張建輝，翟偉康

(國家海洋信息中心天津300171)

一、引 言

根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》，我國主張管轄的海域面積300萬km2，約為我國陸地面積的三分之一，擁有18 000多千米的漫長海岸線和約6500多個管轄島嶼［1］。近些年來，我國的海洋權(quán)益正遭到日益嚴重的挑戰(zhàn)，還存在著與所有海上周邊國家之間復雜的海上劃界問題和涉外海洋調(diào)查與科研項目的綜合管理等問題［2］。

海洋權(quán)益問題事關(guān)國家的根本利益。中國海監(jiān)作為我國海上維權(quán)執(zhí)法的重要力量，承擔著維護國家海洋權(quán)益，保障海上安全的神圣使命。自2006年起，經(jīng)國務(wù)院批準，中國海監(jiān)先建立了全海域定期維權(quán)巡航制度，實現(xiàn)了對發(fā)生在我國管轄海域各類侵權(quán)行為的有效監(jiān)管。近年來，各省級海監(jiān)機構(gòu)也逐步參與到海洋維權(quán)巡航執(zhí)法中，中國海監(jiān)海上維權(quán)執(zhí)法力量得到進一步增強。

但是，海上維權(quán)執(zhí)法環(huán)境的惡劣，執(zhí)法海域的廣闊，以及執(zhí)法裝備信息化程度不高，非法侵權(quán)對象多樣，且具有突發(fā)性、流動性和不確定性等，都對海監(jiān)執(zhí)法人員進行快速識別、有效應(yīng)對和科學決策造成很大困難。因此，加強3S技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動通信技術(shù)在中國海監(jiān)維權(quán)執(zhí)法中的應(yīng)用與研究，對加快提高一線維權(quán)執(zhí)法人員對侵權(quán)目標的識別發(fā)現(xiàn)、動態(tài)跟蹤和監(jiān)視取證能力就顯得十分重要。

二、設(shè)計目標和原則

系統(tǒng)建設(shè)的目標是：針對海洋維權(quán)執(zhí)法一線工作實際需要，基于GIS技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)船載海洋維權(quán)執(zhí)法系統(tǒng)，建設(shè)海洋礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、海洋維權(quán)專題數(shù)據(jù)庫、海上艦船圖片數(shù)據(jù)庫和海洋維權(quán)執(zhí)法應(yīng)急預(yù)案庫，實現(xiàn)對違法侵權(quán)對象的快速識別、跟蹤監(jiān)視和科學處置，以全面提升中國海監(jiān)海上維權(quán)的執(zhí)法水平和監(jiān)管能力。

為了實現(xiàn)系統(tǒng)目標，系統(tǒng)建設(shè)運行需實行統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設(shè)和統(tǒng)一管理，并堅持以下原則。

1)總體規(guī)劃，分步實施。項目建設(shè)規(guī)劃應(yīng)立足高起點，并結(jié)合需求著眼長遠進行總體規(guī)劃;實施過程應(yīng)根據(jù)總體目標和階段目標進行分步建設(shè)，有序推進。

2)技術(shù)先進，安全可靠。系統(tǒng)建設(shè)要充分利用最新信息技術(shù)開展集成與應(yīng)用研究，保證系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)先進;按照系統(tǒng)使用和管理要求，嚴格確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定、信息存儲和傳輸安全。

3)需求引導，注重實用。以中國海監(jiān)維權(quán)執(zhí)法需求為引導，緊密結(jié)合實際業(yè)務(wù)，系統(tǒng)建設(shè)注重功能實用、界面友好、便于維護。

4)標準一致，易于擴充。系統(tǒng)建設(shè)要遵循統(tǒng)一標準和接口規(guī)范，進行開放式設(shè)計，既考慮系統(tǒng)的整體性、開放性，又考慮系統(tǒng)的可擴充性，便于系統(tǒng)升級。

三、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

考慮到系統(tǒng)應(yīng)用的特殊性，為保證整個平臺運行安全、通信穩(wěn)定和響應(yīng)迅速，系統(tǒng)建設(shè)采用C/S模式［3］。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為4層，從下至上分別為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、功能層、應(yīng)用層和用戶層，如圖1所示。

1)數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的核心資源，系統(tǒng)所有查詢?yōu)g覽、應(yīng)急處置和運算分析都是在數(shù)據(jù)層上進行的。它由海洋基礎(chǔ)地理信息庫和海洋執(zhí)法業(yè)務(wù)庫構(gòu)成。其中，海洋執(zhí)法業(yè)務(wù)庫包括艦船標準圖像庫、執(zhí)法案例、執(zhí)法預(yù)案庫、視頻信息庫等，主要結(jié)合歷年來海洋執(zhí)法監(jiān)察信息，對歷史數(shù)據(jù)進行整合、標準化處理、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查和入庫等工作，將歷史數(shù)據(jù)集成到一起，作為執(zhí)法系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)［4］。系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL Server2005，并通過ArcSDE中間件實現(xiàn)所有空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲和管理;多媒體信息以文件夾形勢存儲在服務(wù)器固定位置。

2)服務(wù)層主要向系統(tǒng)功層提供組件、接口或中間件服務(wù)，是系統(tǒng)功能層的基礎(chǔ)，系統(tǒng)所有應(yīng)用功能包括空間定位、空間分析、圖像檢索、實時監(jiān)控和信息查詢等功能，都是基于這一層實現(xiàn)的。服務(wù)層對數(shù)據(jù)層的訪問通過兩種方式實現(xiàn)，對海洋空間地理數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理通過ArcSED中間件進行，對其相關(guān)多媒體數(shù)據(jù)或關(guān)聯(lián)外部屬性數(shù)據(jù)則通過唯一ID號實現(xiàn)關(guān)聯(lián)操作;對外部屬性數(shù)據(jù)直接通過.NetADO實現(xiàn)查詢和管理。

3)功能層主要是根據(jù)用戶的應(yīng)用需求，基于服務(wù)層提供的相關(guān)接口、組件或服務(wù)設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)功能，主要包括地圖量算、空間定位、應(yīng)急分析、實時監(jiān)控、預(yù)案管理和法規(guī)信息管理等功能。

4)用戶層包括系統(tǒng)最終使用的所有人員。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

四、系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)主要功能包括地圖操作、空間定位、應(yīng)急分析、圖像檢索和法規(guī)信息查詢5部分。

1.地圖操作

系統(tǒng)地圖操作是系統(tǒng)的基本功能，包括地圖放大、縮小、平移、全圖;量算功能全部在地球橢球體上基于WGS-84坐標系進行，包括距離量算、面積量算和方位連算;地圖標注功能有添加標注、移動標注和旋轉(zhuǎn)標注;制圖打印功能包括版圖設(shè)計、圖片輸出和打印輸出。

2.空間定位

空間定位是系統(tǒng)主要功能之一。系統(tǒng)利用GIS顯示平臺，通過手動輸入、鼠標選取和GPS等多種方式實現(xiàn)突發(fā)事件在地圖上快速定位和動態(tài)跟蹤，實現(xiàn)了對整個事件發(fā)展全過程的有效監(jiān)控，為實施應(yīng)急處置和決策分析提供可視化的綜合管理平臺。

3.應(yīng)急分析

應(yīng)急分析是本系統(tǒng)的核心功能之一。系統(tǒng)可對突發(fā)海洋權(quán)益事件進行地圖空間定位，自動計算當前位置與領(lǐng)海基線、領(lǐng)海線和海上邊界線等目標信息之間距離和方位;然后根據(jù)突發(fā)事件的所處空間位置、事件性質(zhì)和事件級別，在系統(tǒng)應(yīng)急資源庫中進行相關(guān)預(yù)案庫自動匹配，如果有相應(yīng)預(yù)案，則調(diào)出。同時根據(jù)需要，還可在地圖上將事發(fā)位置一定范圍內(nèi)的重要通道、海上設(shè)施和海上警戒區(qū)等信息檢索出來，進行關(guān)聯(lián)分析，制作專題示意圖，為相關(guān)用戶提供可視化的分析結(jié)果。某海上突發(fā)事件位置距周邊國家領(lǐng)?；€的距離和方位示意圖，如圖2所示。

圖2 事件應(yīng)急分析

4.圖像檢索

艦船圖像檢索是系統(tǒng)的主要功能之一。通過對周邊海洋國家及世界主要海洋強國相關(guān)的艦船信息進行搜集和整理，并按照艦船所屬國家、艦船級別進行分類和入庫，實現(xiàn)了海里圖像信息的快速檢索和比對分析，為海洋執(zhí)法有效識別違法對象、科學采取處置措施提供信息支持。圖3所示為艦船圖像檢索功能。

圖3 事件應(yīng)急分析

5.法規(guī)信息查詢

法規(guī)信息查詢主要包括全國人大、國務(wù)院、涉海部委等機構(gòu)公布海洋行政執(zhí)法相關(guān)的法律法規(guī)、執(zhí)法案例和相關(guān)大事記。通過該模塊功能可以實現(xiàn)目標信息查詢檢索和和全文瀏覽。

五、結(jié)束語

基于GIS的海上艦船圖像檢索系統(tǒng)緊密結(jié)合了海洋執(zhí)法工作的實際情況，實現(xiàn)了海洋基礎(chǔ)地理空間信息、艦船圖像信息以及執(zhí)法業(yè)務(wù)管理信息的一體化存儲和可視化管理，實現(xiàn)了對海上違法目標的動態(tài)跟蹤和有效監(jiān)控。實踐證明該系統(tǒng)發(fā)揮出了GIS的優(yōu)勢，提高了海洋執(zhí)法人員的工作效率和快速反應(yīng)能力。

［1］吳強，趙勝汝.海洋權(quán)益維護執(zhí)法對策分析［J］.海洋開發(fā)與管理，2004(4)：38-43.

［2］李四海，金繼業(yè).海洋權(quán)益維護信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.海洋測繪，2006，26(3)：55-58.

［3］張建輝，夏春林，崔艷軍，等.基于圖片引擎技術(shù)的接處警GIS系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］.測繪通報，2008(2)：59-61.

［4］沈丹宇.海島執(zhí)法信息系統(tǒng)建設(shè)芻議［J］.海洋開發(fā)與管理，2010，27(7)：17-19.