海洋地理信息系统国内外研究进展
海洋信息工程在海洋地理信息系统中的应用
海洋信息工程在海洋地理信息系统中的应用在当今科技迅速发展的时代，海洋信息工程正以前所未有的力量改变着我们对海洋的认知和管理方式。
海洋地理信息系统作为海洋领域的重要工具，海洋信息工程在其中的应用更是发挥了关键作用，为海洋科学研究、资源开发、环境保护和国防安全等诸多方面提供了强大的支持。
海洋信息工程涵盖了一系列先进的技术和方法，包括传感器技术、数据采集与处理、通信技术、卫星导航、地理信息系统（GIS）技术以及计算机建模与仿真等。
这些技术的融合使得我们能够更全面、准确地获取海洋的各种信息，并对其进行深入分析和有效利用。
在海洋地理信息系统中，传感器技术是获取海洋数据的重要手段。
例如，声学传感器可以用于测量海洋的深度、水温、盐度等物理参数；光学传感器能够检测海洋中的叶绿素浓度、悬浮颗粒物等生物和化学指标。
这些传感器被广泛部署在海洋浮标、潜标、船只以及卫星上，实时采集大量的海洋数据。
然而，仅仅获取数据是不够的，还需要高效的数据采集与处理技术来将这些海量的原始数据转化为有价值的信息。
数据采集与处理系统能够对传感器收集到的数据进行筛选、校准、整合和压缩，去除噪声和错误，提取关键特征，为后续的分析和应用提供可靠的数据基础。
通信技术在海洋信息工程中也起着至关重要的作用。
由于海洋环境的特殊性，传统的通信方式在海洋中面临诸多挑战。
然而，随着卫星通信、水声通信和无线通信技术的不断发展，我们已经能够实现海洋数据的实时传输和远程共享。
卫星通信能够覆盖广阔的海洋区域，将海洋观测站和船只上的数据快速传输到陆地的控制中心；水声通信则适用于水下设备之间的信息传递，为深海探测和海底观测网络提供了通信支持；无线通信技术则在近海区域发挥着重要作用，使得海洋监测设备能够与岸边的基站保持紧密联系。
卫星导航系统，如 GPS、北斗等，为海洋地理信息系统提供了精确的位置信息。
无论是船只的航行、海洋资源的勘探，还是海洋环境的监测，都离不开卫星导航系统的定位服务。
我国海洋渔业地理信息系统发展现状
１ 我国海洋渔业地理信息系统发展概况
地 理 信 息 系 统 （ ｅｇ ｐｉ Ｉ ｏ ａｏ ｙ— Ｇ ｏｒ ｈ ｎ ｒ ｔｎＳｓ ａ ｃ ｆｍ ｉ ｔ ｅ ｍ， ＧＳ Ｉ）是一项在计算机软硬件支持下 ，对 空
收稿 日期 ：２ １－ ５ ０ ；修订 日期 ：２ １－ ６ ２ ０ １０ — ３ ０１０—３
Ｓ ａ ｕ ｆｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔ ｔ ｓｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｆＧｅ ｇ ａ ｈ ｃ ｃ
Ｉｆｒ ｔ ｎＳ ｓ ｍ（ Ｉ ） ｈｎ ｓ ｒ ｅｆ ｈｒ ｎｏｍａｉ ｙｔ Ｇ Ｓ ｉ Ｃ ｉｅｅｍａｉ ｓｅｙ ｏ ｅ ｎ ｎ ｉ
１ ９ — ０ １ 中西太 平洋 金枪 鱼 围 网渔 业鲣 鱼 资源 ９０ ２０ 年
随着信息化的深入和地理信息系统技术的不断 拓展 ，Ｇ Ｓ 术在 海洋 渔业 领域 得 到广 泛应 用 ，联 Ｉ技
ｉ Ｃ ｉｅｅｍ ｒ ｅｆｈ ｒ． ａｉｃＳ ｕｙａ ｄｓｕｄｊ ｇｎ ｒ ｔｅｍａ ｕｊｃｓｏ ｈｃ ｈ Ｉ ｓａｐｉ ｎ ｔｅ ｎ ｈｎ ｓ ａｉ ｓｅｙ Ｐ ｃ ａｒ ｎ ｑｉ ｉ ｉｇａｅ ｈ ｉ ｓｂｅｔ，ｆｗ ｉｈｔｅ ＧＳ ｉ ｐ ｌｄ ｉ ｈ ｎ ｉ ｉ ｆ ｇ ｎ ｅ
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间数 据按 地理 坐标或 空 间位 置进 行各 种处理 ，研 究
综 合指 数 等值线 分 布 图 （ 利 明 等 ，２０ ） 宋 ０７ 。分析 了东太 平洋金 枪鱼 延绳 钓大 眼金枪 鱼钓获 率 与海水 表 温 （Ｓ ） 之 间 的关 系 （ 国平 等 ，２０），太 ＳＴ 朱 ０７ 平 洋延 绳钓长 鳍金 枪鱼 （ｈ ｎｕ ｌｕｇ ） 场分布 Ｔ ｕｎｓ ａ ｎａ渔 ａｌ 及 其 与海表 温度 关 系 （ 芳 等 ，２０ ） 周 ０ ６ ，南 太平 洋 长鳍 金枪鱼 渔获 量 的分布及 渔场 区海水 表层 温度 的统计 特征 （ 伟 等 ，２０ ） 樊 ０ ７ ，阐述 了中西 太平 洋 海 区 的金 枪 鱼 围 网渔 场 的 时空 变 动 （ 家 樵 等 ， 王 ２ ０） 及 产量 和 单 位 日产 量 （Ｐ Ｅ 的时 空分 布 ０５ ＣＵ ） 及 其与 海表 温数 据关 系 （ 勇 等 ，２０ ） 刘 ０ ７ 。根 据对 太 平 洋 大 眼 金 枪 鱼 延 绳 钓 渔业 （ 伟 等 ，２０） 樊 ０ ４ 和太 平 洋 黄鳍 金 枪 鱼 （ｈｎ ｕ ｌａａｅ）崔 雪 森 Ｔｕｎｓａｂｃｒｓ （ 等 ，２ ０）延 绳钓 渔业 分析 ，发现 两种金 枪 鱼渔业 ０５ 具 有相 同的渔 场特 征 。另有学 者利 用 印度 洋金 枪 鱼 管 理 委员 会 的金 枪 鱼 生 产 数 据 库 ，对 １６ — ０４ ９７ ２０ 年 间 印度洋金 枪鱼 延绳 钓主要 渔获 种类 的产量 ，按 年 采用 Ｇ Ｓ 件分 析 了其 捕捞 产量 的地理 空 间分布 Ｉ软 （ 为 峰 等 ，２０ ） 周 ０ ９ ，以及 利 用灰 色 关 联 度 方法 及 渔 业 地 理 信 息 系 统 软 件 Ｍａ ｎ ｘｌｒｒ４０对 ｉ ｒ ｅＥ ｐｏｅ ．
海洋科学中的海洋地理信息系统研究进展
海洋科学中的海洋地理信息系统研究进展在当今科技飞速发展的时代，海洋科学领域的研究不断深入，海洋地理信息系统（Marine Geographic Information System，简称 MGIS）作为一项关键技术，正发挥着日益重要的作用。
MGIS 融合了地理信息系统、海洋科学、计算机科学等多学科的知识和技术，为我们更好地认识、管理和保护海洋提供了有力的工具。
海洋地理信息系统的基本概念与特点MGIS 是一种专门用于处理和分析海洋地理数据的信息系统。
它通过收集、存储、管理、分析和展示海洋相关的地理空间数据，如海洋地形、海洋气象、海洋生态、海洋地质等，帮助研究人员和决策者获取有关海洋的全面、准确和及时的信息。
与传统的地理信息系统相比，MGIS 具有一些独特的特点。
首先，海洋环境复杂多变，数据量大且动态性强，这要求 MGIS 具备高效的数据处理和更新能力。
其次，海洋地理数据的精度和准确性对于研究和应用至关重要，MGIS 需要采用高精度的测量和建模技术。
此外，海洋中的现象和过程往往具有多尺度和多维度的特征，MGIS 必须能够支持对这些复杂数据的综合分析和可视化。
海洋地理信息系统的关键技术数据采集与处理技术是MGIS 的基础。
通过卫星遥感、海洋观测站、浮标、潜水器等多种手段，可以获取大量的海洋地理数据。
然而，这些数据往往存在着格式不一致、误差较大等问题，需要进行数据清洗、校准和融合等处理，以提高数据的质量和可用性。
空间数据库技术在 MGIS 中起着核心作用。
海洋地理数据具有空间相关性和拓扑关系，需要建立高效的空间数据库来存储和管理这些数据。
同时，为了应对海量数据的存储和快速查询需求，还需要采用分布式数据库和云计算技术。
数据分析与建模技术是 MGIS 的关键。
通过运用数学模型和统计方法，可以对海洋地理数据进行分析和预测，例如海洋潮流模拟、海平面变化预测、海洋生态系统评估等。
此外，基于人工智能和机器学习的算法也逐渐应用于 MGIS，提高了数据分析的准确性和智能化水平。
地理信息系统发展应用现状及应用前景
信息技术Һ㊀地理信息系统发展应用现状及应用前景沈东旭摘㊀要：在地理信息系统不断发展和完善的过程中，地理信息技术得到了越来越广泛的应用㊂测绘是城市地理信息系统中的基本工作㊂通过建立以测绘为中心的测绘数据信息管理系统，可以不断促进信息系统的全面发展，提高其应用效果㊂同时，建立用于城市测绘的地理信息系统与科学技术发展和城市化的进程有十分紧密的联系㊂因此，城市测绘技术人员和此方面的专业人才应及时做好准备，提前准备好建设方案，明确未来的发展方向，积极建立测绘地理信息系统㊂关键词：地理信息；现状；应用前景一㊁地理信息系统的内涵和功能（一）内涵地理信息系统是一种立足于计算机软件的空间系统，它综合应用于信息科学理论和系统工程理论来获取存储㊁传输㊁管理㊁分析和使用地理信息㊂它是动态实现的，它还是不同学科以及多种技术手段共同合成的产物，不仅仅满足基础的制图应用要求，且随着社会与人类的发展而发展，该应用程序是地理信息系统的根本原因也是最终目的㊂（二）功能地理信息系统（ＧＩＳ）的基本功能体现在六个方面㊂（１）数据收集与整理㊂它主要用于检索数据并确保地理信息系统数据库的数据中的内容的完整性㊂（２）数据变换和处理，确保保存数据时的数据完整性和逻辑一致性，达到预计效果㊂（３）数据存储和管理功能，地理信息数据库管理系统是以一种新型技术手段对数据进行保存，其中包含数据库定义，数据库建立和维护，数据库操作以及通讯功能㊂（４）地理信息系统还包含绘制地图功能，具体是按照其中的数据结构和仪器的种类，可以获取栅格地图和矢量化地图㊂不仅仅可以为社会公众提供多功能的地图，甚至还可以为每个图层输出地图㊂（５）空间查询和空间分析功能包括拓扑空间查询，缓冲区分析，数字高程模型建立和地形分析㊂（６）二次开发和编程功能用户可以在自己的编程环境或地理信息系统中调用地理信息系统的命令和功能㊂某些功能可以作为用户开发和使用的特殊控件㊂二㊁地理信息系统的研究内容（一）数据的获取地理信息系统检索到的数据由外部原始数据处理，并转换为计算机可识别的过程，这些过程可以应用于实际数据格式㊂可以通过处理外部数据来构建能被存储的数据㊂根据形状来划分，原始数据基本可以分为两种模式㊂一个是空间数据，另一个是属性类别数据㊂所谓的空间数据通常是以图形方式存在，他们常用的输入方法是键盘输入或通过新型的技术手段扫描到数据库中㊂属性数据是一种专门用来描述空间的物理属性的数据形式，常用的是键盘输入㊂目前，遥感技术和全球信息定位技术正逐渐与地理信息系统相融合，为获取原始数据提供了更为方便的方式，并成为获取数据的重要途径㊂（二）转换与处理数据地理信息数据处理过程是使用适合的处理数据的软件，在进行整理以及处理之后执行拓扑建模，然后将测量图形叠加到系统上㊂使用地理信息系统软件进行整理的优势是，集中在收集数据属性和相互关系的能力上㊂当收集的数据属于复杂实体并与相邻数据相关时，可以以建模的形式对其进行分析㊂此外，地理信息系统软件的分析操作范围还涉及建立特征缓冲区，例如在图形叠加时显示的数据逻辑㊂（三）数据的显示与输出这意味着可以通过用户可以识别的格式灵活显示用户需要通过地理信息系统分析图形㊁数据报告㊁文本报告和数学数据等等㊂可用的输出设备包括计算机监控设备㊁复印机器㊁绘制图仪器和照排机等等㊂在输出之前，还应在各种类的仪器上转换调试㊁及时进行错误调整㊁光刻和数据转换，达到理想的状态㊂三㊁地理信息系统的实际应用（一）空间领域为地理信息系统应用程序提供了广阔的发展空间㊂比如，可以通过地理信息系统实现相关数据的可视化；以及空间数据的分析以及重要模型的构建㊂基础设施的分布而言，地理信息系统可用于计划和设计㊁统计研究㊁数据采集㊁分析和分类并最终建立合理的基础设施㊂通过建立空间决策支持系统，地理信息系统可以对相关内容（如道路设施分布和桥梁设施分布）进行可视数据调查㊂为基础设施建设提供切实的帮助，进一步加快基础建设的发展㊂（二）城市规划设计领域地理信息系统可以有效地收集城市数据信息㊂这些数据是城市和区域规划与设计的重要基础㊂城市总体规划，施工现场方案评估，环境质量评估，公用事业建设以及动态的城市环境检测都是不可分割的㊂我们支持这些数据㊂地理空间信息系统的空间搜索方法，多条信息的叠加以及一系列分析软件可以有效地提供信息的实用性㊂帮助城市进行合理规划，更好的为大众服务㊂（三）灾害监测领域地理信息系统利用遥感遥测数据建立救灾系统，实现灾害预报和灾后损失估算，为防灾和应急救援提供及时准确的信息㊂有助于统计和遥感遥测数据有助于实时疾病和灾难监控㊁关键基础设施的保护㊁移动和车辆地图绘制㊁灾难损失估计以及紧急命令和控制㊂在灾害监测领域有着不可估量的作用，为国家规避灾害㊁加快经济发展提供巨大帮助，一定程度上促进国民经济发展㊂四㊁小结总之，由于地理信息系统是一个新的主题研究领域，且地理信息系统不是一个单一的研究主题，而是一个知识性非常全面的主题，因此一方面其他行业为地理信息系统提供实践上面的支撑，一定程度上会带动地理信息系统不断的发展和完善，另一方面地理信息系统的快速发展，还会加快其在其他行业更加广泛的应用，因此在未来的发展过程中，地理信息系统将在我国的经济发展中发挥非常重要的作用，进一步为我国的信息技术提供新的研究参考㊂参考文献：［１］徐翠云．地理信息系统的应用现状及发展趋势［Ｊ］．地质找矿论丛，２００１（１）：５２－５７．［２］张欢，郑连福，初凤友，等．海洋地理信息系统的应用现状及其发展趋势［Ｊ］．海洋地质前沿，２０１３（７）：１１－１７．作者简介：沈东旭，南京地信测绘技术有限公司㊂５０１。
海洋测绘技术的现状与未来发展趋势
海洋测绘技术的现状与未来发展趋势近年来，随着全球城市化进程的加速和对海洋资源的不断开发利用，海洋测绘技术变得愈发重要。
海洋测绘技术是一门涉及测量、地理信息、数据处理和可视化等多个领域的综合性技术，它在海洋资源开发、海洋环境保护和国家安全等方面发挥着重要的作用。
本文将介绍海洋测绘技术的现状，并探讨其未来发展趋势。
一、海洋测绘技术的现状1. 高精度测量技术的应用随着卫星定位技术的快速发展，全球定位系统（GPS）已成为海洋测绘中不可或缺的工具。
通过将GPS接收仪与测绘设备相结合，可以提供高精度的位置测量。
同时，惯性导航系统（INS）的应用也成为海洋测绘技术的重要组成部分。
INS结合惯性测量单元和传感器技术，可以实现对航向、航速和航向角的高精度测量。
2. 深海探测技术的突破随着人们对深海资源的关注度提高，深海探测技术也取得了重大突破。
声纳技术是现代海洋勘探中得到广泛应用的技术之一。
多波束声纳系统可以提供更详细的海底地形图像，从而为海洋科学家研究海底地貌、地震活动和海洋生物等提供了重要数据。
3. 数据处理和可视化技术的发展海洋测绘技术产生了大量的数据，因此对数据进行处理和可视化成为发展的重要方向。
在数据处理方面，海洋地理信息系统（GIS）的应用使得对海洋数据的分析和管理更加高效。
同时，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的应用也可以帮助测绘人员更直观地理解和应用测绘数据。
二、海洋测绘技术的未来发展趋势1. 自主水下机器人技术为了提高深海勘探的效率和安全性，自主水下机器人技术将成为未来海洋测绘技术的重要发展方向。
自主水下机器人可以实现海底地形测量、水质监测和资源勘探等任务，减少人力投入，并提高数据的准确性和可靠性。
2. 人工智能的应用随着人工智能技术的迅速发展，海洋测绘技术也将得到进一步提升。
人工智能在数据处理、机器学习和决策支持等方面的应用，可以帮助测绘人员更快地分析数据、提取特征，并做出准确的判断和决策。
海洋三维地理信息系统数据模型研究
为 了克 服 等 边 长 立 方 体 数 据 量 大 的 弊 端 ，人 们 采
用 了线 性 八 叉 树 模 型 ， 它 实 质 上 是 边 长 可 对 半 细
分 的立 方 体 充 填 模 型 。 八 又 树 的优 点是 能 对 不 规 则 、不 均质 实 体 的 内 部 进 行 描 述 ；缺 点 是 随 着 分 辨 率 的 提 高 ，存 储 量 将 成 倍 地 增 加 ， 其 精 度 不 高 。 四面 体 格 网模 型 利 用 不 规 则 四面 体 作 为 描 述 空 间实 体 的 基 本 体素 。 其 特 点 是 能 够 保 存 原 始 观 测 数 据 ， 并 可 精 确 表 示 目标 。 同 时 四 面 体 格 网 既 具 有 体 结 构 的优 点 ， 又 可 以利 用 四面 体 问 的邻 接
及变 换 结 果 ，树 根 表 示 整 个 形 体 。
２ ３ 矢 量 模型 ．
目前 能有效描述三 维实体 的数据 模型主要有 ：
收稿 日期 ：２ ２年 ５ ９日 ｏ０ 月
矢 量 模 型 又 称 边 界模 型 ， 它 是 二维 中 点 、
息管理 的３ － Ｉ 数据模 型和 海洋 时空 数据模 型 ，并讨论 了其对 数字海 洋 的支持 。 ＤＧ Ｓ
关键 词 ３ － Ｉ ３ 数 据模 型 ＤＧ Ｓ Ｄ 海 洋信 息管理 数字 海洋
２ １ 三维 体 元 充填 模型 ．
１ 前 言
目前 地 理 信 息 系 统 （ Ｉ Ｇ Ｓ）技 术 已在 海 洋 资
维普资讯
海 洋 信 息
２０ ０ ２住
海 洋三维地理信息系统数据 模型研究
林 宁
（ 国家海洋 信息 中心 天津３ ０ ７ ） ０ １ １
基于三维虚拟地球的海洋环境数据动态可视化研究
基于三维虚拟地球的海洋环境数据动态可视化研究一、概要随着科技的飞速发展，虚拟地球技术已经逐渐走进了我们的生活。
在这个信息爆炸的时代，如何更好地利用这些技术来提高我们的工作效率和生活质量呢？本文将重点研究一种基于三维虚拟地球的海洋环境数据动态可视化方法，以期为我国海洋环境的保护和可持续发展提供有力支持。
在这篇文章中，我们首先会介绍虚拟地球的基本概念和技术原理，让读者对这个领域有一个初步的了解。
接下来我们将详细阐述基于三维虚拟地球的海洋环境数据动态可视化的研究方法和实现过程，包括数据的获取、处理、分析以及可视化展示等环节。
此外我们还将探讨这种方法在实际应用中可能遇到的问题和挑战，以及如何克服这些困难，使之更加完善和实用。
1. 研究背景和意义随着科技的发展，人们对海洋环境数据的可视化需求越来越高。
而传统的二维地图无法满足人们对于海洋环境数据多维度、立体化展示的需求。
因此本研究旨在探索一种基于三维虚拟地球技术的海洋环境数据动态可视化方法，以便更好地展示和分析海洋环境数据。
三维虚拟地球技术是一种将地理信息与计算机图形学相结合的技术，可以实现地理信息的立体化展示。
通过这种技术，我们可以将海洋环境数据以三维的形式呈现在用户面前，使得用户可以更加直观地了解海洋环境的状况。
同时本研究还将探讨如何利用动态效果来增强可视化效果，使得用户可以在观察到海洋环境数据的同时，感受到其变化趋势。
本研究的意义在于：首先，它可以提高人们对海洋环境数据的认识和理解；其次，它有助于政府部门制定更加科学合理的海洋环境保护政策；它还可以为海洋科研工作者提供一种新的可视化方法，有助于他们更好地开展研究工作。
2. 国内外研究现状海洋环境数据的可视化一直是一个备受关注的研究领域，因为它不仅有助于我们更好地理解和分析海洋环境，还能够帮助我们预测未来的海洋环境变化。
近年来随着科技的发展，尤其是计算机图形学和虚拟现实技术的进步，基于三维虚拟地球的海洋环境数据动态可视化研究已经成为了一个热门的研究方向。
我国海洋大地测量基准与海洋导航技术研究进展与展望
我国海洋大地测量基准与海洋导航技术研究进展与展望一、本文概述随着全球经济的不断发展和海洋资源的日益重要，我国海洋大地测量基准与海洋导航技术的研究和应用显得愈发重要。
本文旨在全面概述我国在这一领域的最新研究进展，并对未来的发展趋势进行展望。
海洋大地测量基准是海洋测量的基础，它提供了海洋地理信息的基准框架，对于海洋资源开发、海洋环境保护、海洋灾害预警等方面都具有重要意义。
海洋导航技术则是海洋运输、海洋探测、海上作业等领域的关键技术，其精确度和稳定性直接影响到海上活动的安全性和效率。
近年来，我国在海洋大地测量基准与海洋导航技术研究方面取得了显著进展。
通过实施多项国家重大科技项目，我国在海洋测量设备研制、数据处理方法、系统集成等方面取得了重要突破。
我国积极参与国际交流与合作，推动了相关技术的国际标准化和产业化发展。
然而，面对全球海洋事业发展的新挑战和新机遇，我国在海洋大地测量基准与海洋导航技术方面仍面临诸多问题和挑战。
例如，海洋测量数据的精度和覆盖范围仍有待提高，海洋导航技术的智能化和自主化水平还需进一步加强。
因此，本文在概述研究进展的还将对未来发展策略进行探讨，以期为我国在这一领域的持续发展提供有益参考。
二、我国海洋大地测量基准的研究进展随着我国海洋事业的快速发展，海洋大地测量基准的研究取得了显著进展。
海洋大地测量基准是海洋测量工作的基础，对于保障海洋权益、推动海洋经济发展具有重要意义。
在海洋大地测量基准建设方面，我国已经建立起较为完善的海洋测量基准体系。
这一体系以国家大地测量基准为基础，通过卫星大地测量、海洋重力测量、海底地形测量等手段，逐步实现了从陆地到海洋的无缝衔接。
其中，卫星大地测量技术的发展尤为突出，我国已经成功发射了多颗高分辨率的卫星，为海洋测量提供了丰富的数据源。
在海洋导航技术研究方面，我国也取得了重要突破。
随着北斗卫星导航系统的全面建成和投入使用，我国海洋导航技术迈上了新台阶。
北斗卫星导航系统不仅提高了导航精度和稳定性，还为我国海洋测量提供了自主可控的技术支持。
国内外海底探测技术调研报告
国内外海底探测技术调研报告摘要：21世纪是海洋开发和利用的时代。
各国均加大了对海洋的关注和投资，深海探测技术得到迅速发展。
空中的定位系统，海上的调查平台，各类探测仪器和设备领域取得一系列重大进展和新发现。
本文将主要从大众关注的定位系统、海洋调查船、测深技术、钻探技术、深潜技术阐述，并对比国内外的发展状况。
关键词：深海探测技术；定位系统；海洋调查船；钻探技术；测深技术；深潜技术1.海上定位系统准确的导航定位对于建立海底地形、沉积物正确的空间关系和准确的动图是必不可少的。
现今全球四大核心卫星导航系统分别是美国的GPS系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的格洛纳斯系统以及中国的北斗导航系统。
美国的全球定位系统（Global Positioning System）简称GPS，是由美国陆海空三军于二十世纪七十年代联合研制的定位系统。
它由24颗卫星组成（图1），军民两用。
民用精度约为10米，军用精度为1米。
不论任何时间，任何地点，至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。
4颗卫星可以确定三维坐标，三颗卫星可以确定平面坐标。
俄罗斯的“格洛纳斯”系统，目前有24颗卫星正常工作，军民两用，组网时间比GPS 更早，由于苏联解体建设进度大大减慢。
如今精度在10米左右，“格洛纳斯”系统完成全部卫星的部署后，其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1.5米以内。
欧洲的“伽利略”系统，中国于2003年参与投资研制。
有30颗卫星组成，定位误差不超过1米，主要为民用。
预计将会于2014年开始运作，但由于欧盟内部分歧与资金问题，完工时间尚不能确定。
中国的“北斗”系统，是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统（BDS），是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成（图2）。
“北斗一号”精确度在10米之内，而“北斗二号”可以精确到“厘米”之内。
2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。
地理信息系统在海洋渔业中的应用现状及前景分析
地理信息系统在海洋渔业中的应用现状及前景分析摘要：由于过度捕捞，全球渔业资源面临衰退的威胁，如何合理指导渔业生产、科学管理资源是人类面临的一个重要问题。
渔业地理信息系统，已成为指导渔业生产、进行渔业研究、达成资源科学管理的一个利器。
在广泛的空间和空间易变的环境特别是海洋渔业环境中进行作业，GI S 作为一种工具，具有对多学科课题领域中进行空间管理所必须的要求和功能。
关键词：地理信息系统；海洋渔业；前景分析前言地理信息系统（GI S）作为一种空间决策支持系统，它不仅拥有信息系统所具备的一般特征，而且具备分析空间信息的能力。
鉴于地理信息系统作为一种分析工具快速地涌现，它是调查空间的提供鱼类资源变动和在管理方面提供帮助的最佳选择。
在渔业地理信息系统中，现实世界各种渔业地理现象被表达成一系列的地理特征，从而实现到统一的地理空间中，去认识、理解和分析各种复杂海洋学现象和过程。
1 GIS 在海洋渔业中的应用状况综合目前国内外GIS 技术在海洋渔业中的应用，通常涉及以下几个主要方面：渔海况数据采集与分析，渔业资源与海洋环境关系，水产养殖选址，渔业资源评估与分析，标志放流，海洋生态系统以及渔情预报等。
1.1 渔海况数据采集与分析数据采集主要是通过各种方法获取数据，包括利用声学调查和遥感（卫星或航天飞机等）等仪器设备获得数据。
近年来，卫星图像及其它遥感的数字信息越来越多地被用于海洋生物分布及其与海洋环境关系的动态研究，如声学调查的数字信息纳入到GIS 中，用于现场三维生物量的估计、海底地形测绘等；浮游植物是渔海况中极为重要的因子之一，也是生态系统食物链中许多高营养级生物的基础，因此识别浮游植物生物量的分布是了解生态与海洋环境的第一步。
在GIS 的支持下可以对海域浮游植物丰度的时空分布特征及其密集中心位置的变化进行了分析和模拟；有专家指出，如果在数据收集方法上没有根本转变，GIS 在海洋渔业中的应用潜力将变得很困难。
地理信息系统原理与应用PPT课件
向、流速流向等海况数据,模拟事故的发生和发展过程,以便
采取有效的救助打捞或防范措施。
28
第一章 海洋GIS概述
地理信息系统原理与应用
§1.2 海洋GIS的发展历程
29
§1.2 海洋GIS的发展历程
地理信息系统原理与应用
探索阶段（20世纪60年代至90年代初）
GIS在海洋中的探索始于20世纪60年代初，以美国国家海洋测 量局的航海图自动化制图为发端，但此后的几十年的海洋应 用，GIS并未引起人们的重视
§1.1 地理信息系统与海洋GIS
空间数据
地理信息系统原理与应用
地理信息系统的操作对象是地理数据，它具体描述地理实体的空间 特征、属性特征和时间特征。
空间特征：是指地理实体的空间位置及相互关系；
属性特征：表示地理实体的名称、类型和数量等；
时间特征：指实体随时间而发生的相关变化。
根据地理实体的空间图形表示形式，可将空间数据抽象为点、线和 面三类元素，它们的数据表达可以采用矢量或者栅格两种组织形式， 分别称为矢量数据结构和栅格数据结构。
25
§1.1 地理信息系统与海洋GIS
决策管理功能
地理信息系统原理与应用
当前 ,沿海地区出现经济多元化发展趋势 ,管理 方式也从单一的经济目标管理向社会、资源、环 境、文化等多目标管理模式转变 。MGIS通过一 般决策模型 、多目标决策模型、模糊决策模型 等不同的决策模型,为海岸带综合管理分析自然 和社会各种因素提供多目标辅助决策支持 ,以减 少决策的盲目性和片面性,同时,也为海岸带管理 实现标准化、可视化、计算机化的统一管理提供 了技术手段 ,从而达到信息资源共享、提高管理 效率、节约管理经费的目的
21
§1.1 地理信息系统与海洋GIS
海洋地理信息系统在环境保护中的应用
海洋地理信息系统在环境保护中的应用随着人口的不断增长和工业化的迅速发展，地球的环境面临着严重的威胁。
保护海洋环境成为当今社会中一个迫切的问题。
海洋地理信息系统（Marine Geographic Information System，简称MGIS）作为一种先进的空间信息技术，为环境保护提供了重要支持和帮助。
本文将探讨海洋地理信息系统在环境保护中的应用。
首先，海洋地理信息系统可以用于海洋生态环境监测和评估。
通过收集和整合各种海洋环境数据，如水质、海洋生物、海底地形等，MGIS可以为科学研究提供丰富的数据资源。
借助MGIS的空间分析和模拟功能，科研人员可以定量研究海洋污染的扩散规律和影响范围，评估海洋生态系统的健康状况，并提供相关的环境保护建议。
其次，海洋地理信息系统还可以用于海洋环境污染监测与预警。
通过实时监测和分析海洋环境参数，如水质指标、垃圾漂浮物等，MGIS可以及时发现和追踪污染源，并提供预警信息。
例如，当油污染事故发生时，MGIS可以通过遥感数据和空间分析技术定位和追踪溢油区域，以便采取相应的应急救援措施，减少污染的损害。
此外，海洋地理信息系统还可以促进海洋保护区的规划和管理。
通过MGIS的空间数据处理和分析功能，可以绘制和更新海洋保护区的边界，评估保护区内生物多样性的分布和状况，并制定相应的保护措施。
MGIS还可以模拟和预测人类活动对海洋生态系统的影响，以便制定合理的管理和保护政策。
此外，海洋地理信息系统还可以推动跨界合作，在全球范围内共同应对海洋环境问题。
通过数据共享和技术交流，不同国家和地区可以共同研究和解决共同面临的海洋环境挑战。
MGIS的空间数据标准和互操作性也为不同系统的集成提供了可能，有助于实现全球海洋地理信息的一体化和共享。
然而，要发挥海洋地理信息系统在环境保护中的应用潜力，还需克服一些挑战。
首先是数据获取和处理的问题。
海洋环境数据的收集和整合需要耗费大量的时间和精力，同时还要面对数据源的不稳定性和不完整性。
海底地形测绘技术的最新研究进展与应用
海底地形测绘技术的最新研究进展与应用近年来，随着科技的不断进步，海底地形测绘技术也取得了重要突破，为人类更深入地了解海洋提供了强有力的工具。
本文将介绍海底地形测绘技术的最新研究进展与应用，包括多波束声纳技术、激光测距技术以及卫星测高技术。
多波束声纳技术是一种非常有效的海底地形测绘技术。
该技术通过发射多个声波束来扫描海底，并利用声音的反射和折射原理测量声波的传播时间，从而得到海底地形的图像。
近年来，多波束声纳技术的精度和分辨率得到了大幅提高，不仅能够测绘出海底地形的细节，还能够检测到海底的生物群落分布和海底地质的变化。
这项技术已经在海洋调查、海底管道敷设以及海底资源勘探等领域得到了广泛应用。
激光测距技术是另一种常用的海底地形测绘技术。
激光测距技术利用激光束在水下的传输特性，测量激光束从水面到海底的传播时间，从而计算出海底的深度。
与多波束声纳技术相比，激光测距技术具有更高的精度和分辨率，能够提供更精确的海底地形数据。
这项技术在海洋地质调查、海底遗迹保护以及海洋环境监测等方面具有重要的应用价值。
此外，激光测距技术还可以通过测量激光的散射和反射来获取海水的透明度、盐度、温度等参数，为海洋科研提供了丰富的数据来源。
卫星测高技术是一种以卫星为平台，利用雷达测高仪对海面的高度进行测量的技术。
卫星测高技术可以实现对全球范围内海面高度的遥感监测，为海洋科学研究提供了全球海平面变化的重要数据。
此外，借助卫星测高技术还可以估计海洋表面风场、洋流、热含量等参数，为海洋气象和海洋环流模拟研究提供了重要依据。
这项技术的不断发展与应用，为我们更好地了解海洋的运动特性、海洋的质量分布以及气候变化等提供了重要支持。
海底地形测绘技术的最新研究进展为海洋科学研究和工程应用提供了巨大的推动力。
通过对海底地形的测量和分析，我们可以更好地了解海洋的地质结构、海洋生物多样性以及海洋与气候之间的关系。
此外，海底地形数据的获取还对海洋资源开发和海底工程建设具有重要的借鉴意义。
海洋保护事业单位的海洋地理信息系统建设与应用
海洋保护事业单位的海洋地理信息系统建设与应用海洋作为地球上覆盖面积之大的一个重要组成部分，承载着人类生存和发展的重任。
然而，随着人类活动的不断扩张和环境问题的日益严重，海洋生态环境受到了巨大的挑战和威胁。
为了保护海洋环境，许多事业单位开始着手建设海洋地理信息系统，以便更好地管理和保护海洋资源。
一、海洋地理信息系统的介绍海洋地理信息系统（Marine Geographic Information System，简称MGIS）是一种基于地理信息技术的海洋环境管理工具。
它以空间数据为基础，通过连接、管理、分析和展示海洋相关数据，提供科学决策支持和管理服务。
海洋地理信息系统拥有海量的数据资源，包括海洋地理、海洋环境、海洋生态和海洋资源等方面的数据。
这些数据可以来源于遥感数据、浮标观测、海洋调查和科研等多种途径，通过MGIS的整合和分析，可以为决策者提供准确的信息和数据支持。
二、海洋地理信息系统的建设1. 数据采集与整合建设MGIS的第一步是进行数据采集与整合。
这需要收集各类海洋环境数据，如海洋温度、盐度、流速和水深等数据，同时还要获取卫星遥感图像和船舶观测数据等。
采集完数据后，需要对数据进行分类、整理和标准化，以确保数据的完整性和一致性。
2. 数据存储与管理海洋地理信息系统需要一个强大的数据存储和管理系统来支持海洋数据的存储和处理。
这可以利用数据库技术来实现，如关系数据库、空间数据库等。
通过建立数据库，可以实现对数据的快速查询、更新和分析，提高数据的利用效率。
3. 空间分析与建模海洋地理信息系统的重要功能之一是进行空间分析与建模。
通过空间分析，可以对海洋环境和生态进行定量的评估和分析，比如海洋污染的扩散模拟和海洋生态的动态演变等。
同时，也可以通过建立数学模型，对海洋环境和生态进行预测和优化管理。
4. 决策支持与服务海洋地理信息系统的最终目标是提供科学决策支持和管理服务。
通过MGIS，决策者可以获取到准确的海洋信息和数据，辅助其进行科学决策。
海洋地质学的前沿研究及应用前景
海洋地质学的前沿研究及应用前景海洋地质学是研究海底形态、海底沉积物物质组成、过程和演化现象，以及海洋与地球相互作用的学科。
它是地质学研究领域中的重要分支，对于了解地球演化历史和未来趋势，以及资源开发利用具有重要意义。
在近几十年的发展中，海洋地质学获得了广泛的应用和前沿研究。
本文将对海洋地质学的前沿研究和应用前景进行介绍。
第一、高分辨率海底地形测绘技术高精度、高分辨率的海底地形测绘技术是海洋地质学的前沿和研究热点之一。
近年来，各国的科研人员利用多波束测深技术、声学成像测量技术、激光测測技术等手段，实现了对海底地形、地貌、构造、生态环境等方面的大范围、精细化、多角度的探测和研究，为后续研究提供了诸多数据支撑。
特别是在中国，自2003年开展“国家深海科学考察”以来，我国的海洋科研人员在潜水器、声学、地球物理、地球化学等方面的技术发展上突破了多项难题，取得了一系列世界领先水平的科研成果。
其中，南海深海地质测绘取得了世界级突破，通过对南海主汛期和间汛期的海平面变化进行研究，对于我国的天然气水合物资源探测等方面具有重大意义。
第二、海底环境演变与气候变化海底环境演变与气候变化是海洋地质学研究的热点之一，也是近年来获得重要进展的领域。
通过对海底沉积物、化石、地球化学地球物理等方面的探测与研究，可以了解海平面变化、洋流变化、热带气旋等自然现象与全球气候变化的关系，进而预测和评估未来的气候变化趋势。
近年来，海洋地质学在全球变化领域呈现出超越乃至替代陸地观测数据的重要趋势，例如，自深海沉积物中获取的气象、气候、涉及地壳运动的资料等，在模式重构和古气候重建方面占有举足轻重的重要地位。
同时，海洋地质学的研究成果对于评估全球氧含量、海洋生态状况、沉积物成因等多种科学问题也发挥出重要作用。
第三、海底资源探测与开发海洋资源是蕴藏量丰富的类地球表面未开发领域之一。
海底矿产资源、天然气水合物、石油等在未来的能源发展中具有重要意义。
海洋地理信息系统的建设与应用指南
海洋地理信息系统的建设与应用指南随着社会的进步和科技的发展，海洋领域的研究和应用也日益增多。
海洋地理信息系统（Marine Geographic Information System，简称Marine GIS）作为现代地理信息系统的一个重要分支，在海洋领域的研究和应用上起到了重要的作用。
本文将为读者介绍海洋地理信息系统的建设和应用指南，并探讨其未来的发展方向。
一、海洋地理信息系统的概念和作用海洋地理信息系统是将海洋地理实体、海洋环境和海洋资源等相关信息整合起来，利用计算机技术和地理信息技术进行存储、管理、分析和展示的系统。
其主要目的是提供给决策者、研究人员和行业从业人员海洋环境和资源的全面、及时、准确的信息，以支持相关决策和应用。
海洋地理信息系统具有以下几个作用：1. 海洋资源管理：通过对海洋渔业、海洋能源、海洋生态环境等方面的数据进行整合和分析，提供科学合理的海洋资源管理方案。
2. 海洋环境保护：通过对海洋污染、海洋生态破坏等方面的数据进行监测和预警，提供有效的海洋环境保护措施。
3. 海洋空间规划：通过对海洋空间利用、海洋交通、海洋工程等方面的数据进行整合和分析，提供科学的海洋空间规划方案。
4. 海洋灾害预防：通过对海洋台风、海啸、海洋溢油等方面的数据进行监测和分析，提供有效的海洋灾害预防方案。
二、海洋地理信息系统的建设步骤1. 数据获取和整理：建设一个有效的海洋地理信息系统首先需要收集和整理各种相关的数据，包括海洋地理实体数据、海洋环境数据和海洋资源数据等。
2. 数据预处理：对收集到的数据进行质量检查和预处理，确保数据的准确性和一致性。
其中包括数据的格式转换、数据的清洗和数据的配准等操作。
3. 数据存储和管理：建立一个高效的数据库系统，对海洋地理信息进行存储和管理。
在数据库设计中，需要考虑到数据的组织结构、数据的索引和数据的查询等方面。
4. 数据分析和挖掘：利用地理信息技术和计算机技术对海洋地理信息进行分析和挖掘，提取有用的信息和知识。
地理信息技术在海洋资源保护中的应用
地理信息技术在海洋资源保护中的应用海洋是地球上最广阔的领域之一，拥有丰富的资源和生态系统。
然而，随着人类活动的增加和环境污染的加剧，海洋资源正面临着日益严重的威胁。
为了保护海洋资源，地理信息技术（GIS）成为了一种强大的工具。
本文将探讨地理信息技术在海洋资源保护中的应用。
首先，地理信息技术通过提供准确的空间数据和图像，可以帮助科学家们更好地了解海洋生态系统。
通过卫星遥感技术，我们可以捕捉到海洋中的各种生物和自然现象。
这些数据可以用来分析海洋的生态环境，监测物种分布和数量变化，以及评估海洋生物多样性的状况。
通过这些数据，科学家们能够更好地制定保护措施，以保护濒危物种并维护海洋生态的平衡。
其次，地理信息技术在海洋资源管理中发挥着重要的作用。
海洋资源的管理需要大量的空间数据和统计信息。
地理信息系统可以提供一种有效的方法来收集、分析和可视化这些数据。
例如，当需要评估某一海区的渔业资源时，GIS可以帮助在地图上标记出渔场的位置，显示不同种类的渔业活动，并提供物种的分布和数量情况等相关信息。
这样，政府和管理机构就能更好地制定相应的政策和管理措施，以保护渔业资源的可持续利用。
此外，地理信息技术还可以用来监测和预测海洋污染的情况。
通过不断获取和比对污染源和海洋污染物数据，GIS可以帮助揭示污染物的来源和扩散路径，并评估其对海洋生态系统的影响。
这有助于制定和改进海洋环保政策，以减少污染物的排放，保护海洋环境和生物多样性。
最后，地理信息技术还能够帮助实现海洋保护区的规划和管理。
海洋保护区是一种重要的保护手段，它可以限制人类活动，保护海洋生物的栖息地。
GIS可以协助对海洋保护区的位置和范围进行科学评估，并预测保护区内生物多样性的分布情况。
利用GIS，管理者可以更好地规划保护区的边界，并制定相关的管理政策，以确保保护区的有效运行。
综上所述，地理信息技术在海洋资源保护中扮演着重要的角色。
它不仅可以提供准确的空间数据和图像，帮助科学家们更好地了解海洋生态系统，还可以用来收集、分析和可视化海洋资源的管理信息，监测和预测海洋污染情况，以及规划和管理海洋保护区。
基于地理信息系统的海洋环境监测评价研究综述
基于地理信息系统的海洋环境监测评价研究综述地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、管理、分析和展示地理数据的工具和技术。
它已经在各个领域得到广泛应用，对于海洋环境监测评价也起到了重要的作用。
本文将对基于地理信息系统的海洋环境监测评价研究进行综述，从数据收集、数据管理、数据分析和决策支持等方面进行探讨。
海洋环境监测评价是指通过对海洋环境中的各种要素进行持续观测、采样和分析，以评估海洋环境的质量状况和态势变化。
地理信息系统在海洋环境监测评价中的作用主要体现在以下几个方面：一、数据收集海洋环境监测评价需要大量的数据支持，而地理信息系统能够提供空间数据和属性数据的管理和分析功能，方便海洋环境数据的采集和整合。
通过GPS技术和遥感技术，可以实时获取和记录海洋环境中的位置信息和影像数据。
同时，地理信息系统还能够集成海洋观测站、船舶和无人机等海洋观测设备的数据，形成全面、连续、多尺度的海洋环境数据库。
二、数据管理地理信息系统具有强大的数据库管理功能，能够对大规模的海洋环境数据进行存储、查询和更新。
通过建立海洋环境数据库，可以方便地存储和管理各类海洋环境数据，包括海洋水质、海洋生态、海洋气象等多种数据类型。
同时，地理信息系统还支持数据的空间和属性关联分析，可以实现多维度的数据查询和分析，为海洋环境评价提供支持。
三、数据分析地理信息系统提供了丰富的空间分析功能，能够对海洋环境数据进行空间插值、空间统计和空间模型构建等操作。
通过空间分析技术，可以将离散的海洋环境数据插值成连续的表面，形成空间分布图。
同时，可以利用空间统计方法，对海洋环境数据进行聚类分析、热点分析和时空变化分析等，揭示海洋环境的空间格局和时空变化规律。
此外，地理信息系统还支持空间模型的构建和模拟实验，可以对海洋环境进行预测和评价。
四、决策支持地理信息系统不仅提供数据管理和分析功能，还具备决策支持的能力。
海洋地理信息系统(MGIS)研究进展
３Ｄ 功 能 以 外 ， 通 过 ４Ｄ 系统 分 析 环 பைடு நூலகம் 的 时 一 能
１ 海 洋 地理 信 息 系统 的 内涵
地 理 信 息系统 （ Ｓ 在 ２ ＧＩ ） ０世 纪 ８ ～ ９ ０ ０年 代 得 到 迅 速 的 发 展 和 广 泛 的 应 用 ， 除 了 民用 它 事 业 及 商 业 应 用 以 外 ， 为 军 事 和 战 争 解 决 空 还
２ １ 海 洋影 响 陆 地 的 评 价 ． 一 … …。… 一… … ’ 海 洋 影 响 陆 地 的 实 例 有 盐 水 入 侵 ， 洋 油 海 溢 和 风 暴 潮 。海 洋 地 理 信 息 系 统 可 以监 测 和 估 算 盐 水 入 侵 的 实 际状 况 及 发 展 趋 势 并 利 用 水 的 利用率 模拟 预报 海水 入 侵 的理 论深 度和 范 围 ； 通过 ＧＰ Ｓ和 ＧＩ Ｓ可 以 监 测 油 溢 发 生 的 位 置 、 移 动变化 状况 、 成 ， 构 并通 过 信 息 记 录 传 输 进 行 清 理 船 只 的 运 作 决 策 ； 暴 潮 的 影 响 通 过 风 暴 移 风 动 路 径 监 测 及 潮 位 预 报 模 型 ， 析 危 及 的 范 围 分
维普资讯
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Ｍ ａ ｉｅＧｅ ｌｇ ｅ ｔｒ 海 洋 地 质 动 态 ｒ ｏｏ ｙＬ ｔｅ ｓ ｎ
文 章缉 号 ：Ｏ ９２ ２ （ ０ ２ Ｏ ０ ３ ０ ｌ Ｏ ７ ２ ２ ０ ） ｌ０ ２， ４ 一
间数据处 理和管理 问题 提供最 新式 的武 器 。就
地 球 科 学 而 言 ， Ｓ是 空 间 信 息 处 理 、 析 管 ＧＩ 分 理 和 显 示 的 一 种 强 有 力 的 手 段 ， 个 手 段 已 在 这 陆 地 制 图 、 市 及 企 业 管 理 、 立 空 间 数 据 分 析 地 建 模 型 等 方 面 得 到 广 泛 应 用 。 年 来 ， 于 全 球 环 近 由 境 变 化研 究及 海 洋 资源 与环 境管 理 的 需求 ， 海
地理信息系统在国内外应用现状
地理信息系统在国内外应用现状地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种用于收集、存储、处理、分析和展示地理信息的电脑软件系统。
它通过结合各种数据源，包括空间数据、属性数据和地图数据，使得人们可以更好地了解地理信息，从而做出更好的决策。
自上世纪六十年代以来，GIS已经在生态环境保护、城市规划、自然灾害救援、国土资源管理等领域得到广泛应用。
本文将介绍GIS在国内外应用的现状。
国外应用现状美国应用现状在美国，GIS早在上世纪六十年代就开始应用于城市规划，随着计算机和卫星技术的不断发展，GIS逐渐向农业、林业、水资源、电力、环保、军事等领域延伸。
其中最具代表性的应用是美国国家地理空间情报局，该局利用GIS将卫星遥感影像进行综合处理，以实现对全球地理信息的管理和分析。
同时，GIS在公共服务和社会管理方面的应用也日益普及，如许多城市利用GIS开发了网上求职平台和交通导航系统，方便市民的生活。
欧洲应用现状欧洲国家的GIS应用主要集中在环境保护和城市规划领域。
其中最具代表性的应用是欧盟的Copernicus计划，该计划构建了一整套卫星遥感和GIS技术的监测系统，通过卫星遥感采集全球范围内的海洋、土地、大气和气候等信息，并实现对环境污染、动物迁徙、自然灾害等重要事件的实时监测和预警。
此外，欧洲许多城市还开始利用GIS 实现智慧城市的建设，如英国的伯明翰市和法国的纽伦堡市都已经建立了涵盖交通、公共安全、城市管理和医疗卫生等多个领域的智慧城市平台。
国内应用现状生态环境保护我国地理信息技术在生态环境保护方面的应用具有一定的先进性。
例如，在水环境保护方面，某些城市在城市排水管网中建设数据管理系统，通过GIS技术实现对排水管网、排污口位置、排污口属性、接收水体情况等基础数据进行管理，并且可以实现对排水管网的模拟分析和动态监测。
另外，在湖泊治理和水体环境保护方面，GIS系统可以综合各种水环境参数信息，辅助环保人员了解水体污染分布情况，为生态环境保护提供了重要的技术支持。
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海洋地理信息系统国内外研究进展王红梅朱振海(中国科学院遥感应用研究所北京 100101)摘要二十一世纪将是“海洋的世纪”，海洋将成为下世纪国际竞争和开发的重点领域。
海洋地理信息系统可大大提高海洋数据的使用率和工作效率，并改善海洋数据的管理方式。
海洋地理信息系统在海洋研究领域所起到的重要作用,日益受到人们的重视。
本文在分析了海洋地理信息系统的研究背景后，总结了国内外学者在此领域的研究状况，并对其发展前景作了简单的评述。
关键词海洋领域地理信息系统海洋地理信息系统1引言随着社会的发展、环境的破坏和陆地资源的消耗，人类将目光转向了海洋这个自然资源宝库。
二十一世纪将是“海洋的世纪”，海洋将成为下世纪国际竞争和开发的重点领域。
掌握海洋的活动规律，调查海洋资源及促进海洋合理开发利用，已成为当前高科技发展的迫切任务。
尽管人们对海洋领域有着浓厚的兴趣，但是只有一些互相独立的单位分别进行研究，收集数据的格式只有他们自己能使用。
这种研究方式工作效率非常低，造成数据的使用率也很低，从而导致各种信息资源的浪费。
海洋地理信息系统( Marine Geographic Information System, 以下简称MGIS )可以为各种来源的数据提供协调坐标、存储和集成信息等工具。
MGIS的使用可大大提高海洋数据的使用率和工作效率，并改善海洋数据的管理方式。
海洋地理信息系统在海洋研究领域起到越来越重要的作用，因而日益受到人们的重视。
2 海洋地理信息系统研究背景地理信息系统(Geographic Information System，以下简称GIS)给人们提供了便捷的数据管理工具和友好的人机交互环境，经过三十多年的发展与完善，已广泛应用在众多领域中，发挥着重要的作用。
例如，政府机构利用GIS来进行城市规划、农业产量评估、土地利用分析、公共交通管理和环境规划治理等；资源管理部门利用GIS进行国土资源管理、野生动植物管理规划、森林资源管理以及能源及矿产资源的管理等等。
GIS对这些领域的运作机制和研究方法有着深刻的影响。
“数字地球”(the Digital Earth)经过美国副总统Al. Gore于1998年1月31日提出后，更是将GIS的开发和应用在全球掀起了又一个高潮。
GIS的应用领域也得到了扩展，如可扩展到虚拟外交、虚拟旅游、数字农业、数字城市等领域。
尽管GIS已在一些基于陆地的各个领域得到广泛应用，很少应用在占地球面积70%的海洋领域中。
原因是多方面的，主要和海洋环境的海量数据、对三维数据数据处理的要求以及海洋数据获取的困难有关(Dr. Rongxing Li et al., 1993)。
海洋环境的数据来源很多，例如海洋环境的基本数据、各个海洋专业的数据信息及数字模型分析的结果等等，数据量很大。
海洋数据的获取费时费力又费钱，造成海洋数据具有较低的分辨率、不同的采样密度及数据标准。
尽管每年有许多海域用很高分辨率的系统进行调查，但其覆盖速度相对整个海洋来说仍是相当慢的。
因此，我们还必须使用历史上积累的不同分辨率的数据。
历史上积累的数据多是不同海域由不同的采样仪器进行调查的，因而不同海域数据的数据标准、数据采样密度、数据精度和分辨率等都不尽相同。
这样的数据给应用分析带来很大困难。
例如，某一海域的一部分数据采样密度很高，可以产生均匀的数据体，便于各种处理分析，而海域的另一部分数据采样密度又相当稀疏，以致画不出可信的等值线，给数据分析带来很大困难。
当然，对于低分辨率的数据，我们也可以利用相关的高分辨率的数据进行误差分析，提高其使用的精度和效率。
另外，在高质量数据的使用中，我们也可以从一种数据推算另一种数据，高质量数据中的一些空缺也可以得到弥补。
与此同时，各高新技术也正在蓬勃发展，给海洋领域的研究又带来各种新的数据源。
新老数据的时空多维变化问题，不同数据间的坐标协调问题，以及海量数据存储管理问题等等都给海洋领域的研究带来了困难。
建立合理的数据体系，数据管理系统和综合分析工具等将会提高海洋数据的利用率，并改善海洋领域研究的环境和条件，最终提高海洋工作者的工作效率。
海洋工作者们越来越认识到这方面的必要性。
3 MGIS的研究概况随着遥感技术等现代高新技术在海洋领域的应用，人们越来越认识到建立合理的海洋数据体系、管理体系及综合分析的必要性和重要性。
另一方面，GIS技术也正在蓬勃发展，为很多领域带来了友好的工作平台。
面对海洋领域越来越多的信息和GIS提供的便利的工具，八十年代末以来，国内外许多学者开始考虑MGIS的概念并陆续着手建立相关的地理信息系统，并取得了一些可喜的成果，引起了海洋领域研究者的瞩目。
3.1 MGIS的概念最初的一些研究者只是简单的把GIS直接应用海洋环境的管理上，如Hill J.M.研究了GIS 在海岸带管理上的初步应用(Hill J.M.,1985)；Maher R.V.探讨了GIS 在海岸环境中的应用(Maher R.V., 1987)。
随着GIS在海洋领域的初步应用，人们开始考虑海洋地理信息系统的概念和内涵。
随着MGIS技术的不断发展，MGIS概念本身也在发展变化。
随着遥感技术的迅猛发展，遥感数据和数字模型在海洋研究中拥有越来越重要的位置。
Manfred Ehelers指出：一个MGIS可以为遥感数据、GIS和数字模型信息提供协调坐标、存储和集成信息的系统结构( Manfred Ehelers et al., 1990)(见图1)。
另外，它也可以提供工具来分析数据、可视化变量之间的关系和模型。
图1：MGIS概念Fig. 1: MGIS Concept由此看来，MGIS是一个集成系统的概念，需要集成GIS、数据库和结合实际应用的数字模型，对空间海洋信息进行输入、查询、分析、表达和管理等，给用户提供一个友好的人机交互环境，大大提高了工作效率。
3.2 MGIS应用研究概况随着MGIS概念的提出和技术的不断发展，人们开始探索MGIS在各个海洋研究领域中的应用。
1)海岸带管理最初的一些研究者只是简单的把GIS直接应用海洋数据的管理上，如前文提到的的一些研究。
随着MGIS技术的发展和研究的深入，其在海岸带管理方面应用也越来越广泛和深入,尤其是在专属经济区(Exclusive Economic Zone)的管理上。
美国的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( Rongxing Li et al., 1993)。
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、三维数据结构、海洋数据的模拟和动态显示等功能。
这里搜集的海洋数据主要有海洋测深数据、重力数据和磁力数据等，数据量很大。
该海洋信息系统是以ARC/INFO V7.0为软件平台进行开发的，所设计的菜单界面系统可被任何不熟悉ARC/INFO系统的人容易地操作(Atanu Basu, 1995), 下图2是由它的一个主菜单界面所显示的图形和数据：图2. 使用Marine Information System around Oahu系统显示的图形和数据Fig. 2. Map and data display using Marine Information System around Oahu美国三角洲数据系统公司(Delta Data System Inc.)和海王星科技公司(Neptune Sciences Inc. )也进行了MGIS的设计和建立(Ferron Resinger et al., 1996)。
该系统在GIS 的基础上，集成了数据库(包括遥感数据)和各种数字模型，用以支持岸上后勤管理(Logistics Over the Shore, 简称LOTS)的合理规划、可运行的监测和分析任务。
目前，第一阶段已初步完成，包括数据库的建立、GIS与数据模型的集成。
第二阶段准备根据其需要建一些具体应用模块，并完善整个系统。
2)海洋环境监测评价随着MGIS技术的进一步发展，其在海洋环境的污染监测和保护等方面的应用也越来越广泛。
美国环境保护组织(EPA)派遣一个调查队(D.A. Carey et al., 1992)，对Massachusetts海湾内采矿现场的放射性和危险废料进行调查。
其研究就是建立在一个区域性的相关海洋地理信息系统数据库基础上，对相关信息进行处理，从而得出相应的规划和管理决策。
该数据库的数据主要来源于其在马萨诸塞海湾(Massachusetts Bay)进行的一次侧视声纳调查。
据该调查结果充分肯定了其海洋数据库的作用。
国内，也有研究者应用GIS技术对海洋环境质量进行了评价。
如国家海洋局海洋环境保护研究所的赵玲等人(1998, 赵玲等)在大连海域内采用GIS技术，通过开发和利用海域资源综合信息，解决了资源与环境的合理利用与保护方面的问题，对海域环境质量进行了评价。
在该项研究中，是利用ArcView软件平台提供的Script语言实现了模型的连接和评价结果与地理空间数据的综合。
3)海洋渔业国内外许多政府部门和科研机构都对MGIS在海洋渔业领域的应用进行了研究和实践。
西班牙圣第亚哥大学(University of Santiago) (J.A. Trinanes et al.，1994)的系统实验室利用专家知识建立有效的数据库结构和专家系统，已初步完成了一个实用的渔业信息系统(TUNAFIS, 见图3)。
该系统已被一个政府支持的项目所证实，系统预测结果与实际调查结果基本一致。
该系统主要借助卫星通过交通船提供信息服务，用以获取鱼群活动信息和环境变化信息，开发和改善渔业策略，提高最终渔业的产量。
通过实验证明，该系统能够较好地完成其预定的目标。
图3 TUNAFIS 渔业信息系统结构Fig.3 Structure of TUNAFIS另外，美国的弗罗里达海洋渔业委员会(The Florida Marine Fisheries Commission)和弗罗里达自然资源部(the Florida Department of Natural Resources)也一起联合开发GIS在渔业上的应用( Haddad, Kenneth. D. et al., 1993)，使得该技术得以应用在弗罗里达的渔业管理上，得到了较好的效果。
目前，国内已经有一些研究单位在进行尝试性工作。
例如，中科院地理所等单位(周成虎等, 1998)近年来在海洋863计划818专题中，通过集成遥感、数据库管理系统、专题分析模型和专家系统，来为海洋渔业开发GIS平台。
该渔业GIS由几个子系统组成，主要应用在中国东海海域。
4)海洋油气海洋油气的开发和勘探涉及到很多学科领域的知识，要进行海洋油气的勘探须管理和分析大量的、各种各样的数据，这就需要有合适的管理和分析工具。