。圖件的編制以本區(qū)1∶100萬(wàn)海底地貌圖為地理底圖，采用WGS84坐標(biāo)系，墨卡托投影（中央經(jīng)線：114°E，基準(zhǔn)緯度為21°N），MapGIS6.7軟件平臺(tái)。

海洋災(zāi)害地質(zhì)編圖資料包括海域?yàn)?zāi)害地質(zhì)資料、海底地形地貌資料及部分實(shí)測(cè)的聲吶與地震資料（單道地震測(cè)量數(shù)據(jù)與淺層剖面測(cè)量數(shù)據(jù)）等。將收集的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行整理后作初步的評(píng)價(jià)，然后對(duì)不同類型的資料（紙介質(zhì)地圖資料、矢量地圖數(shù)據(jù)文件、物探數(shù)據(jù)資料以及其他補(bǔ)充的資料）分別進(jìn)行不同的處理，達(dá)到利用目的。

1）紙介質(zhì)地圖資料。在對(duì)圖紙資料進(jìn)行掃描時(shí)盡量使圖紙平整，并勻速掃描；確認(rèn)紙質(zhì)圖坐標(biāo)系、比例尺、投影參數(shù)等相關(guān)信息后，再進(jìn)行一系列相關(guān)處理（投影變換、鑲嵌配準(zhǔn)、圖像校正、矢量化、拓?fù)渲亟?、統(tǒng)一坐標(biāo)系與投影參數(shù)和圖面整飾等）[6,7]。

2）矢量地圖數(shù)據(jù)文件。首先判讀矢量圖件資料的各種信息（比例尺、投影方式、數(shù)據(jù)精度、圖內(nèi)要素等），進(jìn)行必要的文件格式轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一為MapGIS格式；再構(gòu)建經(jīng)緯網(wǎng)格驗(yàn)證判讀信息的正確性與圖內(nèi)要素的精度；然后進(jìn)行綜合編輯，使其符合1∶100萬(wàn)的圖形編制規(guī)范和要求[7]。

3）物探數(shù)據(jù)資料。所收集到物探資料基本為已解釋清晰的聲吶數(shù)據(jù)和地震剖面數(shù)據(jù)。

根據(jù)聲吶圖像上解譯出的地質(zhì)災(zāi)害體（沙坡、洼地等）所處位置、大小和范圍，參考地震調(diào)查實(shí)際測(cè)線圖，確定災(zāi)害體的實(shí)際坐標(biāo)范圍，最后按照目標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)（比例尺、坐標(biāo)系、投影方式及數(shù)據(jù)格式）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。利用解譯好的地震剖面，將災(zāi)害因素（古河道、淺埋基巖等）的相關(guān)信息文件轉(zhuǎn)換成目標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)的信息文件，然后按照1∶100萬(wàn)比例尺要求進(jìn)行取舍后再投到目標(biāo)系統(tǒng)中進(jìn)行編輯。

4）補(bǔ)充資料，主要指在編圖過(guò)程中，即時(shí)收集到的相關(guān)資料。這些數(shù)據(jù)資料根據(jù)其不同數(shù)據(jù)格式進(jìn)行相應(yīng)的處理。最后，同一化處理數(shù)據(jù)，使其投影參數(shù)、圖元參數(shù)一致，并使所有數(shù)據(jù)的符號(hào)庫(kù)、線型庫(kù)、顏色庫(kù)統(tǒng)一至項(xiàng)目指定庫(kù)下。

2 編圖原則及災(zāi)害地質(zhì)分類

2.1 編圖原則

災(zāi)害地質(zhì)圖是專業(yè)地質(zhì)圖種之一，必須具備專業(yè)性和實(shí)用性；而編圖又是一種科學(xué)的綜合，其圖面表達(dá)方式要體現(xiàn)科學(xué)性與藝術(shù)性結(jié)合的特點(diǎn)，故而在編圖中又要注意綜合性、科學(xué)性與美觀性[8]。

2.2 海洋災(zāi)害地質(zhì)因素分類

災(zāi)害地質(zhì)指對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)能夠造成危害的地質(zhì)因素，即有可能成災(zāi)的各種地質(zhì)條件，包括某些地質(zhì)體和地質(zhì)作用（現(xiàn)象）[9,10]。把能夠致災(zāi)的同類地質(zhì)因素統(tǒng)稱為“災(zāi)害地質(zhì)因素”。災(zāi)害地質(zhì)因素既包括已經(jīng)發(fā)生過(guò)災(zāi)害的，也包括沒(méi)有發(fā)生過(guò)災(zāi)害的、潛在著危險(xiǎn)性因素[11]。

災(zāi)害地質(zhì)因素的形式是多樣的，包括某些地質(zhì)體（底辟、淺層氣囊、斷層、水下三角洲）、地質(zhì)作用（海岸侵蝕、濁流、地震、海平面上升）、地質(zhì)條件（易損濕地）等。災(zāi)害地質(zhì)因素分布圖所表示的內(nèi)容是由災(zāi)害地質(zhì)圖的性質(zhì)和任務(wù)決定的，哪些地質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)納入圖面表示范疇，目前還沒(méi)有統(tǒng)一意見(jiàn)[12]。研究區(qū)海底地質(zhì)災(zāi)害因素分類，目前尚無(wú)成熟方案。但是，多角度、多層次的分類是非常必要的。

劉守全等[12]將內(nèi)外2大動(dòng)力體系與災(zāi)害地質(zhì)類型出現(xiàn)的部位結(jié)合起來(lái)，把海洋地質(zhì)災(zāi)害分為海岸帶、海底表面、海底埋藏以及廣域 (構(gòu)造) 4 大類型，在考慮成因動(dòng)力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分成8個(gè)種類。馮志強(qiáng)等[3]把海洋地質(zhì)災(zāi)害分為活動(dòng)性地質(zhì)災(zāi)害和限制性地質(zhì)條件2大類。

筆者綜合考慮了以上災(zāi)害地質(zhì)因素分類方法和編圖的需要，參考了葉銀燦等[11]的災(zāi)害地質(zhì)因素表現(xiàn)形式，以出現(xiàn)的空間為主線，將南海海洋地質(zhì)災(zāi)害分為海岸帶災(zāi)害地質(zhì)因素、海底表層災(zāi)害地質(zhì)因素、淺層災(zāi)害地質(zhì)因素以及構(gòu)造災(zāi)害地質(zhì)因素4大類型（見(jiàn)表1），同時(shí)部分災(zāi)害地質(zhì)因素可歸納為具有活動(dòng)能力的破壞性災(zāi)害地質(zhì)因素與不具活動(dòng)能力的限制性災(zāi)害地質(zhì)因素2類。

3 MapGIS成圖與災(zāi)害地質(zhì)圖特征

3.1 海洋災(zāi)害地質(zhì)單元的表示方法

分類是制圖的基礎(chǔ)，圖面內(nèi)容的展示與表達(dá)均要以類別作為基礎(chǔ)。本圖依據(jù)上述分類原則，以南海北部發(fā)育的災(zāi)害地質(zhì)因素為主要圖面內(nèi)容，在MapGIS 6.7基礎(chǔ)平臺(tái)上以點(diǎn)、線、面3種圖元類型表示，并根據(jù)類型進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，不同災(zāi)害要素劃分為不同的圖層。每個(gè)圖層以其類型名稱來(lái)命名，并存儲(chǔ)為單個(gè)文件。災(zāi)害地質(zhì)圖的圖面表示基于科學(xué)性和藝術(shù)性相結(jié)合的原則，做到清晰、易讀；同時(shí)在圖面負(fù)載允許條件下，盡量增加信息量。圖面內(nèi)容具體用42個(gè)圖層表示（見(jiàn)表2）。

表1 南海北部海域?yàn)?zāi)害地質(zhì)因素分類表

表2 MapGIS圖層劃分方案

在圖元的表示與用色上，主要依據(jù)和參考《我國(guó)近海海洋綜合調(diào)查要素分類代碼和圖式圖例規(guī)程》中海島海岸帶地質(zhì)、海洋地貌、海洋災(zāi)害等規(guī)定[13]，其次參照并引用了文獻(xiàn)[14]中部分圖元的表示及用色方案。在缺少參照的情況下，根據(jù)圖元表達(dá)的科學(xué)性、藝術(shù)性原則自行設(shè)計(jì)了一部分圖元的表示，具體有：古潛山（點(diǎn)）、淺埋基巖（點(diǎn)）、高壓淺層氣（點(diǎn)）、淺灘（點(diǎn)）、貝殼淺灘（點(diǎn)、區(qū)）、海底沙坡（點(diǎn)）、海底沙丘（點(diǎn)）、不規(guī)則埋藏基巖（線）、軟土（點(diǎn)）、易損濕地（區(qū)）、凹凸地（區(qū)、點(diǎn)）、寬谷（線）、槽谷（線）、疑似淺層氣（線）、海底滑坡（線）、陡坎（線）、不規(guī)則淺埋基巖（線）。

在前述編圖原則與技術(shù)方法基礎(chǔ)上，基于MapGIS平臺(tái)編制成圖。南海北部海域1∶100萬(wàn)災(zāi)害地質(zhì)因素分布如圖1所示。

圖1 南海北部海域1∶100萬(wàn)災(zāi)害地質(zhì)因素分布圖

3.2 災(zāi)害地質(zhì)因素分布特征

研究區(qū)地形從西北向東南水深逐漸增大，由海岸帶依次發(fā)育大陸架（內(nèi)陸架、外陸架）、大陸坡、邊緣海盆地，各種災(zāi)害地質(zhì)因素分布其中（見(jiàn)表3），其特征如下：

1）海岸帶作為海陸地質(zhì)作用的交匯點(diǎn)，區(qū)域環(huán)境條件和物質(zhì)平衡包含著很多變量和不穩(wěn)定因素，存在著先天的脆弱性，其中，活動(dòng)斷裂與地震是本區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素之一。

2）南海北部大陸架十分廣闊，災(zāi)害地質(zhì)類型復(fù)雜多樣。內(nèi)陸架區(qū)水深小于50 m，地質(zhì)構(gòu)造背景較為復(fù)雜，新生代時(shí)存在深大斷裂，第四紀(jì)以來(lái)新構(gòu)造活動(dòng)明顯，地震活動(dòng)顯著，屬于海底地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)；外陸架區(qū)水深在50～130 m的區(qū)域，第四紀(jì)海平面升降使其成為海陸營(yíng)力共同作用的場(chǎng)所，地震活動(dòng)和活動(dòng)斷層較少，相對(duì)穩(wěn)定。

表3 南海北部海域?yàn)?zāi)害地質(zhì)因素分布特征表

3）大陸坡位于南海陸坡北緣地震帶上，地震活動(dòng)較多，由地震又可誘發(fā)和加劇其他地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，本區(qū)地殼穩(wěn)定性差，是滑坡、濁流等坡地重力地貌災(zāi)害發(fā)生的主要場(chǎng)所。

4）深海盆地，災(zāi)害地質(zhì)因素較少，主要以孤立零散的海山（海丘）、構(gòu)造斷裂、構(gòu)造俯沖帶和地震的形式出現(xiàn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

地質(zhì)編圖技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展在不斷進(jìn)步，利用GIS軟件及數(shù)字化編圖技術(shù)，極大地提高了編圖效益，確保了編圖精度和質(zhì)量?；贛apGIS平臺(tái)編制的南海北部海域?yàn)?zāi)害地質(zhì)圖，對(duì)40年來(lái)相關(guān)數(shù)據(jù)資料和成果進(jìn)行整理、分析，并綜合了前人在海洋災(zāi)害地質(zhì)類型上的劃分方案，反映了該海域?yàn)?zāi)害地質(zhì)因素分布的特征。成果圖件有利于提高對(duì)南海北部海域?yàn)?zāi)害地質(zhì)的認(rèn)識(shí)，為我國(guó)海底勘測(cè)、科學(xué)研究及防災(zāi)減災(zāi)等工作提供基礎(chǔ)資料。

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