海洋gis技术研究进展

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1、海洋GIS技术研究进展　　【摘要】地理信息系统（GIS）作为成熟的数据管理体系在陆地应用上已经取得了成功。将GIS系统应用于海洋，为海洋学研究提供了一个全新的视角。本位将对海洋GIS系统的发展进行概述。　　【关键词】海洋；GIS　　一、概述　　地理信息系统（GIS）是集计算机、地理、遥感、测绘、环境等于一体的交叉学科，它以具有位置、属性等的空间数据为研究对象，通过建立空间数据库，利用空间建模和分析方法，提供多种环境、资源等的时空变化信息，从而为科研、管理与决策服务。GIS系统在陆地上应用已经非常成熟，在海洋

2、学中的应用需求也日益广泛。　　海洋学研究数据量大，数据具有多源、多时相，多尺度的特点，且不同海洋学科间数据表示与存储方式差异很大。通过开发海洋GIS系统，可以对海洋基础数据进行高效的组织管理，从多个层次上对数据进行分析描述，使海洋时空数据的组织过程更加详尽、清晰.本文将对海洋GIS系统在国内外的发展情况做一概述。　　二、国外研究进展　　海洋GIS的产生最早可追溯至上世纪60年代早期美国国家海洋测量局进行的航海图自动化制图。20世纪70与80年代海洋数据采集技术飞速发展，到90年代获取的数据量爆炸性增长，这促

3、使了海洋GIS研究的深入发展。1990年Manley和Tallet发表论文，阐述了海洋GIS在海洋数据的管理、分析与可视化方面的重要作用。1992年Caswell讨论了应用GIS技术进行海底沉船等搜索和发现。90年代初期，美国全球变化计划（U.S.GlobalChangeProgram）下设立RIDGE计划对全球大洋中脊的多种关键过程进行研究。实验产生了大量数据，包括：海底热液；水下火山微地貌；洋底地震的量级与深度等。1994年Mason等遥感数据和in-situ数据（海洋场实验调查数据）结合起来解释中尺度

4、海洋特征，并进行气候变化预测。1995年Wright等主要讨论东太平洋洋中脊的地质解释，其中一部分内容是关于使用GIS进行数据处理、分析和制图。1996年FAO出版渔业技术论文集回顾了GIS在海洋渔业中的应用，同时指出了海洋渔业GIS数据库构建时的必须考虑的几个方法问题：3D环境，时空变化，模糊环境，以及统计变量制图。　　三、国内研究进展　　90年代初陈述彭提出了“以海岸链为基线的全球数据库”的构想。陈述彭、刘高焕、励惠国等开展了GIS和遥感支持下的黄河三角洲的可持续发展研究，内容涉及湿地保护、土地盐碱化、

5、海岸带土地管理与遥感监测等，但主要侧重于陆上部分。90年代中海岸带空间应用系统研究开始出现。林珲和闾国年等将潮流模型与GIS结合起来研究中国海的潮波系统。裴相斌等将动力模型与GIS结合起来研究渤海湾的污染扩散。王红梅等开发了海洋油气资源综合预测系统，推动了海洋油气资源综合预测地理信息系统的产业化发展，为我国海洋GIS研究奠定了一定的基础。邵全琴、周成虎等提出了海洋渔业数据建模的扩展E2R方法。“九五”期间以东海为示范区，开发我国开发了具有自主知识产权的可业务化运行的海洋渔业遥感、地理信息系统技术应用服务系统

6、，重点研究东海三种经济鱼类：带鱼、马面?与鲳鱼。　　四、海洋GIS应用软件发展概况　　1987年，MRJ公司将ARC/INFO应用于海洋数据分析应用，在1980年后期至90年代初，用ARC/INFO，Genamap和Erdas软件包定制了多种二次开发方案，并于1993年推出了全球海洋影像和数据集（Marinedatasampler）。美国夏威夷大学的太平洋制图中心为开发、管理和发展美国太平洋岛屿的专属经济区而设计和开发了一个集成的海洋信息系统，该系统着重开发了空间海洋数据的处理、GIS和制图系统的集成、三维

7、数据结构、海洋数据的模拟和动态显示等功能。美国矿产资源管理服务部门与ESRI公司合作开发了DeepwaterGIS的软件系统。在我国，苏奋振结合我国国情，分析了海洋渔业渔政管理的诸多问题，以现代系统工程的思想，在东海渔业数据仓库的平台上搭建了东海渔业渔政综合管理系统，为东海渔业生产管理、渔船动态监测和三证管理提供了技术路线，系统基本上实现了渔政管理的生产指挥调度、资源保护等几个基本要求，为我国实现大渔政的政策提供了技术方案。中国科学院遥感应用研究所在海洋863计划820（海洋探查与资源开发技术主题）专题中，

8、开发了面向海洋油气资源综合预测的海洋地理信息系统。　　五、海洋GIS发展面临的问题　　由于海洋数据的独特性，以及海洋与陆地在GIS研究方法上的差异，目前海洋GIS应用中还存在一些问题。　　1）“基本表达”问题。陆地表面提供了一个完整的牛顿框架、刚性的二维系统，可用于特征定位。海洋缺乏刚性框架，在海洋环境中几乎没有静态特征可用于制图。　　2）数据缺乏问题。海洋常规观测得到的数据在时空上不连续，数据量非常有限。虽然卫