趙樹平

摘要：針對由于海洋漁業(yè)開發(fā)力度過大而造成海洋環(huán)境資源污染和惡化的問題，提出了一種基于海洋遙感ORS、海洋地理系統(tǒng)MGIS和全球定位系統(tǒng)GPS等海洋3S技術(shù)的海洋環(huán)境資源3S監(jiān)測管理系統(tǒng)設計方案。系統(tǒng)可以實現(xiàn)海洋環(huán)境資源智能化監(jiān)測管理，有效降低海洋環(huán)境資源監(jiān)測管理的成本。

關(guān)鍵詞：海洋3S;ORS;MGIS;GPS;海洋環(huán)境;海洋資源;監(jiān)測

中圖分類號：P76 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）14-0008-02

Abstract： Aiming at the problem of pollution and deterioration of marine environmental resources caused by excessive development of marine fisheries， a marine environmental resource 3S monitoring based on marine 3S technology such as ocean remote sensing ORS， marine geographic information system MGIS and global positioning system GPS is proposed. The system can realize intelligent monitoring and management of marine environmental resources， and effectively reduce the cost of monitoring and management of marine environmental resources.

Key words： ocean 3S; ORS; MGIS; GPS; marine environment; marine resources; monitoring

海洋資源的管理以及環(huán)境的保護越來越受到社會的廣泛關(guān)注，本文討論了海洋遙感（ORS， Ocean Remote Sensing）、全球定位系統(tǒng)GPS和海洋地理信息系統(tǒng)（MGIS， Marine Geographic Information System）等海洋3S技術(shù)對多源海洋數(shù)據(jù)的采集、查詢檢索、應用分析和綜合處理能力，將海洋區(qū)域環(huán)境和資源信息數(shù)據(jù)上傳到海洋資源信息數(shù)據(jù)庫中并可以進行查詢、圖形顯示、實時更新、綜合分析和遠程管理等[1-3]。

1 系統(tǒng)組成

海洋環(huán)境資源3S監(jiān)測管理系統(tǒng)是基于海洋地理信息系統(tǒng)（MGIS）、海洋資源實時信息數(shù)據(jù)庫和圖像分析軟件，高速寬帶網(wǎng)絡作為這些功能的實現(xiàn)手段，實現(xiàn)海洋環(huán)境資源信息收集、傳輸、儲存、搜索、管理以及動態(tài)監(jiān)測這些功能。海洋環(huán)境資源3S監(jiān)測和管理系統(tǒng)由六部分組成：ORS圖像、人工收集和互聯(lián)網(wǎng)模塊、GPS、MGIS平臺、海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫，海洋資源數(shù)據(jù)庫和動態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)成了整個系統(tǒng)[4-5]。具體見圖1，整個系統(tǒng)可以分為三個層次：表現(xiàn)、業(yè)務和數(shù)據(jù)。居于系統(tǒng)的最上層是表現(xiàn)層，是用戶所直接接觸的操作界面。業(yè)務層居于系統(tǒng)的中間層，是3S集成技術(shù)對收集到的海洋環(huán)境資源資料進行收分類、存儲、分析等。數(shù)據(jù)層在系統(tǒng)的底部存儲各種海洋學數(shù)據(jù)和基本地形數(shù)據(jù)[6-9]?？梢詫崿F(xiàn)以下功能：

①海洋遙感ORS圖像信息采集主要用于快速獲取海洋目標及其周圍環(huán)境的信息，發(fā)現(xiàn)海洋表面的各種變化，及時更新海洋地理信息系統(tǒng)MGIS所需的海洋環(huán)境資源信息數(shù)據(jù)。海洋遙感獲取的遙感圖片需要圖像解析軟件進行處理和編譯，具體包括正射校正、幾何校正、圖像融合、圖像裁剪、拼湊、構(gòu)建典型的樣本庫和按類收集的圖像等。②人工收集和互聯(lián)網(wǎng)絡是各監(jiān)測站點的工作人員把平日工作記錄的信息和需要收集的資料，通過互聯(lián)網(wǎng)按時傳輸?shù)胶Ｑ蟮乩硇畔⑾到y(tǒng)MGIS。③全球定位系統(tǒng)GPS主要用于特征點坐標獲取和實時數(shù)據(jù)庫的建立。在海洋遙感ORS圖像信息采集過程中，遙感圖像的坐標由全球定位系統(tǒng)GPS提供，這大大提高了遙感圖片的分辨能力。當海洋環(huán)境資源污染發(fā)生時，GPS所提供的位置信息可以直接在海洋地理信息系統(tǒng)MGIS海圖上顯示災害的范圍和強度等信息。④海洋地理信息系統(tǒng)MGIS通過空間信息平臺整合，整合管理并動態(tài)訪問來自ORS和GPS等來源的時空數(shù)據(jù)，并使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和空間分析來提取有用的信息。實現(xiàn)信息收集、傳輸、儲存、搜索、管理以及動態(tài)監(jiān)測這些功能。將GPS形成的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶Ｑ蟮乩硐到y(tǒng)MGIS，矢量地形圖和人員收集到的資料一并輸入到MGIS平臺，MGIS平臺與海洋環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫實時互聯(lián)，平臺數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫進行集成存儲。MGIS平臺也通過數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)對比實時數(shù)據(jù)，達到對海洋資源監(jiān)測管理的目的。⑤海洋環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫包括基本數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、實時觀測和近實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。將完成多源、多階段、不同精度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分布式集成和存儲，整合海洋環(huán)境資源評估模塊，提高海洋綜合分析能力。⑥動態(tài)監(jiān)測管理是對海洋地理信息系統(tǒng)MGIS平臺上的海洋遙感ORS、全球定位系統(tǒng)GPS、人工收集、互聯(lián)網(wǎng)傳遞網(wǎng)絡和海洋資源信息數(shù)據(jù)庫中所得到的信息進行整理、重疊及綜合分析的過程。監(jiān)測的海洋環(huán)境資源項目包括港口碼頭空間使用情況、沿海城市海岸線變化情況、海洋生物長勢情況、有關(guān)海水上升和下降、水文、海洋化學、海洋污染物、海洋礦物和海洋生物等的信息[10-11]。

2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖2所示，海洋環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫：主題數(shù)據(jù)庫（空間和非空間數(shù)據(jù)庫）和元數(shù)據(jù)庫（矢量數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)，DOM元數(shù)據(jù)，DEM元數(shù)據(jù)和其他元數(shù)據(jù)）構(gòu)成整個數(shù)據(jù)庫[12-14]。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層分為3個模塊：海洋環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫模塊、用戶數(shù)據(jù)庫模塊和海洋基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫模塊。海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫模塊包括：水文、海洋化學和污染物等要素數(shù)據(jù)庫等，其中，水文要素數(shù)據(jù)庫主要包括：海水透明度、海水鹽度、水溫水深等?；A(chǔ)海洋地理數(shù)據(jù)庫模塊主要是海洋環(huán)境資源監(jiān)測管理系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)、主要海岸線、海島地貌等。海洋資源數(shù)據(jù)庫包括：海洋礦物，生物等資源數(shù)據(jù)庫，以實現(xiàn)港口碼頭的使用、沿海城市海岸線變化情況、海洋生物長勢情況和海水漲退潮信息的監(jiān)測管理[15]。具有數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊、系統(tǒng)設置模塊、預警通知模塊和用戶管理模塊。

3 結(jié)束語

本文提出海洋環(huán)境資源3S監(jiān)測管理系統(tǒng)設計方案，利用GPS可以使系統(tǒng)快速確定地面標志物的坐標實現(xiàn)定位追蹤;遙感可以獲得指定區(qū)域的地表圖像;GIS利用空間數(shù)據(jù)搜索能力和空間信息的辨析處理能力，快速精確的監(jiān)測這些優(yōu)勢，讓海洋環(huán)境資源監(jiān)測管理的科學性和精確性有了保障，為海洋相關(guān)管理部門的規(guī)劃和管理提供了實時、準確的依據(jù)。實現(xiàn)海洋環(huán)境和資源的可持續(xù)發(fā)展。

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【通聯(lián)編輯：王力】