2015年全球岛（礁）有多少？陆地面积及海岸线长几何？——基于Google Earth遥感影像的数据结果

刘闯¹，石瑞香¹，张应华¹，申艳¹，马军花¹，吴立宗²，陈文波^3,4，Tomoko Doko^3,4，陈利军⁵，吕婷婷⁶，陶醉⁶，诸云强¹

1. 中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；
2. 中国极地研究中心，上海 200136；
3. 日本庆应义塾大学SFC研究所，藤泽 2520882；
4. 日本自然与科学咨询公司，横浜 2310032；
5. 国家基础地理信息中心，北京 100830；
6. 中国科学院空天信息研究院，北京 100101

摘 要：IPCC最新报告指出到本世纪末海平面预计平均上升40-63 cm。在这种情况下，海岸带和小岛屿受到的影响将是非常明显的。联合国可持续发展目标中也特别强调促进小岛屿发展中国家建立增强能力的机制。2015年全球米级空间分辨率海陆（岛）岸线数据集是"基于Google Earth遥感影像全球多尺度海陆（岛）岸线数据集（2015）"的一部分，它是在Google Earth遥感卫星影像（2015±2年）基础上通过人机交互为主的研发方法得到的。数据结果表明，2015年全球陆地总面积（包括大陆和岛/礁）为147,493,462.77 km²，其中，大陆面积137,126,029.55 km²，岛（礁）面积10,367,433.22 km²。全球大陆海岸线总长度734,739.56 km，岛（礁）海岸线总长度1,766,013.29 km。在全球七大洲中，以亚洲面积最大，面积为44,127,508.85 km²，占全球陆地总面积的29.91%；以下分别为非洲（29,834,614.26 km²，20.23%）、北美洲（24,243,886.75 km²，16.44%）、南美洲（17,741,013.97 km²，12.03%）、南极洲（12,610,490.93 km²，8.55%）、欧洲（9,996,090.89 km²，6.78%）和大洋洲（8,939,857.13 km²，6.06%）。2015年全球共有岛（礁）656,850个（面积大于6 m²），其中95.70%的岛（礁）面积在1 km²以下。全球仅有28,263个岛屿面积在1 km²以上，占全球岛（礁）总量的4.3%，但其面积占据了全球岛（礁）总面积的99.76%，特别是岛屿面积超过20万km²的9个大岛屿面积占全球岛（礁）总面积的一半以上（55.84%）。最大岛屿为格陵兰岛，其主岛的面积为2,112,450.44 km²。在各大洲中，北美洲岛（礁）数量最多，271,128个，占全球岛（礁）总量的41.28%；面积也最大，为4,185,970.56 km²，占全球岛（礁）总面积的40.38%。全球海岸线总长度为2,500,752.85 km，以北美洲的海岸线最长，为875,242.66 km，占全球海岸线总长度的34.99%，以下分别为亚洲（587,803.99 km，23.51%）、欧洲（382,001.76 km，15.28%）、南美洲（250,230.74 km，10.01%）、大洋洲（201,622.08 km，8.06%）、非洲（121,545.74 km，4.86%）和南极洲（82,305.88 km，3.29%）。该数据集以.kmz、.shp.rar（压缩.shp格式）和.xlsx三种数据格式存储，压缩后的数据量为4.97 GB。

关键词：全球；海岸线；岛屿；米级空间分辨率；Google Earth；2015

DOI: https://doi.org/10.3974/geodp.2019.02.03

1 前言

联合国可持续发展目标起始年2015年[1]，目标年为2030年。在联合国可持续发展目标中明确全球"采取紧急行动应对气候变化及其影响"。IPCC最近报告指出："世界的海洋将会变暖，海冰将继续融化。预计到2065年，海平面将平均上升24-30 cm，到2100年，平均上升40-63 cm。即使现在停止排放，气候变暖的多方面效应也会持续几个世纪"。在采取应对措施中明确"促进小岛屿发展中国家建立增强能力的机制，帮助其进行与气候变化有关的有效规划和管理"[2]。在实现联合国可持续发展上述目标的过程中，对于全球变化科学研究数据领域而言，有一个基础性问题需要回答：2015年全球岛（礁）有多少？受气候变化影响最直接的大陆海岸线有多长？它们的空间分布情况如何？这些都需要详实、可靠的地理信息系统数据来回答。

对全球海岸线和岛屿矢量数据的研发，公开的数据最早可以追溯到1990年Soluri和Woodson发表的数字化海岸线数据[3]，1992年由美国、加拿大、澳大利亚、英国海军共同绘制的1∶1,000,000的世界数字化地图（Ditital Chart of the World，DCW）[4]，1994年美国地质调查局将其转换成网络版ArcInfo矢量数据[5]。美国环境系统研究所（Environmental Systems Research Institute，ESRI）也公布了ESRI版本的全球海岸线和岛屿数据[6]。为了研究全球变化，美国海洋大气局等研究单位和学术组织也开展了全球性的海岸线和岛屿数据研发和共享[7]。夏威夷大学Wessel教授与美国海洋大气局Smith博士于1996年发表了全球高分辨率海岸线数据[8]，该数据在近二十年间不断更新，最近一次更新于2017年6月15日，更新版本为2.3.7版[9]。该数据选取的最小岛（礁）面积为177 m²，在此数据基础上进行统计发现全球共有179,831个岛（礁）（南极洲数据分两种情况另行统计），全球（南极洲数据另行统计）海岸线总长度为2,259,617.64 km，总面积（南极洲数据另行统计）为134,916,700.69 km^2[9]。自从Google Earth问世以来，学术界对遥感卫星影像下全球海岛数据、海岸线数据空间分辨率提高到米级的要求提上日程。Wessel等2017版本数据[9]与Google Earth遥感卫星影像大致匹配，但差异也很突出，如图1所示。

图1 Wessel等GSHHG数据[9]、刘闯等GMSSD数据[10]与Google Earth遥感卫星影像匹配对比图（欧洲奥兰群岛部分岛屿）

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这种情况下，以开放的Google Earth遥感卫星影像为基础，研发一套高分辨率的、以2015年为本底的全球海岸线和岛（礁）数据集不仅是学术界的迫切需求，也成为可能。基于Google Earth遥感影像全球多尺度海陆（岛）岸线数据集（2015）（GMSSD_2015）中的米级空间分辨率数据是基于这种考虑并在此基础上研发得到的[10]。该数据集的研发规范、过程、数据格式、数据内容、数据文件的组织方式、数据共享政策等论述如下。

2 元数据简介

基于Google Earth遥感影像全球多尺度海陆（岛）岸线数据集（2015）（GMSSD_2015）空间分辨率包括米级（小于10 m）、30 m、250 m、1 km、10 km和20 km的系列数据。本文仅论述米级空间分辨率数据集的产生、数据文件组织和数据结果。很显然，米级空间分辨率全球海岸线和岛（礁）数据是其他空间分辨率数据的基础。该数据元数据摘要见表1。

3 数据研发流程

基于Google Earth遥感影像全球多尺度海陆（岛）岸线数据集（2015）是基于Google Earth上承载的卫星遥感数据基础上通过人机交互的方式得到。数据研发流程如图2所示。

图2 基于Google Earth遥感影像全球多尺度海陆（岛）岸线数据集（2015）（米级分辨率部分）研发流程

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Google Earth遥感影像是本数据集研发的最主要信息源。由于Google Earth遥感卫星影像在南北极地区、高山峡谷地区和部分缺少高分辨率影像数据地区的数据缺失和局限性，采用DEM[12-13]数据予以补充。此外，本数据研发也参考了国内外出版的地图和其他数字化成果。在此基础上，作者首先根据Google Earth遥感卫星影像的特点和人机交互方法过程中的具体问题，制定了数据研发规范，对大陆海岸线、特殊类型海岸线、岛（礁）的选取标准、数据格式、数据文件组织方法、数据参数的选定等给出了确定的数据研发规范。在数据研发过程中，首先完成对大陆海岸线和岛（礁）空间数据的研发，为了数据检查方便，空间数据初稿由100余个数据文件组成；然后对空间数据进行编辑，经过先后七次检查、修改、再编辑、再检查、再修改，最后确定这100余个空间数据文件。为了再应用方便，数据存储采用Google Earth可以直接浏览的.kmz数据格式和ArcGIS .shp两种数据格式。由于数据量比较大，为了下载和共享的方便，考虑到发展中国家目前计算机网络的通达性和个人计算机容量的有限性，将每个数据文件按照大洲的范围，最大数据量尽可能控制在300 MB以下来组织数据文件。根据地图投影等面积、等长度投影的基本原理计算各大洲海岸线和岛屿面积，最后出版数据集和数据论文。

4 数据研发规范

4.1 大陆海岸线的界定

大陆海岸线是指大陆陆地与海洋分界线。由于海洋的潮汐作用，海洋与陆地分界线是一个动态变化的带，有海洋大潮高潮线和海洋大潮低潮线之别，介于这二条线之间即为潮间带[14]。不同地区、不同时间潮间带宽度有所不同。与将海洋大潮的高潮线作为海岸线的定义[15]不同，本数据集确定的海陆岸线是指2015年（包括前后1-2年）Google Earth卫星遥感影像记录的海陆分界线。由于Google Earth卫星遥感影像在不同地区记录的时间不同，目前还无法一一确认这些遥感影像记录的海陆分界线是高潮线还是低潮线，但是有一点是确定的，即Google Earth卫星遥感影像无论什么时间记录的海陆分界线一定是位于潮间带。潮间带的宽度不同地区有不同（图3-5），其宽度通常与地形坡度密切相关。地形坡度较缓，潮间带很宽，坡度很陡，潮间带很窄；在陡峭垂直的岩石海岸，潮间带几乎仅在一条线上下浮动。由此可见，本数据集界定的大陆海岸线与标准的海岸线（大潮高潮线）之间的差值为小于或等于该地区潮间带的宽度。

图3 中国苏北地区沿海Google Earth卫星遥感影像显示的海岸线与大潮高潮线之差为1.63 km

图4 朝鲜岩石海岸Google Earth卫星遥感影像显示的海岸线与大潮高潮线之差为8 m

图5 中国山东威海附近人工海岸Google Earth卫星遥感影像显示的海岸线与大潮高潮线之差为0 m

4.2 河口海岸线（不包括三角洲）的界定

河口海岸是一个特殊的海岸类型[16-17]，它是在河流和海洋潮汐双重作用下形成。不同类型河口海岸线的地理位置有很大差别。虽然在卫星遥感影像下，难以区别河流和海洋潮汐孰为主导，但是，由于河口地形、地貌对河流和海洋潮汐影响作用比较大，因此本数据集定义的河口地段海岸线（不包括三角洲）为：通过河口地形和地貌特点来判别的海洋潮汐能够起到主要影响作用的上限（图6）。

图6 鸭绿江河口海岸线界定

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4.3 三角洲海岸线的界定

一般情况下，大的河流在河口地段形成三角洲。大多数三角洲形态上呈多水道、多岛屿构成的扇形地貌。很显然，三角洲是由河流、海洋长期共同作用形成。一般情况下，距离海洋越近的地方，海洋作用越大，岛屿形成时间也越晚；相反，距离三角洲河口地段越近的地方，河流的作用越大，岛屿形成的时间也越早。因此可以断定，海洋起主导作用的界线一定是坐落在三角洲内部。但是，为了保证三角洲的完整性，本数据集定义的海岸线在三角洲的位置为三角洲河口扇形顶点的位置，例如，勒拿河三角洲[18]（图7）。

图7 由1564个沙洲岛组成的勒拿河三角洲

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4.4 泄湖海岸线的界定

海岸泄湖是一种特殊的海岸类型[19]。它主要是海陆作用下原属于海洋部分的水体被陆地包围成有海水通道的水体。这部分水体原本属于海洋，后或成半独立水体，或有陆地水流入。还有一种类型是在珊瑚礁岛屿中的泄湖。这一部分海岸在本数据集中被列入泄湖海岸类型而纳入到海岸线划分的界定规范（图8）。

图8 位于南亚巴基斯坦海岸带的泻湖海岸

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4.5 红树林海岸线的界定

红树林是一种特殊海岸[20]，红树林海岸线的界定为Google Earth卫星遥感影像可以识别的红树林的外界界线。例如：中国海南岛红树林海岸线的界定[21-22]（图9）。

图9 中国海南岛红树林海岸

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4.6 冰川海岸线的界定

冰川海岸线的确定是以固体冰川与海洋交汇的终端为冰川海岸线位置[23]。例如：位于南美洲南部巴塔哥尼亚冰原的冰川海岸线的界定采取冰川尾部与海洋交汇的地段（图10）。

图10 位于南美洲南部巴塔哥尼亚冰原西部冰川海岸线的界定

4.7 岛（礁）的界定

根据国际惯例，格陵兰岛为全球最大岛屿[24-25]。面积小于格陵兰岛的陆地均定义为岛屿。与《联合国海洋法公约》[15]定义的岛屿（高潮时高于水面的自然形成的陆地区域而且能维持人类居住或者本身的经济生活）不同，本数据集定义的岛（礁）为：在Google Earth卫星遥感影像上可以识别的、初露海洋水面面积大于6 m²、自然或人工形成的岛屿（联合国海洋法公约的定义）、岛礁、岩石、滩、屿、坨等。在国外也称Island、Isle、Rock、Reef等。本数据集关于岛（礁）的界定显然比《联合国海洋法公约》关于岛屿的界定范围要广，二者界定范围主要有四方面不同。

其一，高于海洋水面的定义不同：《联合国海洋法公约》规定，潮汐高潮时高于水面的部分为岛屿界线，而本数据集是Google Earth系统中展示的卫星遥感影像显示的高于水面的部分为岛屿界限；

其二，发生原因不同：《联合国海洋法公约》规定的是自然形成的陆地，本数据集界定的是自然或者人工形成的陆地；

其三，人文条件不同：《联合国海洋法公约》规定的是能够维持人类居住或者本身的经济生活，本数据集没有这个特殊条件；

其四，最小面积值不同：《联合国海洋法公约》没有给出岛屿面积的界定值，本数据集给出的最小岛（礁）面积为6 m²。

4.8 岛（礁）的分类

全球岛屿面积大小差别很大，最大岛屿格陵兰岛面积达2,112,450.44 km2[25]，最小礁石面积保留6 m2。根据面积大小，本数据集将岛屿面积20万km2、10万km2、1万km2、5,000 km2、1,000 km2、100 km2、50 km2、10 km2和1 km2作为划分指标，将全球岛（礁）分成10种类型，对每一种类型赋予A-J代码，它们定义如表2。

4.9 数据文件命名

数据文件名称简要说明了该数据的主要属性，如文件名为六段式命名，即大洲_大陆或岛屿_岸线_空间分辨率_投影_年份。在第二个字段中分别用C和I两种类型表示，C表示大陆，I表示岛（礁）。空间分辨率米级采用m，按照地理经纬度表示地理坐标用gg表示，年份为2015年。举例说明：SA_C_shoreline_ m_gg_2015是2015年地理坐标系统下南美洲大陆海岸线米级分辨率数据；SA_I_shoreline_ m_gg_2015是2015年地理坐标系统下南美洲岛（礁）海岸线米级分辨率数据。相应的非洲为AF，大洋洲为OA，北美洲为NA，欧洲为EU，亚洲为AS，南极洲为AN（表3）。

4.10 数据文件按照七大洲组织

由于全球数据量比较大，数据需要根据网络情况和数据文件的大小进行组织。一般情况下，全球数据文件按照三种情况进行组织：（1）按照经纬度分块组合；（2）按照地区或国家组合；（3）按照大洲组合。本数据采取七大洲分别组合的方式对全球数据进行数据文件组织[26]。

4.10.1 亚洲数据文件的组织

本文采用的亚洲范围是：从北冰洋沿岸俄罗斯的卡拉河河口处（69°15′45.21″N，65°1′58.37″E）[27]与欧洲海岸线分界[28]（图11），向东在白令海峡处与北美洲分界[29]（界线位于俄罗斯的大迪奥梅德岛与美国的小迪奥梅德岛之间）（图12），向南穿越阿留申群岛[30-31]（界线位于俄罗斯的Medny Island与美国的Attu Island之间）后，经过日本东部海沟（界线位于小笠原诸岛[32]东部的南鸟岛与美国的威克岛之间），在小笠原诸岛南边折向西南。

图11 在北冰洋沿岸俄罗斯卡拉河河口（69°15'45.21"N，65°1'58.37"E）亚洲海岸与欧洲海岸线分界

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图12 亚洲与北美洲在白令海峡分界于大迪奥梅德岛（俄）与小迪奥梅德岛（美）之间

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亚洲与大洋洲的界线在印度尼西亚的Pulau Sajang岛、Pulau Gag岛东侧、阿鲁群岛西侧[33]，穿越阿拉弗拉海与帝汶海（图13）。亚洲与非洲界线为新苏伊士运河。亚洲与欧洲分界线为土耳其的达达尼尔海峡、博斯普鲁斯海峡。在黑海北岸俄罗斯和格鲁吉亚分界处的Gyachrypsh城附近，亚洲与欧洲沿海相接。在陆地，欧亚大陆以乌拉尔山脉、乌拉尔河、里海、大高加索山脉为界[6]。

图13 亚洲与大洋洲分界

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亚洲大陆海岸线数据和对应的岛（礁）数据分别存储在两类不同的数据文件中，即亚洲北部和东北部大陆海岸线数据和对应的岛（礁）[34-58]数据分别为：AS_C1_shoreline_m_gg_2015.kmz和AS_I1_shoreline_m _gg_2015.kmz；亚洲东部、南部、西部大陆海岸线数据为一个数据文件，名称为AS_C2_shoreline_m_gg_2015.kmz，对应的岛（礁）[59-77]数据为AS_I2_shoreline_m_ gg_2015.kmz。在亚洲的东南部全部由岛（礁）数据[78-86]组成，该数据名称为AS_I3_shoreline_m_gg_2015.kmz。压缩后的亚洲大陆海岸线shp格式数据文件为AS_C_shoreline_m_gg_2015.shp.rar，岛（礁）数据文件为AS_I_shoreline_m_gg_2015.shp.rar.

4.10.2 欧洲数据文件的组织

欧洲范围字黑海北岸向西、向南，经过地中海以西班牙南部的直布罗陀海峡与非洲分界，经过西班牙的加那利群岛南侧向北经亚速尔群岛以西、冰岛北侧，经过乌沙科夫岛西侧、维泽岛西侧穿越喀拉海至俄罗斯的卡拉河河口。欧洲大陆海岸线存储在两个数据文件中，数据文件名称分别为：EU_C1_shoreline_m_gg_2015.kmz和EU_C2_shoreline_m_gg_2015.kmz。.shp格式的大陆海岸线数据为EU_C_shoreline_m_gg_2015shp.rar.

由于欧洲小岛（礁）比较多，这些岛（礁）由南向北分别存储在6个数据文件中。位于欧洲大陆东侧、南侧和西侧南部（法国瑟涅河河口及以南）的岛（礁）[87-95]数据存储在EU_I1_shoreline_m_gg_2015.kmz数据文件中，地域范围覆盖了黑海、亚速海、地中海和大西洋沿岸的岛（礁）。EU_I2_shoreline_m_gg_2015.kmz数据文件覆盖的地域从瑟涅河河口往东一直到德国与波兰之间的什切青泻湖（Szczecin Lagoon）沿岸岛（礁）、英国、爱尔兰和冰岛[96-105]。EU_I3_shoreline_m_gg_2015.kmz数据覆盖范围从什切青泻湖向东沿大陆一直到芬兰波里附近的岛（礁）[106]。从波里芬兰向北沿大陆一直到瑞典最南部沿岸的岛（礁）[107-108]数据存储在EU_I4_shoreline_m_gg_2015.kmz数据文件中。从瑞典最南部向西、向北沿大陆一直到挪威西海岸的Horn Skinn附近的沿岸岛（礁）数据存储在EU_I5_shoreline_m_gg_2015.kmz数据文件中。EU_I6_shoreline_m_gg_2015.kmz数据文件覆盖的地域包括从Horn Skinn附近向北沿大陆海岸线一直到俄罗斯的卡拉河河口沿岸的岛（礁）（包括北冰洋上的斯瓦尔巴特群岛、尤日内岛、谢韦尔内岛、乔治地岛等）。欧洲岛屿存储的.shp格式压缩文件为EU_I_shoreline_m_gg_2015shp.rar。

4.10.3 非洲数据文件的组织

非洲的数据组织比较简单，无论是大陆海岸线数据还是岛（礁）[111-115]海岸线数据均分别归档在一个数据文件中。它们分别为AF_C_shoreline_m_gg_2015.kmz和AF_I_shoreline_m_gg_2015.kmz，.shp格式压缩文件分别为：AF_C_shoreline_m_gg_ 2015shp.rar和AF_I_shoreline_m_gg_ 2015shp.rar。非洲与亚洲的分界线在新苏伊士运河[116]，与欧洲界线在地中海、直布罗陀海峡（图14）。需要说明的是位于南大西洋圣赫勒拿岛（Saint Helena）[117]、特里斯坦-达库尼亚（Tristan da Cunha）群岛[118]，属英国领地，离非洲西岸2,600 km，离南美洲东岸3,400 km，该群岛数据被归档到非洲数据文件中（图15）。

图14 非洲与欧洲、亚洲数据文件组织的分界

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图15 圣赫勒拿、特里斯坦-达库尼亚群岛数据被归档到非洲数据文件中

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4.10.4 大洋洲数据文件的组织

大洋洲跨越地理纬度比较大，包括南北太平洋大部分海域中坐落的岛（礁）[119-122]。该洲岛（礁）包括最北面的夏威夷群岛全部，西北的马里亚纳群岛，西部的帕劳群岛等，向南在60°S与南极洲分界，向东在120°W左右与南美洲所属岛（礁）分界（图16）。大洋洲大陆海岸线数据存储为1个文件OA_C_ shoreline_m_gg_2015.kmz，岛（礁）数据存储在两个文件，OA_I1_shoreline_m_gg_2015.kmz，OA_I2_shoreline_m_gg_2015.kmz。

图16 OA_I2_shoreline_m_gg_2015中覆盖岛（礁）东西跨越太平洋达16,000 km，南北跨幅达13,000 km

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4.10.5 北美洲数据文件的组织

北美洲是世界岛（礁）数量最多的大洲[123-125]，它与南美洲的分界以巴拿马运河为界（图17）。北美洲大陆海岸线分别存储在8个数据文件中，大陆海岸线附近的岛（礁）除了对应存储在8个数据文件以外，巴芬岛及其附近岛（礁）和格陵兰岛及其临近岛（礁）分别存储在第9和第10个岛（礁）数据文件中。

图17 南北美洲以巴拿马运河为界

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北美洲大陆海岸线及附近岛（礁）的数据文件为：NA_C1_shoreline_m_gg_2015.kmz、NA_I1_shoreline_m_gg_2015.kmz数据覆盖区域从北美洲东北部的纳塔什昆河口开始，向南沿大陆海岸线，一直到Shark River河口及其邻近岛屿。NA_C2_shoreline_ m_gg_2015.kmz、NA_I2_shoreline_m_gg_2015.kmz数据覆盖区域从Shark river河口开始，向南沿海岸一直到佛罗里达东岸的Rose Bay。NA_C3_shoreline_m_gg_2015.kmz、NA_I3_shoreline_m_gg_2015.kmz从Rose Bay向南，沿海岸一直到墨西哥湾北侧的新奥尔良附近。NA_C4_shoreline_m_gg_2015.kmz、NA_I4_shoreline_m_gg_ 2015.kmz数据覆盖区域从新奥尔良附近向西，沿海岸线一直到墨西哥东海岸EL Tordo附近的一个河口及其邻近岛屿。NA_C5_shoreline_m_ gg_2015.kmz、NA_I5_shoreline_m_gg_ 2015.kmz数据覆盖区域从EL Tordo附近向南沿大陆海岸线，一直到巴拿马运河的北端及其邻近岛屿。NA_C6_shoreline_m_gg_2015.kmz、NA_I6_shoreline_m_ gg_2015.kmz数据覆盖区域从巴拿马运河北端向南，沿大路海岸线一直到加拿大的西北海岸Iniskin Bay。NA_C7_shoreline_m_ gg_ 2015.kmz、NA_I7_shoreline_m_gg_ 2015.kmz数据覆盖区域从Iniskin Bay向西沿大陆海岸线一直到加拿大梅尔维尔半岛北端及其邻近岛屿。NA_C8_ shoreline_ m_gg_2015.kmz、NA_I8_ shoreline_m_ gg_ 2015.kmz数据覆盖区域从梅尔维尔半岛北端向东沿大陆海岸线一直到纳塔什昆河口及其邻近岛屿。

4.10.6 南美洲数据文件的组织

南美洲大陆海岸线和岛（礁）[126-129]数据分为东部、西部和南部数据分别存储在3个数据文件中。SA_C1_shoreline_m_gg_2015.kmz数据覆盖区域从巴拿马运河北端向东沿大陆海岸线，一直到大陆东岸的47oS附近。SA_C2_shoreline_m_gg_2015、SA_I2_shoreline_m_gg_2015数据覆盖区域从大陆东岸47oS附近向南，一直到大陆西岸的47oS附近。SA_C3_shoreline_m_gg_2015、SA_I3_shoreline_ m_gg_2015数据覆盖区域从大陆西岸47oS附近向北，一直到巴拿马运河北端。

4.10.7 南极洲数据文件的组织

南极洲数据分大陆海岸线和岛（礁）分别存储在AN_C_shoreline_m_gg_2015.kmz和AN_I_shoreline_m_gg_2015.kmz数据文件中。需要说明的是南极洲数据不仅包括60°S以南地区，也包括位于60°S以北的南乔治亚岛和南桑维奇群岛（South Georgia and the South Sandwich Islands）[130]、法属南方和南极领地（French southern and antarctic lands）[131]、赫德岛和麦克唐纳群岛（Heard Island and McDonald Islands）[132]、布韦岛（Bouvet Island，挪威南极领地）[133]等岛屿（图18）。

图18 南极洲数据覆盖区域图

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4.11 岛（礁）数据编码

岛（礁）编码按照三组编码：其一，数据文件内岛（礁）顺序编码，按照由南向北顺序编码；其二，按照大洲岛（礁）顺序编码，编码顺序按照各数据文件顺序依次编码；其三，全球岛（礁）顺序编码，即在各大洲岛（礁）顺序编码的基础上，按照大洲名称首字母顺序依次编码，南极洲放到最后编码。

4.12 数据统计参数

基于Google Earth遥感影像全球多尺度海陆（岛）岸线数据集（2015）（米级分辨率部分）数据统计是依据空间数据为基础的统计。主要统计内容是海岸线长度和大陆及岛（礁）面积。海岸线长度的统计依据兰伯特等角圆锥投影（Lambert_Conformal_Conic）投影转换后计算所得；大陆及岛（礁）面积的统计依据阿尔伯斯等面积投影（Albers_Equal_Area_Conic）转换后计算所得。各大洲投影参数如表4。南极洲计算面积使用的是兰伯特等积方位投影（Lambert_Azimuthal_Equal_Area），海岸线长度投影为兰伯特等角圆锥投影（Lambert_Conformal_Conic）[134]。

4.13 数据文件汇总

基于Google Earth遥感影像全球多尺度海陆（岛）岸线数据集（2015）（米级分辨率部分）由三种数据格式组成，其中：.kmz数据格式为各大洲大陆及岛（礁）线状空间及属性数据，.shp.rar为ArcGIS包括线状和面状两种空间数据和对应的属性数据；数据集中还包括一个各大洲及全球数据统计表（.xlsx格式），总计61个文件。每个数据文件的数据量和所在大洲列于表5。

4.14 属性库内容

数据内容中，除了每一个大陆海岸线和岛（礁）米级空间分辨率的空间数据外，还包括每一个空间数据对应的属性数据（表6）。在属性库中记录的包括每一个岛（礁）的编码，其中包括在该数据文件中的编码、在各大洲中的顺序编码和在全球岛（礁）中的顺序编码，通过Lambert投影计算的每一个岛（礁）海岸线长度数据和通过Albers投影计算的每一个岛（礁）面积数据。以美国夏威夷岛数据为例（图19）：该岛数据归档在OA_I2_shoreline_m_gg_2015数据文件中，以.kmz数据格式和.shp数据格式存储。该岛的属性特征包括该岛在OA_I2_shoreline_m_gg_2015数据文件中的顺序编码为7,998，海岛面积为10,432,046,089 m²，海岸线长度为821,973 m，它隶属于大洋洲，它在大洋洲的顺序编码为24,882，在全球的顺序编码为604,138；由于它的面积介于10,000和100,000 km²之间，因此，岛屿分类属于C类（表2）。

图19 美国夏威夷岛数据可视化图（.kmz格式）

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5 数据结果

基于Google Earth遥感影像全球2015年米级空间分辨率海陆（岛）岸线数据统计是在空间数据基础上集成得到的。该数据的空间数据分辨率大部分区域是在Google Earth米级分辨率遥感卫星影像基础上完成的，在矢量数据研发过程中，误差控制在米级范畴内，即大部分数据的误差控制在10 m以内。在这个过程中，数据质量容易出现问题的原因主要包括：（1）遥感影像数据判断问题：由于遥感卫星影像的综合特征，在山区阴影与海陆交界容易出现识别错误；（2）高分辨率数据不到位问题：由于Google Earth遥感卫星影像是多层次的组合，在该系统调用数据的时候，需要调出最高分辨率那一层的数据，如果数据调出不是最高分辨率，在此基础上研发的矢量数据误差就比较大；（3）人机交互过程中的失误。在数据质量检查过程中，目前没有其他替代方法用同一个参照物检查数据质量。唯一的办法还是用Google Earth遥感卫星影像。数据抽样检验结果，矢量数据与原始遥感卫星影像误差在10米以内的地域覆盖全球数据85%以上（图20）（个别地区由于Google Earth原始影像分辨率不足没有达到这个指标）。

图20 以Google Earth遥感卫星影像为基准的数据质量检测

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5.1 2015年全球陆地（包括大陆和岛/礁）总面积、海岸线总长度

2015年全球陆地总面积（包括大陆和岛/礁）147,493,462.77 km²，在七大洲中，以亚洲面积最大，面积为44,127,508.86 km²，占全球陆地总面积的29.91%；以下分别为非洲、北美洲、南美洲、南极洲、欧洲和大洋洲（表7）。2015年全球海岸线总长度2,500,752.85 km。在各大洲中，海岸线最长的是北美洲，长875,242.66 km，占全球海岸线总长度的34.99%，以下依次为亚洲、欧洲、南美洲、大洋洲、非洲和南极洲。在单位面积海岸线长度方面，以欧洲和北美洲最具优势，欧洲每平方公里海岸线长38.22 m，是非洲的9.39倍；北美洲36.10 m，是非洲的8.89倍。

5.2 2015年全球大陆面积、海岸线长度

2015年全球大陆总面积137,126,029.55 km²。在七大洲中，以亚洲面积最大，面积为41,234,168.60 km²，占全球陆地总面积的30.06%；以下分别为非洲（29,189,942.52 km²）、北美洲（20,057,916.19 km²）、南美洲（17,493,885.42 km²）、南极洲（12,390,426.79 km²）、欧洲（9,170,674.02 km²）和大洋洲（7,589,016.01 km²）（表8）。

2015年全球大陆海岸线总长度734,739.56 km。在各大洲中，海岸线最长的是北美洲，长219,833.47 km，占全球海岸线总长度的29.92%，以下依次为亚洲（165,098.66 km）、欧洲（109,658.76 km）、南美洲（89,606.69 km）、非洲（59,665.53 km）、大洋洲（47,408.52 km）和南极洲（43,467.93 km）（表8）。

在单位面积海岸线长度方面，以欧洲和北美洲最具优势，欧洲每平方公里海岸线长11.96 m，是非洲的5.86倍，是亚洲的2.99倍。其次是北美洲，每平方公里海岸线长10.96 m。最小的是非洲，每平方公里海岸线长仅2.04 m（表8）。

5.3 2015年全球岛（礁）个数、面积、海岸线长度

2015年全球共有岛（礁）656,850个（面积大于6 m²），其中面积大于1 km²的岛屿28,263个，仅占世界岛（礁）总量的4.30%。在各大洲中，北美洲岛（礁）数量最多，271,128个，占全球岛（礁）总量的41.28%；面积也最大，面积为4,185,970.56，占全球岛（礁）总面积的40.38%。全球海岸线总长度为2,500,752.84 km，其中以北美洲海岸线最长，为875,242.66 km，占全球海岸线总长度的34.99%。以下分别为亚洲、欧洲、南美洲、大洋洲、非洲和南极洲。在单位岛（礁）面积海岸线长度方面，以南美洲最突出，每平方公里岛（礁）海岸线长649.96 m，是居第二位的欧洲岛（礁）单位海岸线长度的1.97倍，是北美洲的4.15倍，是亚洲的4.45倍（表9）。这个数据与南美洲西南部岛（礁）海岸线相当曲折的地理现象非常吻合，这种现象不仅是智利海岸地理也是世界岛（礁）地理分布的独特之处。

5.4 全球十种类型岛（礁）数量、面积、海岸线长度

全球95.70%的岛（礁）面积在1 km²以下，仅有28,263个岛屿面积在1 km²以上，占全球岛（礁）总量的4.3%（表10）。但是，其面积占据了全球岛（礁）总面积的99.76%，特别是岛屿面积超过20万km²的9个大岛屿总面积超过全球岛（礁）总面积的一半以上（55.84%，图21）。这9个大岛的主岛面积分别为：格陵兰岛（2,112,450.44 km²）、新几内亚岛（767,344.84 km²）、加里曼丹岛（718,952.47 km²）、马达加斯加岛（589,008.75 km²）、巴芬岛（509,509.23 km²）、苏门答腊岛（424,668.94 km²）、本州岛（227,283.45 km²）、维多利亚岛（220,659.87 km²）和大不列颠岛（219,126.19 km²），各岛面积占全球岛（礁）总面积的占比分别为20.38%、7.40%、6.93%、5.68%、4.91%、4.10%、2.19%、2.13%和2.11%。

图21 面积在20万km²以上世界九大岛屿占全球岛（礁）总面积比例图

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5.5 全球各大洲不同岛（礁）类型数量、面积及海岸线长度统计

5.5.1 非洲不同岛（礁）类型数据、面积、海岸线长度统计结果

非洲各级别岛（礁）数量、面积和海岸线长度统计列于表11。从表11可以看出，非洲除了世界第四大岛-马达加斯加岛面积大于20万km²被列为A类岛屿外，没有面积在5,000 km²以上的岛屿。其中，占非洲总岛（礁）总量的85.49%的9,649个岛（礁）个体面积均在1 km²以下。但是从海岸线总长度来看，各岛（礁）类型组差别不是很显著。

5.5.2 亚洲不同岛（礁）类型数据、面积、海岸线长度统计结果

亚洲各级别岛（礁）数量、面积和海岸线长度统计列于表12。从表可以看出，亚洲有3个面积大于20万km²被列为A类岛屿，面积大于1万km²的岛屿有29个，1 km²以上的岛屿有8,125个面积，占全球岛（礁）总面积的27.87%。亚洲是世界各洲中大岛屿数量最多的洲。在亚洲岛（礁）类型中，各种类型海岸线占比差别不大。

5.5.3 大洋洲不同岛（礁）类型数据、面积、海岸线长度统计结果

大洋洲各类型岛（礁）数量、面积和海岸线长度统计列于表13。从表可以看出，大洋洲除了有1个面积大于20万km²被列为A类岛屿外，还有8个岛屿面积大于1万km²，2,641个岛屿面积在1 km²以上，占比10.56%。海岸线各岛（礁）类型组差别不大。

5.5.4 欧洲不同岛（礁）类型数据、面积、海岸线长度统计结果

欧洲各类型岛（礁）数量、面积和海岸线长度统计列于表14。从表14可以看出，欧洲除了有1个面积大于20万km²被列为A类岛屿外，还有10个岛屿面积大于1万km²，3,384个岛屿面积在1 km²以上，数量占欧洲岛（礁）总数的1.41%。欧洲是小岛（礁）分布最广的洲之一。星罗棋布的小岛在海岸线附近构成了独特的岛群景观（图22）。

图22 位于芬兰的西南角，位于波罗的海与波的尼亚湾和奥兰海与群岛海之间奥兰群岛由面积大于7 m²的13,161个岛（礁）组成，其中面积大于2,500 m²的岛（礁）6,450个，面积大于1 km²的岛屿有104个

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5.5.5 北美洲不同岛（礁）类型数据、面积、海岸线长度统计结果

北美洲各类型岛（礁）数量、面积和海岸线长度统计列于表15。从表中可以看出，北美洲除了有3个面积大于20万km²被列为A类岛屿外，还有19个岛屿面积大于1万km²，北美洲是全球拥有大于1万km²岛屿数量最多的洲。北美洲有9,150个岛屿面积在1 km²以上，数量占北美洲总岛屿数的比例仅为3.37%。

5.5.6 南美洲不同岛（礁）类型数据、面积、海岸线长度统计结果

南美洲各类型岛（礁）数量、面积和海岸线长度统计列于表16。从表中可以看出，南美洲没有被列为A类、B类的岛屿，只有2个岛屿面积大于1万km²，2,799个岛屿面积在1 km²以上，占比6.17%。海岸线各岛（礁）类型组差别不大。

5.5.7 南极洲不同岛（礁）类型数据、面积、海岸线长度统计结果

南极洲各类型岛（礁）数量、面积和海岸线长度统计列于表17。从表中可以看出，南极洲没有被列为A类、B类的岛屿，只有3个岛屿面积大于1万km²，526个岛屿面积在1 km²以上，占比5.73%。

6 讨论

6.1 2015年Google Earth卫星遥感影像的应用

截至目前，覆盖全球2015年卫星遥感数据空间分辨率最高、开放可用的数据就是Google Earth系统承载的数据。虽然，在南北极个别地区影像达不到米级，部分地区缺少2015年数据，但是，总体说来，将Google Earth卫星遥感影像作为全球各大洲海岸线、岛（礁）数据研发的基础已经足以满足需要。只不过是下列两种情况需要做些应用前的数据预处理工作：

（1）2015年数据缺失问题

在Google Earth系统中，有一部分地区2015年数据缺失，本数据集在开发过程中，采取2015年前后2年的数据予以补充，极个别地区，年份差别比较大，有的个别地区只有一个年份数据，最大时间差异可达十年。这部分数据量很少，属于个别数据现象。

（2）2015年数据空间分辨率达不到米级问题

虽然Google Earth遥感卫星影像数据是米级，但是，也有一小部分地区最详细的影像数据来自于Landsat（15 m、30 m分辨率），本数据集也采用了这部分数据。

6.2 悬浮居民点和浮桥的处理问题

在一些海岸地区，居民（包括旅游度假村等）点的建设就建在海平面之上，一些码头、浮桥也建造在海平面之上。由于这部分建筑物对海平面的升降对人类活动影响很大，因此也把这部分面积大于6 m²的空间划入海岸线界线之内。当然，这部分地域与地理意义上的陆地的界定有差别（图23）。

图23 马尔代夫悬浮度假村海岸线界定图（Google Earth遥感卫星影像）

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6.3 其他有待商榷的问题

关于其他有关值得讨论的问题，比如海岸线定义问题、河口海岸线界定问题、三角洲海岸线界定问题、红树林海岸线界定问题等本文在本数据研发规范中已经给予了界定。至于该数据研发规范是否有必要修改的问题，笔者将另行文探讨。

作者分工：刘闯领导了数据研发，提出了数据研发流程和规范，完成了该数据集初稿，指导并审核数据质量，提供了主要参考资料，完成了数据论文撰写，数据出版审核工作。石瑞香完善了数据研发规范、主导了数据编辑和数据审核，完成了数据编码、数据统计和数据论文部分内容撰写、图表制作工作。申艳合作主导了数据编辑、检查工作、主导了数据文件组织工作，审核了数据统计结果，完成了数据论文部分内容撰写和数据仓储工作。张应华协助主导了数据编辑、数据审核、合作主导了数据文件组织工作，完成了数据尺度转换试验工作。马军花协助完成数据统计工作，数据论文审核和出版。吴立宗完成了南极洲数据、编辑、审核工作。陈文波、Tomoko Doko完成了部分数据编缉、审核、提供了部分内容的参考资料。陈利军完成了数据审核、数据统计部分工作。吕婷婷、陶醉、诸云强完成了部分数据的编辑、校对和审核工作。

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