黃志行

摘 要：海洋資源的開發(fā)與利用，有利于促進(jìn)人類社會進(jìn)步，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會的穩(wěn)定發(fā)展。在搜集各種空間地理信息、處理空間問題、智能分析與數(shù)據(jù)存儲的過程中，需要充分發(fā)揮海洋地理信息系統(tǒng)（MGIS）優(yōu)勢，擴(kuò)大其在海洋領(lǐng)域的實際應(yīng)用范圍。因此，應(yīng)對海洋地理信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢有必要的了解，加強對這種系統(tǒng)實際應(yīng)用過程中存在問題的深入分析，提高對MGIS發(fā)展概況的正確認(rèn)識，從而為該系統(tǒng)潛在價值的提升打下堅實的基礎(chǔ)?；诖耍撐木秃Ｑ蟮乩硇畔⑾到y(tǒng)及發(fā)展趨勢展開論述。

關(guān)鍵詞：海洋地理信息系統(tǒng) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 空間地理信息 問題

中圖分類號：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0139-02

海洋地理信息學(xué)科理論的不斷豐富，為世界各國了解海洋地理環(huán)境提供了參考信息，確保地理信息相關(guān)問題的高效處理。提高對海洋地理信息的采集、分析與處理的正確認(rèn)識，可以為海洋地理環(huán)境研究工作開展提供科學(xué)的參考資料。實現(xiàn)這樣的發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)構(gòu)建功能強大的海洋地理信息系統(tǒng)，促使海洋地理環(huán)境相關(guān)工作中存在的問題得以快速處理，為海洋地理環(huán)境研究工作推進(jìn)注入活力。同時，地理信息系統(tǒng)（GIS）經(jīng)過多年的發(fā)展，在海洋漁業(yè)、資源開發(fā)等方面取得了許多重要的成果，也為海洋地理信息系統(tǒng)（MGIS）發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。因此，需要從以下不同方面對該系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行探討。

1 海洋地理信息系統(tǒng)概述

海洋地理信息系統(tǒng)研究是在20世紀(jì)60年代由美國國家海洋測量局在航海自動化制圖中提出的，隨著時間的推移，對海洋數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的顯示功能進(jìn)行了深入研究，對海洋地理信息三維空間建模分析展開了討論。隨后，美國、英國等國家的海洋地理科學(xué)家實現(xiàn)了數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)構(gòu)建，為海洋地理信息空間分析提供了參考依據(jù)。

我國在20世紀(jì)90年代初開始了海洋地理信息系統(tǒng)研究，并提出了“以海岸鏈為基線的全球數(shù)據(jù)庫”的構(gòu)想。資源與環(huán)境信息系統(tǒng)也逐漸成為了國家的重點研究項目。自90年代中期開始，在全球地位及遙感技術(shù)的支持下，開展了海洋帶空間研究，并對海洋地理數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析與管理。當(dāng)前“海洋漁業(yè)遙感信息服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)和示范試驗”專題活動的開展，對漁業(yè)方面海洋地理信息系統(tǒng)研究產(chǎn)生了較大影響。

在長期的實踐活動總結(jié)分析中，發(fā)現(xiàn)計算機硬件與軟件系統(tǒng)共同支持下的GIS能夠?qū)臻g地理信息進(jìn)行高效采集、存儲、分析與處理等，可以進(jìn)行三維空間內(nèi)的可視化研究。因此，構(gòu)建海洋地理信息系統(tǒng)（Marine Geographic Information System，簡稱MGIS）中可借助GIS的優(yōu)勢，加強對海洋環(huán)境的深入分析，獲取豐富的海洋數(shù)據(jù)，以便適應(yīng)海洋科學(xué)的發(fā)展要求。海洋地理信息系統(tǒng)構(gòu)建融合了海洋科學(xué)、計算機科學(xué)、測繪學(xué)等多種學(xué)科，并借助GIS、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的作用，擴(kuò)大了其實際的應(yīng)用范圍。

MGIS是在計算機硬件條件和軟件系統(tǒng)的支持下，以海底、海面、水體、海岸帶及大氣的自然環(huán)境與人類活動為研究對象，對各種來源的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲、集成、顯示和管理，進(jìn)而作為平臺為用戶提供綜合制圖、可視化表達(dá)、空間分析、模擬預(yù)測及決策輔助等服務(wù)，并且結(jié)合Web技術(shù)可以實現(xiàn)海洋數(shù)據(jù)和相關(guān)MGIS功能的實時共享，逐漸優(yōu)化了海洋科學(xué)發(fā)展中各類數(shù)據(jù)的管理方式。

2 當(dāng)前MGIS的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 海洋漁業(yè)方面的應(yīng)用分析

在可靠的MGIS系統(tǒng)及軟件的支持下，海洋漁業(yè)的發(fā)展速度正在加快。一些發(fā)達(dá)國家通過建立海洋環(huán)境模擬實驗室，結(jié)合海洋地理信息系統(tǒng)（MGIS）的優(yōu)勢，促進(jìn)了海洋漁業(yè)發(fā)展。相對而言，我國在這方面的研究起步較晚，在國家專項資金的大力扶持下，構(gòu)建了性能可靠的GIS平臺，并采取設(shè)置數(shù)據(jù)庫的方式，實現(xiàn)了海洋漁業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度指揮，并在漁業(yè)漁政綜合管理系統(tǒng)的作用下提高了海洋漁業(yè)信息采集效率。這些方面的內(nèi)容，都與MGIS密切相關(guān)。

2.2 海洋資源開發(fā)與管理方面的應(yīng)用

為了提高海洋資源的開發(fā)和利用效率，獲取更多的礦產(chǎn)資源，應(yīng)注重MGIS空間分析功能與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的合理運用，全面提升海洋資源開發(fā)中的綜合管理水平。靈活運用MGIS，可以為海洋資源綜合評估提供可靠的參考依據(jù)，構(gòu)建出科學(xué)的海洋油氣評價模型，確保海洋資源開發(fā)作業(yè)高效性。同時，結(jié)合MGIS的作用注重海洋地理空間遙感信息的合理使用，有利于構(gòu)建出可靠的海洋數(shù)據(jù)庫，全面提高海洋資源開發(fā)與管理工作質(zhì)量。

2.3 海洋環(huán)境評價與保護(hù)方面的應(yīng)用

海洋地理環(huán)境復(fù)雜，各種環(huán)境因素的客觀存在影響著海洋環(huán)境評價結(jié)果準(zhǔn)確性。因此，需要注重海洋地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用，以動態(tài)化、可視化的方式增強海洋環(huán)境評價結(jié)果的合理科學(xué)性，并為海洋環(huán)境保護(hù)提供策略。在MGIS的作用下，可以為海洋環(huán)境質(zhì)量評價、保護(hù)提供科學(xué)的參考依據(jù)，并通過設(shè)置基礎(chǔ)平臺的方式實現(xiàn)海洋環(huán)境動態(tài)分析、三維空間動態(tài)模擬分析、流場動態(tài)顯示等，為災(zāi)害預(yù)測、海洋環(huán)境保護(hù)等提供參考信息。

2.4 區(qū)域海洋綜合管理方面的應(yīng)用

作為地球表面最為活躍的自然區(qū)域，海洋帶的存在豐富了海洋科學(xué)的研究內(nèi)容。針對海洋中包含的豐富礦產(chǎn)及生物資源，運用MGIS可以對蘊藏這些資源的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行科學(xué)的考察、監(jiān)測、規(guī)劃與管理。有利于提升區(qū)域海洋綜合管理水平。同時，在海洋地理信息系統(tǒng)的作用下可以對海域海圖及相應(yīng)功能的劃分、海上石油平臺、遙感影像等進(jìn)行綜合管理，為區(qū)域海洋綜合管理提供了強大的信息系統(tǒng)支撐。

3 海洋地理信息系統(tǒng)應(yīng)用中所面臨的問題

3.1 缺乏有效的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)異構(gòu)性突出

雖然海洋探測技術(shù)和相關(guān)信息技術(shù)飛速發(fā)展，環(huán)境、生物、地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等數(shù)據(jù)資料呈指數(shù)增長，但是由于海洋面積廣闊，這些數(shù)據(jù)資料往往分布離散，而且由于信息技術(shù)更新速度快，以往調(diào)查獲得的許多數(shù)據(jù)由于精度不夠、存儲格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)字段不足等種種原因無法使用于MGIS，需要挖掘與提取所需的信息，進(jìn)一步開展大范圍的海洋科學(xué)調(diào)查，同時注意海洋科考數(shù)據(jù)精度的進(jìn)一步提高。與此同時，由于海洋科學(xué)考察工作開展中需要多種專業(yè)設(shè)備、多個部門的協(xié)調(diào)配合，實際的工作開展中往往存在著數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、存儲格式、空間參考標(biāo)準(zhǔn)等不統(tǒng)一，加上海洋數(shù)據(jù)采集精度、圖像分辨率等有所差異，致使海洋數(shù)據(jù)異構(gòu)性對MGIS的實際應(yīng)用造成了影響。

3.2 數(shù)據(jù)難以進(jìn)行有效表達(dá)，缺乏專業(yè)MGIS軟件

海洋環(huán)境復(fù)雜，與其相關(guān)的數(shù)據(jù)和事物難以進(jìn)行直觀、形象的表達(dá)，加深陸地測繪中獲取的地理信息數(shù)據(jù)、比例圖等難以應(yīng)用到海洋研究中，影響著相關(guān)研究工作的順利開展。加上海洋科學(xué)在處理實際問題中對其中的要素場未進(jìn)行合理的組織表達(dá)，致使海洋數(shù)據(jù)表達(dá)難以達(dá)到預(yù)期的效果，同時，當(dāng)前構(gòu)建海洋地理信息系統(tǒng)中經(jīng)常采用的是傳統(tǒng)的GIS軟件處理模式，為充分地考慮海洋數(shù)據(jù)的離散型，加大了海洋三維甚至四維空間數(shù)據(jù)處理難度，客觀地決定了重視專業(yè)MGIS軟件開發(fā)必要性。

3.3 開放性有待增強

由于海洋調(diào)查通常都耗了大量的人力物力，部分?jǐn)?shù)據(jù)在軍事、國防建設(shè)上也具有重要價值和意義，海洋數(shù)據(jù)通常保密性較高，但是大部分非保密海洋數(shù)據(jù)由于所在系統(tǒng)開放性不足及不同系統(tǒng)間構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)不一等原因無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)和服務(wù)的共享，影響了實際的研究工作效率，降低了海洋數(shù)據(jù)利用效率，造成了相關(guān)信息資源浪費。這些內(nèi)容客觀地說明了MGIS系統(tǒng)未來建設(shè)中開放性有待增強。

4 未來MGIS的發(fā)展趨勢分析

4.1 Web技術(shù)與MGIS技術(shù)的有效結(jié)合

由于當(dāng)前我國擬在MGIS研究中主要依賴于科研機構(gòu)及政府的相關(guān)部門，難以實現(xiàn)資源共享，造成了海洋信息資源浪費。因此，需要注重Web技術(shù)與MGIS技術(shù)的有效結(jié)合，通過在Web上發(fā)布各類空間數(shù)據(jù)，確保用戶能夠通過計算機網(wǎng)絡(luò)瀏覽到這些數(shù)據(jù)，從而為空間數(shù)據(jù)高效利用、各類決策制定等提供參考信息，減少MGIS重復(fù)建設(shè)，保持信息資源利用高效性的同時全面提升MGIS研究水平。

4.2 不同維度MGIS與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)MGIS產(chǎn)業(yè)化

相對而言，海洋環(huán)境更為特殊，在開展研究工作時需要注重三維空間、四維空間數(shù)據(jù)使用，并保持這些數(shù)據(jù)的表達(dá)效果良好性。因此，需要注重虛擬現(xiàn)實技術(shù)與不同維度MGIS的有效結(jié)合，實現(xiàn)虛擬環(huán)境中海洋環(huán)境的模擬分析，增強海洋數(shù)據(jù)表達(dá)效果，提升對海洋環(huán)境研究過程中的整體感知水平，促進(jìn)MGIS的快速發(fā)展。同時，需要結(jié)合MGIS產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢，重視其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，開發(fā)出更多的專業(yè)MGIS軟件，運用各種技術(shù)手段及科學(xué)決策，實現(xiàn)MGIS產(chǎn)業(yè)化。

4.3 多學(xué)科融合，全球尺度MGIS的有效把握

作為一種多學(xué)科交叉的綜合科學(xué)，MGIS建設(shè)中需要充分地考慮多學(xué)科的優(yōu)勢，確保其在測繪、遙感、地理空間分析、管理等方面應(yīng)用中具有良好的效果。因此，未來MGIS建設(shè)中應(yīng)注重自然科學(xué)、社會科學(xué)、管理科學(xué)等多學(xué)科融合，最大限度地滿足使用者的實際需求，推動海洋科學(xué)的穩(wěn)定發(fā)展。

5 結(jié)語

豐富的海洋資源，對世界各國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在強大的GIS技術(shù)支持下，MGIS的發(fā)展速度正在加快，逐漸應(yīng)用于海洋各領(lǐng)域。與此同時，當(dāng)前我國在海洋地理信息系統(tǒng)（MGIS）應(yīng)用方面面臨著較大的挑戰(zhàn)，需要不斷加大對這種先進(jìn)技術(shù)的研究力度，促進(jìn)海洋科學(xué)的持續(xù)發(fā)展。

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