关闭菜单 参考资料…… William & 玛丽
w m菜单 关闭 William & 玛丽

VIMS更新切萨皮克湾沿岸库存

Desktop mapping:
桌面映射: CCRM的Sharon Killeen在高分辨率航空图像上使用抬头数字技术绘制了弗吉尼亚州切萨皮克湾海岸线。图片由CCRM/VIMS提供
CCRMP:
CCRMP: 在每个综合海岸资源管理门户中,用户可以显示海岸线条件清单中的选择-海滩,防波堤,船库,船坡道,舱壁,码头,防波堤,活海岸线,码头,泥滩,牡蛎礁,潮汐沼泽等。图片由CCRM/VIMS提供

经过几十年的制作,在线地图为公民和海岸管理者提供了独特的工具

切萨皮克湾海岸线——充斥着大大小小的入口、颈部和支流——绵延11885英里,比美国整个西海岸还要长。威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的研究人员刚刚完成了一套最新版本的在线地图,这套地图可以显示整个海湾海岸线的情况每个海滩,防波堤,船屋,船坡道,舱壁,码头,防波堤,生活海岸线,码头,泥滩,牡蛎礁,潮汐沼泽和绿树成荫的银行。如果这还不够,这些互动工具的用户还可以查看每个水产养殖地点、保护地役权、牡蛎租赁和水下草床,以及基于模型的建议,以最大限度地提高任何地点的海岸线健康。

A screenshot of the comprehensive map viewer for a section of Hampton, Virginia's Chesapeake Bay shoreline. Select image for an interactive version.创建和更新这些地图需要大量的时间和人力资源投入,这在预期和不可预见的方面都得到了回报。最新的更新结合了数字地图和GPS技术——来自VIMS的研究人员。海岸资源管理中心仔细研究成千上万张高分辨率的航拍图像,乘着小船沿着62,752,800英尺的海湾弗吉尼亚和马里兰州海岸线行驶。他们对潮汐湿地的测绘始于1972年,一直持续到20世纪80年代末。1990年,CCRM研究人员开始绘制海岸线位置和条件。这项工作直到2018年才完成。

由此产生的海岸清单是世界上第一个这样的清单,现在作为其他需要海岸线管理的国家的蓝图。这些“综合海岸资源管理门户网站”(简称ccrmp)收录了过去50年来地图技术和法律环境的重大变化,可通过弗吉尼亚州44个沿海地区的网页访问。

CCRM主任卡尔·赫什纳(Carl Hershner)说,海岸清单的动力始于1972年《潮汐湿地法案》的通过。由于对沿海沼泽的广泛疏浚和填埋感到震惊,弗吉尼亚州议会通过了这项立法,以防止对湿地的“掠夺和破坏”,并“以与湿地保护相一致的方式适应必要的经济发展”。弗吉尼亚州的沙丘和海滩法案(1980年)和切萨皮克湾保护法案(1988年)的通过扩大了对联邦沙滩、悬崖和沿海高地的关注和保护。

Julie Bradshaw of CCRM records plant types witin a tidal marsh as part of VIMS' Tidal Marsh Inventory. (CCRM/VIMS photo)“作为对潮汐湿地法案的回应,”赫什纳说,“大会指示我们在英联邦建立和维护潮汐湿地的清单,这导致了我们在70年代初的潮汐沼泽清单。”

20世纪80年代,弗吉尼亚海滩海滨的侵蚀成为一个主要问题,赫什纳和他的同事们再次被叫到里士满,为立法者提供海岸线管理方面的建议。在得知该州需要一份包括沼泽和海滩在内的所有海岸状况的清单后,立法机关指示VIMS在其咨询组合中增加一份海岸线清单。CCRM随后将潮汐沼泽和海岸线清单合并为海岸清单计划,该计划负责创建和更新今天的ccrmp。

绘制地图的挑战

利用20世纪70年代最好的技术——美国地质调查局的地形图和一种叫做经纬仪的光学测量仪器——VIMS的研究人员很快发现了他们的测绘挑战的艰巨性。

赫什纳说:“我们在第一年就走了1.5英里,所以很明显这是行不通的。”他们面临的挑战之一是,他们不仅要调查海岸线的状况——比如沼泽植被——还要调查它的实际位置。“我们试图找出它的确切位置,”赫什纳说,“因为我们知道美国地质调查局的地形图是不正确的,但没有人有更好的东西。我们有高空航拍图像,但分辨率不够高,无法很好地进行解释。”

Tami Rudnicky of CCRM uses a hand-held GPS unit to tag GPS coordinates with the shoreline conditions she observes along the shoreline in Virginia. (CCRM/VIMS photo)幸运的是,研究小组和英联邦的发展全球定位系统在20世纪80年代和90年代,在他们的地图工具箱中增加了一个强大的新工具。赫什纳说:“那时,所有的GPS设备开始问世,我们从每一次更新中受益。”

玛西娅·伯曼于1989年加入CCRM,负责海岸线状况的测绘和潮汐沼泽清单的更新。她说:“我们是VIMS第一批真正深入研究GPS数字地图的人。”“我们让美国国家海洋和大气管理局在水工大厅的屋顶上安装了一个实时基站,作为三角测量点,使我们的工作更加准确,并开发了弗吉尼亚州海岸线的第一个数字记录。”

GPS工具当然有帮助,但用船测绘切萨皮克湾海岸线仍然是一项艰巨的任务。当研究人员在佳博体育通过高分辨率航空图像对海岸线进行数字化处理时,他们在船上记录了海岸线的特征。伯曼说,在一个典型的日子里,“我们会拖着一艘船,把车开到一个斜坡上,然后发射,然后开车行驶20或30英里。”他们通常至少雇佣两个人——一个领航员,另一个人负责收集与河岸状况、海岸线结构和土地使用有关的所有信息。不出所料,他们还与好奇的业主进行了多次交谈。

领航员会在水深允许的情况下尽可能地将船驶近海岸,而观测员则每隔几英尺就点击一个新的手持式GPS装置,绘制出海岸线的许多里里外外的地图。如果浅水、码头或其他障碍物迫使船只进一步离岸,在数字化过程中,团队将不得不将GPS“面包屑”线向陆地转移到实际的海岸线。

Harry Berquist of CCRM processes a day's worth of GPS field data, a small part of what will eventually become the Virginia's Chesapeake Bay shoreline inventory. (CCRM/VIMS photo)“棘手的是,”伯曼说,“你所画的线是相对于船所在的位置的。”一个“花哨的数据字典”允许将观测到的海岸线状况编码到这条GPS线路上。回到佳博体育,后期处理纠正了船的面包屑数据轨迹,使其与实际的数字化海岸线位置一致。

伯曼说,Sharon Killeen和其他CCRM专家在佳博体育的时间和在现场的时间一样长。“在早期,”她说,“他们花了数千个小时在铺着聚酯薄膜或航空照片的发光数字化表格前,使用精确的光标记录GPS坐标并绘制潮汐湿地的边界。”

“沙伦可能比任何人都数字化了更多的潮汐沼泽,”伯曼说。

随着GPS设备在20世纪80年代和90年代的不断改进,航空图像的质量也在不断提高。到2000年代中期,数字图像已经变得非常详细,以至于不需要实地测绘。赫什纳说:“现在这些程序大多在桌面上完成。”“有一个现场组件,但大部分是在计算机上用航空图像完成的,这使我们能够得到非常精确的结果。”

伯曼说,如今的图像非常精细,“我们可以看到车道和汽车,有时还能看到单个巨石。如果出于某种原因,你想计算防波堤中的岩石数量,你可以做到这一点,而在早期的图像中,你甚至无法看到防波堤。”

库存价值

海岸线——陆地和水之间的狭窄边界——长期以来对人类和野生动物都具有很高的价值。随着沿海人口的持续增长——现在有1.26亿美国人居住在沿海县——海岸线的价值只会增加,潜在的空间和使用冲突也会增加。有证据表明,帮助维护海岸线健康和管理资源冲突是VIMS的ccrmp真正发挥作用的地方。

赫什纳和伯曼说,弗吉尼亚州所有44个沿海地区都定期使用清单来制定管理决策——例如,每当物业所有者向当地湿地委员会提交许可证,寻求建造码头或保护海岸线时,或者当一个县开始更新其综合计划时。

Ian Cheyne是兰开斯特县的一名园艺大师,他说:“我们为整个北颈地区的房主进行海岸线评估,发现这个地方非常有用。它是岸线分析、最佳管理实践和决策树的重要参考。测绘信息——财产位置、海岸线类型、目前的保护、河岸高度——是准备评估的关键信息来源。在进行评估后,检查我们在访问期间可能遗漏的东西也很有价值。”

Karinna Nuñez of CCRM maps 玛丽land's Chesapeake Bay shoreline via GPS off the shore of Calvert County. (Photo by M. Berman/VIMS)马里兰州是第一个认识到该清单价值的外部实体,1992年与VIMS签订合同,绘制了整个6000多英里的地图切萨皮克湾海岸线使用弗吉尼亚开发的技术和工具。VIMS刚刚赢得了另一份合同,为其北部邻国更新优先岸线区域。

作为国家一级的行动蓝图,该清单也越来越受欢迎。伯曼说:“我们看到最近海军、美国国家海洋和大气管理局的沿海地区管理计划和环境敏感性指数地图集、美国环保署、陆军工程兵团、美国地质调查局、美国鱼类和野生动物管理局的国家湿地清单;以及像大自然保护协会这样的非政府组织。”

NOAA is funding adaptation of VIMS' living shoreline model to coastal bays in Texas, Louisiana and Alabama. The model uses coastal inventory data to recommend a best management practice for a chosen shoreline segment. Select image for more information. (NOAA Restore image)事实上,伯曼目前是与美国国家海洋和大气管理局合作,在墨西哥湾开展一项为期多年的项目使用一个inventory-based模型这将很快帮助指导德克萨斯州、阿拉巴马州、路易斯安那州和佛罗里达州的管理行动,就像现在在大西洋中部所做的那样特拉华州北卡罗莱纳).

“我们的模型现在可以为资源管理者提供我们所谓的最佳管理实践,”伯曼说。“我们开发它是因为弗吉尼亚州的政策倾向于有生命的海岸线。因为我们有了这个全面的清单,我们能够为英联邦的海岸线建模,给出最好的建议,因为我们知道它的河岸高度,植被,以及它和附近的海岸线是否已经被防御,以及它们是如何防御的。有舱壁吗?护岸吗?有湿地吗?海滩吗?我们的地理空间模型推荐了可能的管理实践,它更倾向于生态方法。”