DSASv6

https://www.usgs.gov/centers/whcmsc/science/digital-shoreline-analysis-system-dsas

overview

Digital Shoreline Analysis System (DSAS) Version 5.1 User Guide

用于计算位置边界随时间变化的软件

数字海岸线分析系统 (DSAS) 6 版是一款独立应用程序,用于计算海岸线或边界随时间的变化。用户可使用其选择的 GIS 系统来准备 DSAS 所需的数据。与之前的版本一样,DSAS 6 版允许用户根据多个历史海岸线位置计算变化率统计数据。它提供了一种自动建立测量样带的方法,执行变化率计算,并提供与变化率相关的不确定性。用户友好的界面使用户能够轻松完成海岸线变化分析的工作流程。

建议引用:

Himmelstoss, E.A., Henderson, R.E., Farris, A.S., Kratzmann, M.G., Bartlett, M.K., Ergul, A., McAndrews, J., Cibaj, R., Zichichi, J.L., and Thieler, E.R., 2024, Digital Shoreline Analysis System version 6.0: U.S. Geological Survey software release, https://doi.org/10.5066/P13WIZ8M.

现有的用户指南最初是为 DSAS v.5.1 编写的,现在仍然可用,并且适用于 DSAS v.6.0 的许多方面。该用户指南包含相关信息,提供有关 DSAS 工作流程的说明,包括如何定义测量的参考基线、基线和海岸线的属性要求,以及有关速率计算和统计的支持信息。

For additional questions please contact DSAS_help@usgs.gov

请注意:美国地质调查局 (USGS) 已于 2024 年 2 月 1 日终止对 ArcMap 的支持,Esri 将不再发布该软件的更新和补丁。ArcMap 的终止支持是我们开发 DSAS v.6.0 的主要原因,DSAS v.6.0 是一款可与任何 GIS 系统兼容的独立软件。由于时间紧迫,此首个发布的软件版本仅包含最基本的功能,以满足用户的基本需求。在后续的开发阶段,我们计划恢复 v.5 版本中的功能,并探索更多增强功能。感谢您的理解!

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数字海岸线分析系统 (DSAS) 6 版是一款独立应用程序,用于计算海岸线或边界随时间的变化。用户可使用其选择的 GIS 系统来准备 DSAS 所需的数据。与之前的版本一样,DSAS 6 版允许用户根据多个历史海岸线位置计算变化率统计数据。它提供了一种自动建立测量样带的方法,执行变化率计算,并提供与变化率相关的不确定性。用户友好的界面使用户能够轻松完成海岸线变化分析的工作流程。

当前版本

DSAS 6.0 版于 2024 年 4 月发布,可在 here 公开获取。

基线和海岸线数据在 GIS 中准备,并 转换为 .geojson 格式 后上传至 DSAS。DSAS 使用并输出包含地理空间数据和表格数据的 GeoJSON 文件。一些 GIS 程序(例如 QGIS)可以直接查看和编辑 GeoJSON 文件,而另一些程序(例如 ArcPro)则需要先进行转换才能查看。编辑操作必须在 GIS 软件中完成。

在 6.0 版中,仅接受 陆上或近海基线 数据用于速率计算。

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Figure DSAS v6.0 信息图

数字海岸线分析系统 (DSAS) 6 版是一款独立应用程序,用于计算海岸线或边界随时间的变化。用户可使用其选择的 GIS 系统来准备 DSAS 所需的数据。与之前的版本一样,DSAS 6 版允许用户根据多个历史海岸线位置计算变化率统计数据。它提供了一种自动建立测量样带的方法,执行变化率计算,并提供与变化率相关的不确定性。用户友好的界面使用户能够轻松完成海岸线变化分析的工作流程。

Introduction

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DSAS 生成的横断面垂直于参考基线,并以用户指定的间距沿岸线与海岸线相交。请注意,上图仅以示例形式展示了陆上和离岸基线的放置位置。在 DSAS v6.0 中,文件中的所有基线必须位于陆上或离岸,不能同时位于两者之间。

DSAS 测量横断面上基线与每条海岸线交点之间的距离,并结合日期信息和每条海岸线的位置不确定性,生成以下变化指标(更多详情请参阅 DSAS v.5.1 用户指南):

距离测量:

  • 海岸线变化范围 (SCE)

  • 海岸线净移动量 (NSM)

统计数据:

  • 终点变化率 (EPR)

    • 终点变化率不确定性 (EPRunc)
  • 线性回归率 (LRR)

    • 置信区间 (LCI)

    • 标准误差 (LSE)

    • R 平方 (LR2)

  • 加权线性回归率 (WLR)

    • 置信区间 (WCI)

    • 标准误差 (WSE)

    • R 平方 (WR2)

所有计算结果均输出到 rates 文件 (.geojson)、intersects 文件 (.geojson) 和相关元数据 (.xml)。用户还可以选择生成摘要报告(.txt)。

历史版本

DSAS 一直是美国地质调查局海岸变化灾害项目的核心组成部分,它以标准化且易于重复的方法提供了一套强大的回归速率计算工具,可应用于全国范围内收集的大量数据。DSAS 软件旨在简化海岸线变化计算过程,并提供变化速率信息和统计数据,以验证计算结果的可靠性。

该软件也适用于任何需要计算位置随时间变化的应用,例如评估连续航拍照片中冰川边界的变化、河流边缘边界或土地覆盖变化。世界各国政府和州政府都已使用该工具来支持资源管理和关键的海岸决策。

  • DSAS 软件最初开发于 20 世纪 90 年代初,此后不断改进完善。

  • DSAS 1.0 版(1992 年)使用 C 和 awk 编程语言编写,用于 MapGrafix 和 ArcInfo 地理信息系统。

  • DSAS 2.0 版使用 Avenue 编写,适用于 ArcView 3.x。

  • DSAS 3.x 版(ArcGIS 9)。

  • DSAS 4.2 版(ArcGIS 9.2-9.3.x)。

  • DSAS 4.3 版(ArcGIS 10.0-10.3)。

  • DSAS 4.4 版(ArcGIS 10.4-10.5)。

  • DSAS 5.0-5.1 版(ArcGIS 10.4-10.x)。

  • 当前版本 6.0 是一个独立应用程序,需与 GIS 系统配合使用。

相关数据

以下是与 DSAS 项目相关的数据发布。

https://www.usgs.gov/centers/whcmsc/science/digital-shoreline-analysis-system-dsas#data

加州海岸线

——加州海岸线19世纪至2010年代矢量海岸线及相关海岸线变化数据的GIS汇编

在美国沿海地区,水陆交界处地形复杂多变,因此常常可以看到密集的住宅和商业开发。这些沿海地区通常包含由联邦、州和地方市政当局管理的各种土地,用于公共休闲和自然保护。这些地区经常遭受各种自然灾害的侵袭,包括洪水和海岸侵蚀。为此,美国地质调查局 (USGS) 正在收集现有的可靠历史海岸线数据,以计算美国本土海岸线以及阿拉斯加和夏威夷部分海岸线的海岸线变化速率,这是“海岸变化灾害优先区域”项目的一部分。这项研究工作的一个组成部分是记录海岸线位置的变化,这些数据被用作海岸变化的指标。

利用美国地质调查局(USGS)原始评估中的海岸线数据,并结合从2009/2010/2011年、2015年和2016年激光雷达数据中提取的新海岸线位置,更新了加利福尼亚州开阔海洋沙质海岸线的变化速率。这项工作包括修订变化速率计算方法、改进速率指标,以及逐条样带应用代理基准偏差校正。更新加利福尼亚州海岸线变化速率所用的海岸线位置数据涵盖了19世纪中期至2016年。

南卡罗来纳州沿海

美国地质调查局国家海岸线变化——南卡罗来纳州沿海地区基于激光雷达数据的新海岸线(2010年、2017年和2018年)及其相关海岸线变化数据的地理信息系统汇编

美国地质调查局 (USGS) 已收集全国海岸线数据超过 20 年,用于记录海岸变化并满足研究、管理和公众的需求。维护历史海岸线位置记录是监测全国海岸线随时间演变的有效方法,使科学家能够识别最易受侵蚀或淤积影响的区域。这些数据可以帮助海岸管理者和规划者了解哪些海岸区域容易发生变化。

本次数据发布包括两条新的平均高潮位 (MHW) 海岸线,分别提取自 2010 年和 2017-2018 年收集的激光雷达数据。此前发布的南卡罗来纳州历史海岸线数据(Kratzmann 等,2017)与新的激光雷达海岸线相结合,用于计算长期(长达 166 年)和短期(长达 18 年)变化率。与长期和短期变化率相关-的文件分别以“LT”和“ST”结尾。本次发布还包括一条代理基准偏差参考线,用于解释代理海岸线(例如高水位线 (HWL) 海岸线)和基准海岸线(例如 MHW 海岸线)之间的位置差异。

弗吉尼亚州沿海

美国地质调查局国家海岸线变化——一个包含19世纪40年代至2010年代弗吉尼亚州沿海地区矢量海岸线及相关海岸线变化数据的GIS汇编

美国地质调查局 (USGS) 已收集全国海岸线数据超过 20 年,用于记录海岸变化并满足研究、管理和公众的需求。维护历史海岸线位置记录是监测全国海岸线随时间演变的有效方法,使科学家能够识别最易受侵蚀或淤积影响的区域。这些数据可以帮助海岸管理者和规划者了解哪些海岸区域容易发生变化。

本次发布的数据包括此前已发布的弗吉尼亚州 148 年(1849-1997 年)历史海岸线位置汇编,以及从 2010 年和 2017 年收集的激光雷达数据中提取的两条新的平均高潮位 (MHW) 海岸线。这些数据为该州提供了一个标准化的海岸线数据库。本次发布的数据包括长期(长达 168 年)和短期(约 20 年)变化率。与长期和短期变化率相关的文件分别以“LT”和“ST”结尾。本次发布还包括一条代理基准偏差参考线,用于解释代理海岸线(例如高水位线 (HWL) 海岸线)和基准海岸线(例如 MHW 海岸线)之间的位置差异。

波多黎各海岸线

波多黎各海岸线变化:使用数字海岸线分析系统 5.1 版(2.0 版,2023 年 3 月)计算的海岸线、基线、交点和变化率的 GIS 汇编

美国地质调查局 (USGS) 维护着美国海岸线的位置数据,数据来源包括早期资料(例如航空照片或地形测量)和现代资料(例如激光雷达点云和数字高程模型)。这些海岸线数据通过 USGS 数字海岸线分析系统 (DSAS) 5.1 版软件进行汇编和分析,以计算变化率。记录历史海岸线位置是监测海岸线随时间变化的有效方法,使科学家能够识别最易受侵蚀或淤积影响的区域。这些数据可以帮助海岸管理者了解哪些海岸区域容易发生变化。此次数据发布及其他相关产品标志着 USGS 国家级海岸线数据库的扩展,将波多黎各及其岛屿维克斯岛和库莱布拉岛纳入其中。美国地质调查局(USGS)与波多黎各海岸研究与规划研究所(隶属于波多黎各大学里奥彼德拉斯校区规划研究生院)合作,运用多种方法获取并汇编了历史海岸线位置数据库。这些历史海岸线数据随后被用于测量海岸线随时间变化的速率。速率计算在地理信息系统(GIS)中使用DSAS 5.1版本软件完成。从用户定义的基线开始,DSAS生成与海岸线矢量相交的测量样带。由此产生的交点提供了计算海岸线变化速率所需的位置和时间信息。

波多黎各海岸线1970-2010

1970年至2010年波多黎各矢量海岸线及海岸线分类的GIS汇编

美国地质调查局 (USGS) 维护着美国海岸线的位置数据,数据来源既包括航空照片或地形测量等历史资料,也包括激光雷达点云和数字高程模型 (DEM) 等现代数据。这些海岸线数据通过数字海岸线分析系统 (DSAS) 软件进行汇编和分析,以计算变化率。记录历史海岸线位置数据有助于监测海岸线随时间的变化,从而识别最易受侵蚀或淤积影响的区域。这些数据可以帮助海岸管理者了解哪些海岸区域容易发生变化。此次数据发布及其他相关产品标志着 USGS 国家级海岸线数据库的扩展,将波多黎各及其岛屿维克斯岛和库莱布拉岛纳入其中。美国地质调查局(USGS)与波多黎各海岸研究与规划研究所(CoRePI,隶属于波多黎各大学里奥彼德拉斯校区规划研究生院)合作,建立了历史海岸线位置数据库,并根据航拍照片判读结果记录了详细的海岸线分类。这些海岸线数据与其他补充数据发布中提供的海岸线数据结合使用,用于计算海岸线变化速率。

波多黎各海岸线2015-2018

2015年至2018年波多黎各海岸线矢量地理信息系统汇编

美国地质调查局 (USGS) 利用包括航空照片或地形测量等早期资料和包括激光雷达点云和数字高程模型等现代资料在内的数据,维护着美国海岸线的位置信息。这些海岸线数据会被汇编并导入数字海岸线分析系统 (DSAS) 软件进行分析,以计算其变化速率。记录历史海岸线位置是监测海岸线随时间变化的有效方法,使科学家能够识别最易受侵蚀或淤积影响的区域。这些数据可以帮助海岸管理者了解哪些海岸区域容易发生变化。本次数据发布及其他相关产品,标志着美国地质调查局(USGS)国家级海岸线数据库的扩展,将波多黎各及其岛屿维克斯岛和库莱布拉岛纳入其中,数据涵盖2015年至2018年。USGS与波多黎各海岸研究与规划研究所(隶属于波多黎各大学里奥彼德拉斯校区规划研究生院)合作,运用多种方法获取并汇编了历史海岸线位置数据库。这些历史海岸线数据随后被用于衡量海岸线随时间推移的变化速率。

波多黎各历史海岸线1901-1987

1901年至1987年波多黎各历史海岸线

美国地质调查局 (USGS) 维护着美国海岸线的位置数据,这些数据来源于较早的资料,例如航空照片或地形测量,以及较新的资料,例如激光雷达点云和数字高程模型。这些海岸线数据被汇编并导入数字海岸线分析系统软件 (v5.1) 进行分析,以计算其变化速率。记录历史海岸线位置是监测海岸线随时间变化的一种有效方法,使科学家能够识别最易受侵蚀或淤积影响的区域。这些数据可以帮助海岸管理者了解哪些海岸区域容易发生变化。本次数据发布及其他相关产品,标志着美国地质调查局(USGS)国家级海岸线数据库的扩展,将波多黎各及其岛屿维克斯岛和库莱布拉岛纳入其中,时间跨度为1901年至1987年。USGS与波多黎各海岸研究与规划研究所(隶属于波多黎各大学里奥彼德拉斯校区规划研究生院)合作,运用多种方法获取并汇编了历史海岸线位置数据库。这些历史海岸线数据随后被用于衡量海岸线随时间推移的变化速率。

佐治亚州和佛罗里达州海岸

美国地质调查局国家海岸线变化:佐治亚州和佛罗里达州海岸更新矢量海岸线(19 世纪至 20 世纪 10 年代)及相关海岸线变化数据的 GIS 汇编

2017年9月飓风“艾尔玛”肆虐期间,佛罗里达州和佐治亚州的沙滩、沙丘、屏障岛和珊瑚礁遭受了严重破坏。大规模的侵蚀和珊瑚损失导致海岸线(包括人口稠密地区)面临日益严重的短期和长期风险。这些风险使关键基础设施面临未来洪水和侵蚀的威胁,并可能造成经济损失。美国地质调查局(USGS)海岸和海洋灾害资源计划(CMHRP)正在评估飓风引发的美国东南部沿海侵蚀情况及其对未来风暴脆弱性的影响。在飓风“艾尔玛”前后,研究人员收集了佛罗里达州墨西哥湾沿岸、大西洋沿岸和佐治亚州沿海的海岸线位置数据。利用数字海岸线分析系统(DSAS)软件,研究人员使用了19世纪中期至2018年的海岸线位置数据,更新了佛罗里达州和佐治亚州的海岸线变化率。海岸线位置和更新后的海岸线变化率为房主、沿海社区以及公共和私人财产的管理者提供了可操作的信息,以提高应对长期灾害的韧性。

佛罗里达州和佐治亚州海岸线不确定性估算

佛罗里达州和佐治亚州预测海岸线位置及其相关不确定性的初步估计

飓风“艾尔玛”期间,佛罗里达州和佐治亚州的沙滩、沙丘、屏障岛和珊瑚礁遭受了严重破坏。飓风造成的广泛侵蚀和珊瑚损失导致沿海地区(包括人口稠密地区)的脆弱性增加。侵蚀可能使关键基础设施面临未来洪水的风险,并造成经济损失。美国地质调查局(USGS)海岸和海洋灾害资源项目正在评估美国东南部沿海地区的海岸侵蚀情况,并分析其对未来脆弱性的影响。

马萨诸塞州海岸线变化项目

马萨诸塞州海岸线变化项目,2021 年更新:使用数字海岸线分析系统 5.1 版计算的海岸线变化率的 GIS 汇编,以及马萨诸塞州的补充交点和基线

马萨诸塞州海岸带管理办公室于1989年启动了海岸线变化项目,旨在识别易受侵蚀的海岸区域,并为当地土地利用决策提供支持。通过分析海岸线位置在长期和短期时间尺度上的变化趋势,可以为土地所有者、管理者和潜在买家提供有关海岸资源和基础设施未来可能受到的影响的信息。2001年,该项目新增了1994年的海岸线数据,用于计算马萨诸塞州沿海面向海洋区域的长期和短期海岸线变化率。2013年,该项目利用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海洋服务中心海岸服务中心提供的2008-2009年彩色航空正射影像和2007年地形激光雷达数据集,新增了马萨诸塞州的两条沿海海岸线。2018年,该项目又新增了两条马萨诸塞州沿海平均高潮位(MHW)海岸线数据,这些数据提取自2010-2014年的激光雷达数据。本次2021年数据发布包含一条新的海岸线数据,该海岸线数据提取自美国陆军工程兵团(USACE)联合机载激光雷达测深技术中心(JALBTCX)于2018年收集的激光雷达数据。该数据已添加到现有的历史海岸线数据库(1844-2014年)中,涵盖北岸、南岸、科德角湾、外岬、巴扎德湾、南岬、楠塔基特岛和玛莎葡萄园岛,但不包括波士顿港和伊丽莎白群岛。本次数据发布还包含一条代理基准偏差参考线,用于校正代理海岸线(例如高水位线海岸线)和基准海岸线(例如平均高水位线海岸线)之间的位置差异。Ruggiero和List(2009)以及与这些数据相关的元数据的处理步骤对此问题进行了更详细的解释。本次发布包含长期(约150年以上)和短期(约30年)利率。长期利率文件的名称中带有“LT”,短期利率文件的名称中带有“ST”。

马萨诸塞州海岸线(1844-2018)

马萨诸塞州海岸线变化项目:矢量海岸线的GIS汇编(1844-2018)

美国地质调查局与马萨诸塞州海岸带管理办公室合作,将马萨诸塞州的矢量海岸线数据汇编成一个更新的数据集,用于该办公室的海岸线变化项目。海岸线变化项目始于1989年,旨在通过汇编历史海岸线位置数据库,识别马萨诸塞州海岸易受侵蚀的区域。海岸线位置在长期和短期时间尺度上的变化趋势,为土地所有者、管理者和潜在买家提供有关未来沿海资源和基础设施可能变化的信息。这个更新的数据集加深了人们对马萨诸塞州海岸线位置变化的理解。它包含了美国地质调查局从19世纪中期到1989年、1994年、2001年、2007-2009年以及2010-2014年期间采集的、经过质量控制编辑的矢量海岸线数据;以及一条2018年的新海岸线。为了生成2018年的矢量海岸线,美国地质调查局分析了美国陆军工程兵团采集的马萨诸塞州海岸线的激光雷达数据。根据海岸线的位置,2018年的矢量海岸线采用剖面法或等值线法提取。研究区域包括毗邻马萨诸塞湾(不包括波士顿港)、科德角湾、巴扎德湾部分区域(不包括伊丽莎白群岛)、外科德角和楠塔基特海峡的海岸线,其中包括玛莎葡萄园岛和楠塔基特岛的海岸线。

马萨诸塞州海岸线(2018更新版)

马萨诸塞州海岸线变化项目:2018 年更新版矢量海岸线的 GIS 汇编

马萨诸塞州海岸带管理办公室于1989年启动了海岸线变化项目,旨在识别易受侵蚀的海岸区域。海岸线位置和变化率被用于指导海岸资源侵蚀管理决策。2001年,该项目新增了1994年的海岸线数据,用于计算马萨诸塞州面向海洋的海岸线沿线40米间隔的长期和短期变化率。2013年,该项目利用美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海洋服务中心海岸服务中心提供的2008-2009年彩色航空正射影像和2007年地形激光雷达数据集,新增了马萨诸塞州的两条海滨海岸线。2018年的更新包括了从2010-2014年间收集的激光雷达数据中提取的马萨诸塞州海岸的两条新的平均高潮位(MHW)海岸线。该州首个新的海岸线数据包括2010年美国陆军工程兵团(USACE)联合机载激光雷达测深技术中心(JALBTCX)采集的北岸和南岸激光雷达数据。南岸和外岬沿线的海岸线数据来自美国地质调查局(USGS)国家地理空间项目办公室2011年采集的激光雷达数据。楠塔基特岛和玛莎葡萄园岛沿线的海岸线数据来自美国陆军工程兵团2012年桑迪飓风后地形激光雷达测量。第二条新的海岸线数据涵盖了北岸、波士顿、南岸、科德角湾、外岬、南岬、楠塔基特岛、玛莎葡萄园岛以及巴扎德湾以西的南海岸地区,数据来源于美国地质调查局(USGS)海岸与海洋地质项目于2013-2014年收集的激光雷达数据。海岸线数据提取采用了多种不同的方法,具体取决于海岸线的位置以及是否有波浪数据。

此最新版本修复了一个导致速率计算失败的错误。

数字海岸线分析系统 6.0.170 版

下载文件 DSAS_6.0.170_win64.exe 并双击打开安装指南。此版本适用于运行 Microsoft Windows 7 和 10 操作系统的个人电脑,但也可能在其他 Windows 版本上运行。该可执行文件已编译为 64 位 Windows 操作系统,应可在大多数个人电脑上运行。文件 DSAS_6.0.170_mac.dmg 适用于 Macintosh 系统,可在 OS Sonoma 及更高版本上运行。

数字海岸线分析系统 (DSAS) 6 版是一款独立的桌面应用程序,用于计算海岸线或边界随时间的变化。DSAS 软件要求用户导入参考基线和一组海岸线位置(GeoJSON 格式)以生成测量样带。然后,DSAS 将生成包含变化率统计数据的交点和速率样带。此外,DSAS 还提供与变化率和基本元数据相关的不确定性信息。

DSAS 6.0 版的发布旨在满足基本用户需求,因为美国地质调查局 (USGS) 将于 2024 年 2 月开始逐步淘汰 ArcMap。该版本保留了 DSAS 5 版(仅兼容 ArcMap)的部分核心功能,但功能有所精简,以便在规定的过渡期限前提供一个最低限度可用的产品。未来几年,计划分阶段进行开发,以恢复先前版本的全部功能(例如,海岸线预测和数据可视化),并提供增强功能。

DSAS 项目页面 (https://www.usgs.gov/centers/whcmsc/science/digital-shoreline-analysis-system-dsas) 提供了与 DSAS 6.0 版更新相关的资源和信息。项目页面上的 DSAS 信息图可以帮助用户了解 DSAS 6.0 版的基本工作流程,而 DSAS 5.1 版用户指南仍然是获取更多统计信息的宝贵资源。

Himmelstoss, E.A.、Henderson, R.E.、Farris, A.S.、Kratzmann, M.G.、Bartlett, M.K.、Ergul, A.、McAndrews, J.、Cibaj, R.、Zichichi, J.L. 和 Thieler, E.R.,2024 年,数字海岸线分析系统 6.0 版:美国地质调查局软件发布,https://doi.org/10.5066/P13WIZ8M。

示例数据

DSAS v6 示例数据:3 个文件

近海基线:sample_baseline_offshore.geojson

陆上基线:sample_baseline_onshore.geojson

海岸线:sample_shorelines.geojson

美国佛罗里达州卡纳维拉尔角地区

海岸线数据子集来自:

Kratzmann, M.G., Farris, A.S., Weber, K.M., Henderson, R.E., and Himmelstoss, E.A., 2021, USGS national shoreline change-A GIS compilation of updated vector shorelines (1800s - 2010s) and associated shoreline change data for the Georgia and Florida Coasts: U.S. Geological Survey data release, https://doi.org/10.5066/P9J3CVN4.

https://www.sciencebase.gov/catalog/item/614a2860d34e0df5fb96ff95

网络工具

国家海岸线变化

national shoreline change story map 2

国家海岸线变化地理叙事阐述了如何利用历史地图、航空影像和激光雷达等各种数据类型来计算海岸线位置随时间的变化。该系列地理叙事向合作伙伴和利益相关者介绍了他们可以通过海岸变化灾害项目获得的数据和工具。

海岸变化灾害

Coastal Change Hazards

波浪、潮汐和天气等自然过程不断改变着沿海景观。沿海房屋、企业和基础设施的完整性可能受到突发事件引发的灾害威胁,例如极端风暴及其对海滩和沙丘侵蚀的影响;也可能受到与沿海和海洋过程相关的长期累积性变化(例如海平面上升)的威胁。从事海岸变化灾害研究的科学家们开展基础研究和应用研究,并提供相关的科学产品,以帮助国家应对这些海岸变化灾害挑战。海岸变化灾害中心 (CCH) 通过构建一个拥有广泛专业知识的社群,促进了海岸和海洋灾害与资源计划 (CMHRP) 内各种海岸科学的整合以及新思想和新方法的交流。中心鼓励创新合作,以识别和解决国家的需求和海岸变化灾害问题。通过观测和建模,CCH 开发出可靠且易于使用的海岸变化评估工具,有助于改善国家沿海社区、栖息地和自然资源的福祉、财产和经济繁荣。

Discover the USGS coastal data and products you need with the Coastal Science Navigator.

TOUR帮助

1. 设置

点击 设置 图标,即可查看项目资源,例如数据库元数据地图元素以及获取帮助的途径。

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点击下方加号,即可跳转到包含 GeoJSON 数据文件的文件夹。必须先在库中映射数据文件夹,才能将数据添加为图层。所有样带、交点和速率文件都将以 GeoJSON 格式输出,并写入同一路径。

2. 添加数据库

点击 加号 (+) 即可跳转到包含 GeoJSON 数据文件的文件夹。所有 DSAS 输出(样线、交点和速率文件)都将自动写入同一路径。这些文件也为 GeoJSON 格式。

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3. 添加图层

点击 添加 按钮,将数据添加到地图中。

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4. 添加图层

选择 图层类型 并将数据添加到地图。窗口将保持打开状态,以便进行其他选择。关闭窗口即可退出。您可以通过“查找文件”图标访问管理数据库的快捷方式。

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5. 图层控制

添加数据后,数据将显示在左侧面板中。图层设置如下:眼睛 图标用于打开/关闭图层。表格图标用于打开属性表。图层专属控制选项位于每个图层下方。

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6. 图层控制

地图 图钉图标 将缩放至图层范围。将鼠标悬停在红色警告上即可查看消息。DSAS 中各处的问号图标提供更多帮助。

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7. DSAS 工具

点击 绘制样带 选择基线和岸线输入。如果数据需要注意,将显示红色警告信息。

如果需要编辑样带数据,必须在 GIS 中进行。

点击 计算速率 选择数据输出,包括元数据和汇总报告。

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  • shoreline 海岸线

  • intersect point 交点

  • transect 横断面

  • transect spacing 横断面间距

    样带间距设置允许用户指定沿基线的样带之间的距离(以为单位)。值为 100 表示从基线发出的样带将间隔 100 米。

  • transect length 样带长度

    样带长度是指 DSAS 绘制样带的距离,单位为。如果输入 50,DSAS 将搜索不超过 50 米的海岸线数据,超出此范围的数据将被忽略。如果使用“裁剪至海岸线范围”,则样带长度可能小于指定长度。

  • 将样带裁剪至海岸线范围(Clip Transects to Shoreline Extent):

    样带从基线延伸,并裁剪至距离基线最远的海岸线。选中“裁剪样带”复选框后,样带长度将沿海岸线变化。取消选中此复选框,则样带长度将保持不变,而与海岸线位置无关。

  • 平滑距离(Smoothing Distance):

    平滑值用于为DSAS绘制样带创建一条长而直的正交参考线。平滑距离越大,相邻样带之间的平行度就越高。平滑距离对曲线基线段的影响大于直线基线段。

计算侵蚀速率

  • 海岸线交叉阈值(Shoreline Intersection Threshold):

    此选项允许用户设置样带必须与多少条海岸线相交才能纳入分析的最小值。例如,如果您的文件包含四个海岸线位置,但沿岸存在覆盖空白,您可以选择将交叉阈值设置为 4,这样任何未与所有四条海岸线相交的样带都不会被纳入分析。输出属性表将直接跳过与少于 4 条海岸线相交的样带,并继续处理下一条。

选择颜色渐变速率

  • DSAS 会将速率计算结果作为新图层返回。您的选择将使用从下拉菜单中选择的属性来表示结果。负速率值表示侵蚀(如果基线位置设置正确),但 SCE 始终为正值。如果无法计算值,则返回 9999.99。

  • EPR:终点速率。

    最老海岸线和最新海岸线之间的距离除以经过的年数;单位:米/年。

  • LRR:线性回归速率。

    对所有数据进行普通最小二乘回归;单位:米/年。

  • SCE:海岸线变化包络线。

    最靠陆地的海岸线和最靠海洋的海岸线之间的距离;单位:米。

  • NSM:净海岸线移动。

    最老海岸线和最新海岸线之间的距离;单位:米。

  • WLR:加权线性回归。

    对所有数据进行线性回归,并根据海岸线不确定性进行加权;单位:米/年。

元数据警告!

  • DSAS 建议用户在进行样带绘制和变化率计算之前,先在“设置”中的“元数据”字段中提供一些基本信息。用户输入的信息将添加到 DSAS 输出的 XML 元数据文件中的其他基本规范中。

基线流向

  • 请在继续操作前确认所有基线段的流向一致,以便DSAS能够正确测量沿岸变化。使用GIS软件编辑工具翻转必要的基线段,然后重新导入基线图层,并在内容列表中注明流向。

8. DSAS 工具

点击 关于 DSAS 查看 DSAS 项目页面、参考文献和引用信息。

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9. DSAS 信息图

本页面提供可视化指南,详细说明工作流程的主要步骤以及获取更多帮助的途径。

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