浅析GIS在船舶避碰决策中的应用
地理信息系统在海洋船舶污染治理服务中的应用案例分析
地理信息系统在海洋船舶污染治理服务中的应用案例分析引言海洋船舶污染对海洋生态环境和人类社会经济发展造成了严重的威胁。
为了及时、准确地监测和管理海洋船舶污染，地理信息系统（GIS）被广泛应用于海洋船舶污染治理服务中。
本文将通过分析几个具体的案例，探讨GIS在海洋船舶污染治理中的应用，并总结其作用和优势。
案例一：船舶污染监测与预警GIS通过收集、整合和分析海洋船舶污染相关的数据，提供了强大的监测和预警能力。
以中国的南海沿海地区为例，GIS系统可以使用卫星遥感数据追踪并监测船舶的轨迹和活动。
同时，结合海洋环境数据，如海洋风向、海流等，GIS可以模拟船舶污染物的传播和扩散范围，为海洋船舶污染治理决策提供科学依据。
此外，GIS还能实现实时监测船舶的排放情况和船舶污染事件的发生，提高对污染源的快速响应能力。
案例二：船舶污染管控与风险评估船舶污染管控是有效治理海洋船舶污染的重要环节。
GIS可以实现船舶管控的全流程覆盖，从船舶登记、调度到排放管控。
通过实时监测船舶的位置和状态，GIS可以识别未经授权的船舶进入禁航区域，及时采取相应的处置措施。
同时，GIS还可以对船舶的排放情况进行监测和评估，为制定有效的船舶排放标准和管控策略提供支持。
此外，GIS还能与其他环境模型结合，进行风险评估，帮助决策者识别潜在的污染风险区域。
案例三：船舶污染应急响应船舶污染事件的应急响应是保护海洋环境和人类利益的关键环节。
GIS系统可以在船舶污染事件发生后，实时获取、分析和传输相关信息，帮助应急响应机构迅速做出反应。
以美国海岸警卫队的污染应激响应系统为例，GIS系统可以显示污染源的位置、污染物的扩散范围、污染物对环境的影响等关键信息，帮助应急响应人员制定合理的处置方案。
另外，GIS还能与其他监测设备和响应资源进行实时集成，提供全面的污染应急支持。
总结综上所述，地理信息系统在海洋船舶污染治理服务中的应用具有很大的潜力。
GIS系统的数据整合和空间分析能力，可以为海洋船舶污染的监测、管控和应急响应提供强大支持。
地理信息系统知识：GIS在船舶制造中的应用
地理信息系统知识：GIS在船舶制造中的应
用
随着世界经济发展和全球化趋势的加速，海洋航运业开始出现快速的发展。
那么，在这样一个繁荣的航运市场中，如何才能够制造出更加优质的船舶呢？地理信息系统（GIS）被广泛应用于船舶制造领域中，不仅可以提高生产效率，还可以大大降低制造过程中的风险。
本文将介绍GIS在船舶制造中的应用。
GIS在船舶制造中主要有以下应用：
1.船体设计和建模
GIS技术能够帮助船舶设计者用数字化的方式对船体进行设计和建模。
在这个过程中，GIS技术可以帮助设计者优化船体的设计和结构，提高船舶的性能和稳定性。
2.空间分析和规划
GIS技术能够将不同的空间要素，如海洋、陆地和港口等，进行整合和分析，帮助船舶制造商更好地进行规划和布局。
这样，船舶制造
商就可以更加准确地预测船舶运营所需要的空间和设施，并相应地进
行规划。
3.装备维护和管理
GIS技术还可以用于船舶的装备维护和管理。
在这个过程中，GIS
技术可以帮助船舶制造商实时追踪和管理船舶上的各种设备和系统，
及时发现和解决潜在问题。
4.船舶运营和安全管理
GIS技术可以帮助船舶制造商优化船舶运营和安全管理。
比如，在遇到海上恶劣天气的时候，GIS技术可以帮助船员准确判断和预测风浪、水流和海浪等情况，以便采取相应的措施保证船舶的安全。
总之，GIS技术在船舶制造中的应用可以大大提高船舶的生产效率和航行安全性。
随着科技的不断发展和进步，GIS技术的应用也将不断地改善，为船舶制造领域的发展注入新的活力。
ECDIS在船舶避碰系统中的应用研究
第17卷 第1期 中 国 水 运 Vol.17 No.1 2017年 1月 China Water Transport January 2017收稿日期：2016-11-15作者简介：苑 冰，宁波大港引航有限公司。
ECDIS 在船舶避碰系统中的应用研究苑 冰（宁波大港引航有限公司，浙江 宁波 315040）摘 要：作为检测和识别船只的主要设备，雷达对在海上航行的船只的重要性不言而喻。
但是另一方面，雷达的效果也受到了多种因素的影响，往往难以达到预期的效果。
随着科技的发展，电子海图技术应运而生，为船只的安全航行提供了新的保障。
本文将简述ECDIS 的由来及发展，基于船舶避碰系统的实现流程进行了两船会遇情景的模拟仿真实验，希望对ECDIS 的推广运用有所裨益。
关键词：ECDIS；船舶；避碰系统；模拟仿真中图分类号：U675.7 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）01-0076-02一、ECDIS 的由来及发展电子海图的发展大致经历了三个阶段：第一阶段：纸质海图等同物。
随着全球贸易的进一步发展 ，海上贸易也进入了繁荣时期，为了航行的便利，不少船只开始尝试将纸质海图导入电脑中，利用电脑程序模拟进行海图作业。
第二阶段：电子海图功能的进一步丰富。
传统的电子海图的功能已经渐渐难以满足大航海时代的需求，电子海图的功能开始得到了进一步的丰富，船位、航线、航次计划等信息开始被加入电子海图，成为了当前船只航行的主要辅助工具。
第三阶段：航行信息系统。
如今的船只航行面临的情况更加复杂多变，对于电子海图进行组合式、集成式的开发成为了航行信息系统出现的初衷。
多功能船用电子海图系统开始被人们所接受，这样的航行信息系统同时与雷达、定位仪、计程仪等各种航行设备接驳，实现了一体化操作，极大地方便了航运。
而ECDIS 系统则是对于航行信息系统的进一步延伸和发展，自国际海事组织（IMO）和国际海道测量组织（IHO）提出ECDIS 系统的框架以来，历经十余年的发展，ECDIS 的各类规范和标准不断地建立、更新和完善[1]。
地理信息系统知识：GIS在船舶航行中的应用
地理信息系统知识：GIS在船舶航行中的应
用
随着科技的发展，地理信息系统（GIS）在许多方面得到了广泛应用，其中之一就是在船舶航行中。
船舶航行是一个涉及到海事领域许
多方面的复杂任务，而GIS技术可以为其提供关键信息，使得船舶航
行更加安全和高效。
GIS技术是将地理空间信息和数据以可视化的方式呈现出来的技术。
在船舶航行中，GIS技术可以将更多地理信息融合到海图上，包括航线、航标、水深、海流、天气等信息，以便船员能够更加方便地进行导航
和决策。
在现代导航中，GIS技术已经成为船舶航行的标配，船员可以通过电子海图进行航行规划和导航。
并且，由于GIS技术提供了更加准确
和详细的地图信息，大大提高了船员在海上的反应速度和航行安全。
例如，在恶劣的天气条件下，船员可以利用GIS技术进行动态规划，选择更加安全的航线。
此外，GIS技术还可以提供灾害预警信息，帮助船员避免遭遇危险区域。
同时，GIS技术还可以将海上船舶的实时位置和状态传输回海事监管中心，帮助监管中心更好地了解海上船舶的运行和状况，及时调整管控措施和资源配置，提高整个海事领域的运行效率和安全性。
总之，GIS技术在船舶航行中有着不可替代的重要作用，帮助船员更好地进行航行规划和导航，在保证航行安全的同时提高整个海事领域的运行效率和管理水平。
地理信息系统知识：GIS在轮船制造中的应用
地理信息系统知识：GIS在轮船制造中的应用随着全球化和国际贸易的不断发展，轮船制造产业已经成为世界各大经济体中的重要组成部分。
然而，轮船制造涉及到许多复杂的环节，如设计、制造、检验等等，这些环节之间需要高效的协调和沟通。
在这个过程中，地理信息系统（GIS）的应用正在成为轮船制造中的重要工具。
GIS技术在轮船制造中的应用主要包括以下几个方面：首先，GIS可以用于轮船设计和模拟。
轮船制造中的设计和模拟环节非常关键，因为它们直接关系到轮船的性能和航行安全。
通过GIS技术，设计师可以将船体、机舱、舱室等元素进行三维虚拟化，从而进行模拟测试。
这种方法可以快速检测设计中的问题，并且可以通过GIS技术优化设计方案。
其次，GIS可以用于船坞的规划和管理。
船坞是轮船制造的核心环节之一，船坞的利用效率直接关系到轮船制造的效率和质量。
通过GIS技术，船坞的规划和管理变得更加高效和精确。
GIS可以生成数字化的建筑模型，精确测量建筑物的尺寸和位置，轻松进行建筑物的规划和设计。
再次，GIS可以用于轮船制造的物流管理。
轮船制造需要大量的材料和设备，这些材料和设备需要从不同的地点运输到制造厂，并进行组装和安装。
通过GIS技术，我们可以高效地管理物流环节。
通过GIS 的物流管理系统，我们可以跟踪各物流环节中的货物位置、运送时间等信息，全面掌控物流过程，从而提高制造效率和质量。
最后，GIS可以用于轮船制造中的质量检验和保养。
轮船必须经过严格的质量检验和保养，以确保其性能和安全性。
GIS技术可以帮助进行维护与保养工作。
通过GIS技术，我们可以生成数字化的轮船模型，对轮船进行全面的检验和保养。
同时，GIS技术还可以对轮船进行监测，实时掌握轮船的状况，及时进行维修和保养工作。
总之，GIS技术在轮船制造中的应用正在变得越来越重要。
GIS可以用于轮船的设计、模拟、船坞的规划和管理、物流管理以及质量检验和保养等各个环节。
通过GIS技术，我们可以提高轮船制造的效率和质量，保障轮船的性能和航行安全。
谈谈AIS在船舶避碰中的应用
谈谈AIS在船舶避碰中的应用谈谈AIS在船舶避碰中的应用（续439期）2．利用AIS系统识别船舶信息，对来船是否存在碰撞危险做出正确的判断AIS自动识别仪，当显示“导航仪”界面时，它可作为一部GPS 导航仪来使用；当显示“平面船舶运动（动态）图”界面时，它就可作为一部ARPA雷达来使用，而且比ARPA雷达更直观，它也有正北向上（NORTH UP）、航向向上（COURSE UP）和船首向上（HEADING UP）三种“船舶真运动平面图”的显示形式。
AIS自动识别仪能够及时、自动识别周围的船只，并进行跟踪搜集其动态、静态以及附加信息。
因此，我们可以根据需要随时调出来船的动态信息以及船舶资料。
AIS自动识别仪搜集到周围船舶的信息后，按照距离由近到远排列。
对有碰撞危险的船舶（CPA与TCPA设定值大小可由值班驾驶员设置，若设置为0.5海里与12分钟；当实际的CPA和TCPA分别小于0.5海里与12分钟时，AIS系统就认为有碰撞危险），从AIS系统还可以获得目标的位置、航速、航向和船型(船长、船宽和船舶类型)等信息。
基于AIS信息的自动标绘功能，提供的两船CPA、TCPA等碰撞参数，不受气象、海况因素的影响，比ARPA的自动标绘更精确、更实时、更可靠。
AIS系统同时会发出警报并在运动图上标示出来，以便提醒驾驶人员。
这时驾驶员就应根据当时实际情况和环境，对来船是否存在紧迫局面或存在碰撞危险做出正确的判断，及时、尽早地采取有效措施避让来船。
3．利用 AIS系统的短信息功能，向来船发信息协调避让行动当船舶在海上航行时，瞭望是保障航行安全的第一手段，特别是在能见度不良的水域航行，利用一切有效的手段进行瞭望，及早地发现来船显得更加重要。
利用AIS 系统协助瞭望，可以在远距离的水域中及早“发现”来船，并自动识别来船信息供驾驶人员参考，驾驶员便可尽早地充分地对来船的动态进行分析，对其是否构成紧迫局面或存在碰撞危险做出正确的判断。
GIS在航海中的应用
GIS在航海中的应用第一章：GIS在航海方面的实际应用1．1 GIS在航海气象中的应用GIS在过去的40年中对许多应用领域产生了巨大的影响。
GIS运用商业软件显示和分析许多空间数据。
许多科学部门把GIS作为其管理、处理和分析空间数据的最有效的工具。
但是气象学界对GIS的作用认识缓慢。
两个领域缺乏理解是重要基本原因。
近10年来，GIS 对于气象学和气候学研究的重要性己被普遍接受。
美国的国家天气服务中心（NWS）将GIS 用于天气服务和Internet上的天气信息发布，印度中尺度预报国家中心将中尺度预报模式与GIS结合，利用GIS的可视化和空间分析功能制作天气图和天气分析，Daly（1994）在GIS 的支持下，集成精细DEM模型，发展了PRISM气候分析系统，其气候分析和描述能力显著提高。
为了发展GIS在气象学和气候学中的应用，科学技术领域欧洲协作研究计划提出了COST719计划这项开始于2001年有18个欧洲国家参加的研究计划。
其主要目标是：与GIS 产业密切合作建立GIS和气象数据的接口，评估气象和气候数据的实用性、内容和可获得性，鼓励和培育GIS在气象和气候研究中的合作发展，增强国家气象服务机构、研究团体和GIS 产业的联系。
Shipley在研究CIIS应用于气象学领域的基础上提出了GIS就是天气处理系统的的断言，甚至提出了GIS气象学的概念。
下面，是深圳研祥设计的利用GIS海上（气象）导航方案：[系统概述]随着航海技术的发展及GPS技术的深入应用，在船只和游艇上进行数据处理已越来越简单。
西德某公司采用研祥超薄工作站PPC-1200利用GPS、GIS 等先进的技术相结合的随船电脑解决方案可实时收看天气预报卫星云图，并根据天气选择航线、同时实现卫星通信技术。
[系统原理]此方案是根据航海条件而设计的，集成商产品选型最终确定采用研祥的PPC-1200工业级平板电脑并安装触摸屏，不仅因为它抗震动、能适应海上的潮湿、能长时间不间断的稳定运行，而且具有较强的扩展性。
地理信息系统知识：GIS在海关监管中的应用
地理信息系统知识：GIS在海关监管中的应用地理信息系统（Geographic Information System, GIS）是一种集成数据、软件和硬件的技术系统，用于捕捉、存储、检索、分析和展示地理空间数据。
在海关监管中，GIS的应用可以帮助海关部门实现更高效的船舶和货物监管，提高安全性和效率。
本文将深入探讨GIS 在海关监管中的应用，包括其原理、技术和实际案例。
一、GIS在海关监管中的原理1.地理空间数据的收集和整合GIS系统可以集成多种数据源，包括船舶轨迹、货物位置、港口设施和周边环境等数据。
这些数据可以来源于卫星遥感、无线传感器、船舶通信系统等多种渠道。
海关部门可以利用GIS系统实时收集并整合这些数据，以便对货物和船舶进行监管。
2.空间分析和可视化GIS系统可以对收集的地理空间数据进行分析和可视化，通过地图、图表和报表等方式展现出来。
这有助于海关部门更好地理解数据和情况，快速作出决策。
此外，GIS系统还可以进行空间分析，例如路径规划、空间模式分析等，以提高监管效率。
3.实时监控和预警GIS系统可以实时监测船舶、货物的动态位置和状态，并通过预警系统及时发现异常情况。
海关部门可以利用GIS系统对风险区域、犯罪活动等进行实时监控，并及时采取行动。
这有助于提高海关监管的实时性和准确性。
二、GIS在海关监管中的技术和应用1.船舶监管GIS系统可以实现对船舶的实时监控和路径规划，帮助海关部门更好地了解船舶的位置、航线、停靠港口等信息。
通过GIS系统的卫星定位和船舶通信技术，海关部门可以随时掌握船舶的动态情况，并及时介入。
此外，GIS系统还可以分析船舶轨迹数据，识别异常行为和潜在风险，为海关部门提供预警和决策支持。
例如，海关部门可以利用GIS系统发现船舶在禁航区域或犯罪活动频发区域的情况，及时派遣执法人员进行监管和查处。
2.货物监管GIS系统可以实现对货物的实时监控和路径追踪，帮助海关部门更好地掌握货物的位置、流向和状态。
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浅析GIS在船舶避碰决策中的应用
摘要：随着现代航运业的发展，船舶的大型化、高速化日益明显，在海上航行的船舶会遇时，须分析会遇海域内其他船舶的航行动态、水文、气象、管理规定等多方面因素来决定避碰策略。
目前船舶装备的现代导助航设备主要包括雷达、GPS、船载AIS、ECDIS等电子仪器，这在一定程度上大大减小的了船舶驾驶员的工作强度。
GIS在船舶避碰中的应用将进一步帮助船舶驾驶员确定船舶会遇时的有效避碰策略，保障海上船舶的航行安全，同时也提高了航运企业的运营效率。
Abstract: With the development of modern shipping industry, the ship's large-scale, high-speed has become increasingly evident.When the ships encounter at sea, the following factors in the encountered area should be analyzed to determine strategy for preventing collision,such as the states of other ships,hydrology, meteorology, regulations and so on.The current navigational equipments equipped in ships mainly include radar, GPS, AIS, ECDIS and other electronic equipments,which greatly reducing the work intensity of the crew. Application of GIS in ship collision preventation will further help the drivers to determine the effective strategies for preventing collision when the ships will encounter,in which way can protect the safety of navigation of ships at sea,as well as improve the operational efficiency of shipping enterprises.
关键词：GIS 避碰航行安全
0 引言
随着信息技术和计算机技术在航海上的大范围应用，智能航海也越来越多的成为现代科技工作者的研究方向，通过研究船舶智能避碰系统来选择船舶会遇局面下的最优避碰方案，可大幅度提高船舶避碰时的操船效率，保证航行的安全。
传统的自动避碰系统是基于雷达的初始信息来完成的，但由于雷达受气象条件、自身硬件设施的限制，在很大程度上不能完成避碰系统的要求。
近年来，AIS和ECDIS等动态电子信息在船舶智能避碰系统中的应用已大大提升了船舶的避碰效率，但在使用的过程中，拘泥于动态水面信息的更新与辅助，对三维环境中的实
时信息补充略显不足。
1 GIS简介
1.1 GIS的定义与应用类型
GIS（Geographic Information System或Geo－Information system），地理信息系统，有时又称为“地学信息系统”，是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是指在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
GIS是一门综合性技术，GIS的应用需要利用和集成其他技术。
根据GIS所应用领域的不同可将其应用类型分成多种，主要有：基于影像的信息系统（IBIS）、土地信息系统（LIS）、市场分析信息系统（MAIS）、地籍信息系统（CIS）、自然资源管理信息系统（NRMIS）、规划信息系统（PIS）、城市信息系统（UIS）、空间信息系统（SIS）、交通运输地理信息系统（GIS-T）和空间决策信息系统（SDIS）。
对于GIS的应用，可总体归纳为两种情况。
一是利用GIS系统来加工和管理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的二次开发技术开发用户专用的地理信息系统。
1.2 GIS的组成
GIS是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。
在严格的意义上, 这是一个具有集中、存储、操作、和显示地理参考信息的计算机系统。
在其组成部分上，一般可分为以下五个部分。
1、人员，开发人员必须定义GIS中被执行的各种任务，开发处理程序。
2、数据，精确的可用的数据可以影响到查询和分析的结果。
3、硬件，硬件的性能影响到软件对数据的处理速度，使用是否方便及可能的输出方式。
4、软件，部件包括GIS软件，还包括各种数据库、绘图、统计、影像处理剂其它程序。
5、过程，GIS要求明确定义，一致的方法来产生正确的可验证的结果。
GIS的五个组成部分是通过有效的联系紧密组成的，5个部分通过有机的配
2 船舶避碰过程
3 船舶智能避碰系统的现状
3.1 AIS系统在船舶智能避碰中的应用
AIS系统是由岸台系统和船载设备两部分组成的。
AIS系统是通过搜集船载GPS、DGPS、雷达（APRA）、罗经等信息，综合处理，反映在AIS显示器上。
信息综合处理后可直接作用与船车和舵，满足船舶自适应舵的灵敏度要求，实现船舶的自动避碰的。
AIS在船舶智能避碰系统中起着举足轻重的作用，它通过捕获一系列船舶周围目标船舶的航行动态，综合分析船舶的会遇态势，排除不构成碰撞危险的船舶，重点分析DCPA、TCPA较小的最需紧急避碰的船舶，使驾驶员在船舶避碰时的效率得到提高。
3.2 AIS在船舶智能避碰中的不足与欠缺
AIS与其他无线电设备一样容易受电磁环境的影响，尤其是低频微波、大功率VHF和无线电通信台对其影响最大。
在不良的电磁环境下，AIS的误码率很高，今儿影响其提供数据的可靠性。
此外，由于AIS信息的公开性，如何防止AIS信息被别有用心的人利用应引起高度重视。
AIS推广的时间不长，在AIS数据和雷达数据在航行环境、交通管理系统的同一平台和编码方式下的数据共享、处理分析还不够完善。
AIS在船舶智能避碰中，信息的获取不足和误判，会直接影响到驾驶员对会遇局面的分析不当，这在一定程度上还需要传统瞭望和陀螺罗经的协助来完成安全会遇。
尤其是在近岸浅水区域航行时，海域的静态信息不足以提供给驾驶员易识别的三维立体航行环境信息，使得在避碰中还受诸多牵制。
4 GIS在船舶智能避碰中的应用
4.1 GIS应用的优势
空间分析能力是GIS的主要功能，也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。
GIS的各项功能已形成独立的完整系统，提供了强大的数据输入输出功能、空间分析功能、良好的图形平台和可靠性能。
在海域中，GIS可利用强大的信息收集能力，传输给用户实时海洋水文信息，包括洋流动态、海底地形地质、水温、
潮汐类型、流速流向、水体压力变化等；气象信息，包括大气压力层结构变化，气温、湿度等信息。
在智能避碰系统中，GIS可以电子海图为基础，通过传递实时信息至电子海图上，在电子海图上标注出狭窄航道、港湾、海底暗礁及沉船等危险航行地带，并结合GPS导航技术，对船舶的航行施行动态监控，时刻监视船舶的航行环境变化，实现船舶的避碰。
4.2 GIS在船舶智能避碰系统中应用的实现
为了实现对船舶的全局监控终端显示，就必须实现GPS全球定位系统的定位及与GIS之间的接口通讯，在船舶智能避碰系统中，可使用PC机从GPS接收机读取定位信息，向GPS接收机输出设置信息，再通过DDE动态数据交换，将数据提供给GIS软件，从而在全局矢量地图上实现目标的实时显示与跟踪。
同时，也可通过计算机将船舶的位置信息等输出至GPS接收机，对GPS接收机进行初始化。
GIS在将信息传输至GPS后，与GPS获取的精确地理位置信息同步显示在电子海图上，实现多维电子海图的显示，可供船舶驾驶员对当前航行环境进行深入的了解和认识。
在形成多船舶会遇时，充分分析会遇局面及各限制因素，以最高的效率选择最佳的避碰方式。
GIS同时也是对AIS动态信息的实时补充，AIS具有强大的信息收集能力，对航行环境中其他物标船舶具有良好的监视作用。
GIS的有效利用可以大幅度补充船舶航行环境中的地理动态信息，譬如将大气层结构变化的动态传递给船舶基站，通过分析气压和湿度的变化获取远期海洋气象的变化。
将实时海洋气象、水文等地理信息传递给AIS和电子海图系统，可以在很大程度上帮助驾驶员选择更加合理的避碰决策，如在转向操作时的压舵变化等。
GIS系统在船舶智能避碰中的实现需通过系统传感器将所需信息传递给ECDIS，将罗经、计程仪、GPS、DGPS、测深仪等信息源综合归纳到电子海图的应用界面上，再将通过雷达捕获的附近水域船舶信息等AIS信息同步传递给电子海图，用户根据需要选择所需信息的层次，分析在DCPA和TCPA较迫切的目标合适的避碰方式和策略，并分析该策略的优缺点，综合处理后合理选择避碰方式。