用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数及其计算方法

技术领域

本发明涉及海洋权益领域，特别涉及一种用于定量化计算岛礁海洋权 益的海权指数及其计算方法。

背景技术

海洋权益是国家领土向海洋延伸形成的权利。岛礁所具有的海洋权益 包括国家在该岛礁海域内所享有的领土主权、海洋资源开发权、海洋空间 利用权以及海洋科学研究等权利和利益。根据相关规定，国家在领海区域 “享有完全排他性的主权权利”，在毗连区享有“安全、海关、财政、卫生 等的管辖权”，在专属经济区“享有勘探、开发、养护和管理自然资源的主 权权利以及对海洋环境保护、海洋科学研究、海上人工设施建设的管辖权”。 对岛礁的海洋权益进行评价研究，是维护我国海洋权益、建设海洋强国的 需要。如何计算岛礁的权益价值以及如何比较各个岛礁的价值，是我国有 效开发和管理岛礁的必要理论依据，是维护海洋权益的需要。

有鉴于此，研究可用于定量化计算岛礁的海洋权益的海权指数及其计 算方法具有非常重要的意义。

致谢：本专利申请得到国家908专项(项目编号908-01-WY10)的资助， 特此致谢。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于定量 化计算岛礁海洋权益的海权指数及其计算方法，从而为国家定量地计算岛 礁的权益价值以及比较各个岛礁的价值提供帮助。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数，其中，所述海权指数 为领海区权益指数、毗连区权益指数以及专属经济区权益指数之和；

其中，领海区权益指数I₁定义如下：

$I_1=\frac{S_c}{S_c+S_{\mathrm{dc}}}=\frac{S_c}{S_c+\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{\mathrm{cj}}};$

其中，S_c为岛礁的领海区面积，设附近有N个岛礁，第j个岛礁 的领海面积与该岛礁领海面积的重叠部分为S_cj(j＝1,2,3,...,N)，S_dc为该岛礁 领海区与其附近N个岛礁领海区两两重叠海域之和；

毗连区权益指数I₂定义如下：

$I_2=\frac{S_b}{S_b+S_{\mathrm{db}}}=\frac{S_b}{S_b+\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{\mathrm{bj}}};$

其中，S_b为岛礁的毗连区面积，设附近有N个岛礁，第j个岛礁 的毗连区面积与该岛礁毗连区的重叠部分为S_bj(j＝1,2,3,...,N)，S_db为该岛礁 毗连区与其附近N个岛礁毗连区两两重叠海域之和；

专属经济区权益指数I₃定义如下：

$I_3=\frac{S_e}{S_e+S_{\mathrm{de}}}=\frac{S_e}{S_e+\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{\mathrm{ej}}};$

其中，S_e为岛礁专属经济区面积，附近有N个岛礁，第j个岛礁的 专属经济区面积与该岛礁专属经济区面积的重叠部分为S_ej(j＝1,2,3,...,N),设 S_de为该岛礁专属经济区与其附近N个岛礁专属经济区两两重叠海域之和。

一种所述的海权指数的计算方法，其中，所述方法包括以下步骤：

S1、确定岛礁的领海基线；

S2、确定所述岛礁与周围其它岛礁的控制面积的大小；

S3、确定周围与所述岛礁控制面积存在重叠部分的岛礁数量以及重叠 部分面积；

S4、根据上述数据分别计算得到领海区权益指数、毗连区权益指数以 及专属经济区权益指数；从而得到所述岛礁的海权指数。

优选地，所述的海权指数的计算方法，其中，所述步骤S1中确定岛礁 的领海基线采用正常基线法、直线基线法或混合基线法。

优选地，所述的海权指数的计算方法，其中，所述步骤S1中确定岛礁 的领海基线采用正常基线法，具体来说为利用空间分辨率为30m的遥感影 像，通过特征波段灰度阈值法提取出所述岛礁的领海基线。

优选地，所述的海权指数的计算方法，其中，所述步骤S4中具体包括 将上述数据导入ArcGIS平台，通过ArcGIS平台的相应工具计算得到领海 区权益指数、毗连区权益指数以及专属经济区权益指数。

一种上述的海权指数的计算系统，其中，包括：

第一确定单元，用于确定岛礁的领海基线；

第二确定单元，用于确定所述岛礁与周围其它岛礁的控制面积的大小；

第三确定单元，用于确定周围与所述岛礁控制面积存在重叠部分的岛 礁数量以及重叠部分面积；

统计单元，用于根据上述数据分别计算得到领海区权益指数、毗连区 权益指数以及专属经济区权益指数；从而得到所述岛礁的海权指数。

优选地，所述的海权指数的计算系统，其中，所述第一确定单元中确 定岛礁的领海基线采用正常基线法、直线基线法或混合基线法。

优选地，所述的海权指数的计算系统，其中，所述第一确定单元中确 定岛礁的领海基线采用正常基线法，具体来说为利用空间分辨率为30m的 遥感影像，通过特征波段灰度阈值法提取出所述岛礁的领海基线。

优选地，所述的海权指数的计算系统，其中，所述统计单元中具体包 括将上述数据导入ArcGIS平台，通过ArcGIS平台的相应工具计算得到领 海区权益指数、毗连区权益指数以及专属经济区权益指数。

相较于现有技术，本发明提供的用于定量化计算岛礁海洋权益的海权 指数及其计算方法，可以定量地反映不同岛礁的海洋权益大小，每个部分 的指数数值大小在0到1之间(领海区权益指数、毗连区权益指数与专属 经济区权益指数)，若岛礁周围不存在与其领海面积重叠部分的其它岛礁， 则该岛礁的领海指数为1，说明此岛礁作为其领海海域内的唯一岛礁具有不 可替代的价值和地位；若一个岛礁周围存在的其它岛礁数量越多，该岛礁 与周围岛礁的领海面积重叠部分越大，说明此岛礁在周围海域所具有的海 洋权益价值越有可能被其它岛礁所取代，相应地该岛礁的领海指数就越小。 岛礁毗连区权益指数和专属经济区权益指数也具有与领海区权益指数相似 的特点。

进一步地，本发明的海权指数及其计算方法能够实现岛礁海洋权益的 定量化计算，并且可以实现不同岛礁之间海洋权益的比较：岛礁的海权指 数越大，岛礁所具有的海洋权益价值越重要。

附图说明

图1为本发明提供的用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数的计算 方法的流程图。

图2为本发明提供的岛礁的海权指数的示意图。

图3为本发明实施例提供的南华礁领海基线及领海区范围示意图。

图4为本发明实施例提供的南华礁领海区控制面积与周围岛礁重叠部 分示意图。

图5为本发明实施例提供的南华礁毗连区控制面积与周围岛礁重叠部 分示意图。

图6为本发明实施例提供的南华礁专属经济区控制面积与周围岛礁重 叠部分示意图。

图7为本发明实施例提供的弹丸礁领海基线及领海区范围示意图。

图8为本发明实施例提供的弹丸礁领海区控制面积与周围岛礁重叠部 分示意图。

图9为本发明实施例提供的弹丸礁毗连区控制面积与周围岛礁重叠部 分示意图。

图10为本发明实施例提供的弹丸礁专属经济区控制面积与周围岛礁重 叠部分示意图。

图11为本发明提供的用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数的计算 系统的结构框图。

具体实施方式

本发明提供一种用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数及其计算方 法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图 并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

《联合国国际法公约》规定，“岛屿是四面环水并在高潮时高于水面的 自然形成的陆地区域”。从海岛的领海基线向外延伸12海里为领海区域、 延伸24海里为毗连区、延伸200海里为专属经济区。因此，根据岛礁拥有 的三种不同海洋权益类型区的控制面积，分别计算权益指数，然后将领海 区权益指数、毗连区权益指数与专属经济区权益指数三个指数之和作为海 权指数。

具体来说，本发明定义的用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数为 领海区权益指数、毗连区权益指数以及专属经济区权益指数之和；

其中，领海区权益指数I₁定义如下：

$I_1=\frac{S_c}{S_c+S_{\mathrm{dc}}}=\frac{S_c}{S_c+\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{\mathrm{cj}}};$

其中，S_c为岛礁的领海区面积，设附近有N个岛礁，第j个岛礁 的领海面积与该岛礁领海面积的重叠部分为S_cj(j＝1,2,3,...,N)，S_dc为该岛礁 领海区与其附近N个岛礁领海区两两重叠海域之和；

毗连区权益指数I₂定义如下：

$I_2=\frac{S_b}{S_b+S_{\mathrm{db}}}=\frac{S_b}{S_b+\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{\mathrm{bj}}};$

其中，S_b为岛礁的毗连区面积(其中，所述毗连区面积为去除领 海区面积的剩余部分面积)，设附近有N个岛礁，第j个岛礁的毗连区面积 与该岛礁毗连区的重叠部分为S_bj(j＝1,2,3,...,N)，S_db为该岛礁毗连区与其附 近N个岛礁毗连区两两重叠海域之和；

专属经济区权益指数I₃定义如下：

$I_3=\frac{S_e}{S_e+S_{\mathrm{de}}}=\frac{S_e}{S_e+\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{S}_{\mathrm{ej}}};$

其中，S_e为岛礁专属经济区面积(其中，所述专属经济区面积 为去除毗连区和领海区面积的剩余部分面积)，附近有N个岛礁，第j个岛 礁的专属经济区面积与该岛礁专属经济区面积的重叠部分为S_ej(j＝1,2,3,...,N),设S_de为该岛礁专属经济区与其附近N个岛礁专属经济区两两 重叠海域之和。

海权指数可以定量地反映不同岛礁的海洋权益大小，如图2所示，岛 礁A和岛礁B的控制范围和重叠部分如图所示。岛礁A和岛礁B的海权指 数的每个部分的指数数值大小在0到1之间(领海区权益指数、毗连区权 益指数与专属经济区权益指数)，若岛礁周围不存在与其领海面积重叠部分 的其它岛礁，则该岛礁的领海指数为1，说明此岛礁作为其领海海域内的唯 一岛礁具有不可替代的价值和地位；若一个岛礁周围存在的其它岛礁数量 越多，该岛礁与周围岛礁的领海面积重叠部分越大，说明此岛礁在周围海 域所具有的海洋权益价值越有可能被其它岛礁所取代，相应地该岛礁的领 海指数就越小。岛礁毗连区权益指数和专属经济区权益指数也具有与领海 区权益指数相似的特点。

请参阅图1，图1本发明提供的用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指 数的计算方法的流程图。如图所示，所述的海权指数的计算方法包括以下 步骤：

S100、确定岛礁的领海基线；

S200、确定所述岛礁与周围其它岛礁的控制面积的大小；

S300、确定周围与所述岛礁控制面积存在重叠部分的岛礁数量以及重 叠部分面积；

S400、根据上述数据分别计算得到领海区权益指数、毗连区权益指数 以及专属经济区权益指数；从而得到所述岛礁的海权指数。

下面分别针对上述步骤进行具体描述：

所述步骤S100为确定岛礁的领海基线。按照《联合国海洋法公约》的 规定，一般有三种确定领海基线的方法：正常基线法、直线基线法和混合 基线法。正常基线是官方承认的大比例尺海图所标明的沿岸低潮线。直线 基线是指在海岸线极为曲折，或者近岸海域中有一系列岛屿情况下，可在 海岸或近岸岛屿上选择一些适当点，采用连接各适当点的办法，形成直线 基线。混合基线则是交替采用正常基线和直线基线来确定领海基线。在本 发明的实施例中，对岛礁的控制面积范围划定采用正常基线即沿岸低潮线 法。

所述步骤S200为确定所述岛礁与周围其它岛礁的控制面积的大小。根 据相关国际法规定，作为四面环水并在高潮时有自然形成的陆地出露的岛 礁，应当具备相应的领土主权等权益。如12海里的领海区、24海里的毗连 区等。海权指数的计算仅考虑海域面积，因此在计算控制面积大小时应当 去除控制面积范围内的陆地面积(如其它岛礁)。

所述步骤S300为确定周围与所述岛礁控制面积存在重叠部分的岛礁数 量以及重叠部分面积。需要注意的是，在计算岛礁海权指数时，如果岛礁 的控制面积与周边国家的合法主权面积(如领海与领土面积)存在重叠， 这部分重叠面积不应该参与海权指数的计算。

所述步骤S400为根据上述数据分别计算得到领海区权益指数、毗连区 权益指数以及专属经济区权益指数；从而得到所述岛礁的海权指数。

本发明的海权指数及其计算方法能够实现岛礁海洋权益的定量化计 算，并且可以实现不同岛礁之间海洋权益的比较：岛礁的海权指数越大， 岛礁所具有的海洋权益价值越重要。

下面通过两个具体的实施例来说明本发明的海权指数的计算方法如何 实现的。

实施例一南沙群岛南华礁领海区海权指数计算

请一并参阅图3到图6，首先，利用高分辨率遥感影像(Landsat ETM+， 空间分辨率为30m)，通过特征波段灰度阈值法提取出南华礁的领海基线即 沿海低潮线。

然后，将南华礁领海基线数据导入ArcGIS,在ArcGIS平台下利用其地 理分析工具箱缓冲分析工具计算得到南华礁的领海区、毗连区以及专属经 济区控制范围的位置和大小。其领海区面积大小为2042.69平方公里、毗连 区面积大小为5165.43平方公里、专属经济区面积大小为41.318万平方公 里。

再利用遥感影像统计出南华礁周围与其存在领海范围重叠区域的岛 礁，并重复上述步骤计算出这些岛礁的领海区控制面积及位置。此实施例 中与南华礁领海区控制面积存在重叠部分的仅有一个岛礁：六门礁。其领 海区控制面积为2492.38平方公里。

利用ArcGIS平台下的叠加分析工具计算得到南华礁与六门礁领海区控 制面积的重叠部分大小为1051.12平方公里，根据领海区权益指数的计算公 式计算得到南华礁领海区权益指数为0.660。

利用遥感影像统计出南华礁周围与其存在毗连区范围重叠区域的岛 礁，并重复上述步骤计算出这些岛礁的毗连区控制面积及位置。此实例中 与南华礁毗连区控制面积存在重叠部分的岛礁共有六门礁、毕生礁、无乜 礁、南海礁、颠簸礁和线头礁等六个岛礁。

利用ArcGIS平台下的叠加分析工具计算得到南华礁与上述六个岛礁毗 连区控制面积的重叠部分大小为5565.60平方公里，根据毗连区权益指数的 计算公式计算得到南华礁毗连区权益指数为0.481。

利用遥感影像统计出南华礁周围与其存在专属经济区范围重叠区域的 岛礁，并重复上述步骤计算出这些岛礁的专属经济区区控制面积及位置。 本实例中与南华礁专属经济区控制面积存在重叠部分的岛礁共有56个岛 礁，需要注意的是在计算专属经济区面积时要去除与周边国家的合法主权 面积(领土与领海)重叠的部分。

利用ArcGIS平台下的叠加分析工具计算得到南华礁与上述岛礁专属经 济区控制面积的重叠部分大小为1568.41万平方公里，根据专属经济区权益 指数的计算公式计算得到南华礁专属经济区权益指数为0.026。

最后，将领海区权益指数、毗连区权益指数以及专属经济区权益指数 相加得到南华礁的海权指数为1.167。

实施例二南沙群岛弹丸礁毗连区海权指数计算

请一并参阅图7至图10，首先，利用高分辨率遥感影像(QuickBird，空 间分辨率为0.6m)，通过特征波段灰度阈值法提取出弹丸礁的领海基线即沿 海低潮线。

然后，将弹丸礁领海基线数据导入ArcGIS,在ArcGIS平台下利用其地 理分析工具箱缓冲分析工具计算得到南华礁的毗连区控制范围的位置和大 小。其领海区面积大小为1905.94平方公里、毗连区面积大小为4982.60平 方公里、专属经济区面积大小为37.704万平方公里。

再利用遥感影像统计出弹丸礁周围与其存在领海范围重叠区域的岛 礁，并重复步骤计算出这些岛礁的领海区控制面积及位置。此实施例中与 弹丸礁毗连区控制面积存在重叠部分的岛礁有光星礁、光星仔礁两个岛礁。 其领海区控制面积分别为1996.28平方公里和1831.54平方公里。

并利用ArcGIS平台下的叠加分析工具计算得到弹丸礁与周围岛领海区 控制面积的重叠部分大小为1081.36平方公里，最后根据领海区海权指数的 计算公式计算得到弹丸礁领海区海权指数为0.638。

利用遥感影像统计出弹丸礁周围与其存在毗连区范围重叠区域的岛 礁，并重复步骤计算出这些岛礁的毗连区控制面积及位置。此实例中与弹 丸礁毗连区控制面积存在重叠部分的岛礁共有光星礁、光星仔礁、皇路礁、 南海礁和颠簸礁等五个岛礁。

利用ArcGIS平台下的叠加分析工具计算得到弹丸礁与上述五个岛礁毗 连区控制面积的重叠部分大小为4908.14平方公里，根据毗连区权益指数的 计算公式计算得到弹丸礁毗连区权益指数为0.504。

利用遥感影像统计出弹丸礁周围与其存在专属经济区范围重叠区域的 岛礁，并重复步骤计算出这些岛礁的专属经济区区控制面积及位置。本实 例中与弹丸礁专属经济区控制面积存在重叠部分的岛礁共有56个岛礁，需 要注意的是在计算专属经济区面积时要去除与周边国家的合法主权面积 (领土与领海)重叠的部分。

利用ArcGIS平台下的叠加分析工具计算得到弹丸礁与上述岛礁专属经 济区控制面积的重叠部分大小为1167.11万平方公里，根据专属经济区权益 指数的计算公式计算得到弹丸礁专属经济区权益指数为0.031。

最后，将领海区权益指数、毗连区权益指数以及专属经济区权益指数 相加得到弹丸礁的海权指数为1.173。

本发明还提供了一种上述的海权指数的计算系统，如图11所示，其包 括：

第一确定单元100，用于确定岛礁的领海基线；

第二确定单元200，用于确定所述岛礁与周围其它岛礁的控制面积的大 小；

第三确定单元300，用于确定周围与所述岛礁控制面积存在重叠部分的 岛礁数量以及重叠部分面积；

统计单元400，用于根据上述数据分别计算得到领海区权益指数、毗连 区权益指数以及专属经济区权益指数；从而得到所述岛礁的海权指数。

进一步地，所述的海权指数的计算系统中，所述第一确定单元中确定 岛礁的领海基线采用正常基线法、直线基线法或混合基线法。

进一步地，所述的海权指数的计算系统中，所述第一确定单元中确定 岛礁的领海基线采用正常基线法，具体来说为利用空间分辨率为30m的遥 感影像，通过特征波段灰度阈值法提取出所述岛礁的领海基线。

进一步地，所述的海权指数的计算系统中，所述统计单元中具体包括 将上述数据导入ArcGIS平台，通过ArcGIS平台的相应工具计算得到领海 区权益指数、毗连区权益指数以及专属经济区权益指数。

因其技术细节都已经在权指数的计算方法中进行了描述，这里就不再 一一赘述了。

综上所述，本发明提供的用于定量化计算岛礁海洋权益的海权指数及 其计算方法，可以定量地反映不同岛礁的海洋权益大小，每个部分的指数 数值大小在0到1之间(领海区权益指数、毗连区权益指数与专属经济区 权益指数)，若岛礁周围不存在与其领海面积重叠部分的其它岛礁，则该岛 礁的领海指数为1，说明此岛礁作为其领海海域内的唯一岛礁具有不可替代 的价值和地位；若一个岛礁周围存在的其它岛礁数量越多，该岛礁与周围 岛礁的领海面积重叠部分越大，说明此岛礁在周围海域所具有的海洋权益 价值越有可能被其它岛礁所取代，相应地该岛礁的领海指数就越小。岛礁 毗连区权益指数和专属经济区权益指数也具有与领海区权益指数相似的特 点。

进一步地，本发明的海权指数及其计算方法能够实现岛礁海洋权益的 定量化计算，并且可以实现不同岛礁之间海洋权益的比较：岛礁的海权指 数越大，岛礁所具有的海洋权益价值越重要。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术 方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于 本发明所附的权利要求的保护范围。