海洋地理信息系统
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。
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。
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。
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
海洋地理信息系统的建设与应用
海洋地理信息系统的建设与应用近年来，随着科技的快速发展，海洋地理信息系统（Marine Geographic Information System，简称MGIS）在海洋资源管理、海洋环境保护、海洋灾害应对等方面扮演着越来越重要的角色。
本文将探讨海洋地理信息系统的建设与应用，并对其未来发展进行展望。
一、海洋地理信息系统的建设1.数据采集与整合海洋地理信息系统的建设首先需要进行大规模的数据采集与整合。
海洋领域拥有丰富的数据资源，包括海洋地理信息、海洋生态环境数据、海洋气象数据等。
这些数据分散在各个部门和机构，因此需要通过海洋地理信息系统将其整合起来，以便进行分析和应用。
2.空间数据处理与分析海洋地理信息系统还需要进行空间数据处理和分析。
通过GIS技术，可以将海洋地理信息数据与其他空间数据进行叠加和分析，得出更加全面和准确的海洋地理信息。
例如，可以通过遥感图像识别海洋浮游生物的分布情况，帮助海洋生态环境保护工作。
3.系统设计与建模在海洋地理信息系统的建设过程中，还需要进行系统设计与建模。
系统设计包括数据库的设计与建立、系统功能的规划与实现等。
而系统建模则是根据海洋领域的需求，建立相应的空间分析模型和专题模型，以实现系统的多功能应用。
二、海洋地理信息系统的应用1.海洋资源管理海洋地理信息系统可用于海洋资源管理。
通过建立海洋资源分布数据库和资源评价模型，可以为海洋资源的开发和保护提供科学的决策支持。
比如，可以根据海洋生物分布情况，合理规划渔业资源的开发和渔业保护区的设立，以实现可持续利用。
2.海洋环境保护海洋地理信息系统在海洋环境保护中有着广泛的应用。
通过建立海洋水质监测网络和环境监测模型，可以对海洋水质进行实时监测和预测，及时掌握水质状况，以便采取相应的措施。
此外，还可以通过GIS技术对海洋环境敏感区进行分析和评估，规划和管理海洋环境保护区。
3.海洋灾害应对海洋地理信息系统在海洋灾害应对方面也发挥着重要作用。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
海洋地理信息系统的特点
MGIS 与 GIS比有以下三个特点：
1 具有多维数据处理能力 2具有多种数据源数据的集成能力和数据同化能力
用软件基于 ArcView开发。
1991年 , ESRI Arc/ Info用户大会首次出现了关于海洋 GIS的文章日本农林水产、环境 模 拟实验室(ESL)专门成立了海洋 GIS研究组 ,开发了一套海 洋渔业 GIS Marine Explorer ,其制图功能主要面向海洋领域 问题进行优化。
海洋地理信息系统的定位
海洋地理信息系统的发展历程
2) 国外应用系统商业化软件的发展
1987年 ,MRJ公 司将 Arc/ Info应用于海洋数据分析应用 ,其后用 Arc/ Info , Erdas等 软件包定制了多种二次开发方案 。 1993年推出了Marine Data Sampler(一个全球海洋影像和数据集的 CD2 ROM),其应
英国综合运用 DBMS和 GIS开发了渔业生 产动态管理系统 FISHCAM2000(简称 FC),该
系统由船载 模块和管理模块二部分组成。 目前利用商业化 GIS软件研 究开发海洋应用系统已涉及到海洋领域各方面
海洋地理信息系统的发展历程
1)国外海洋 GIS的研究进展
20世纪 60年代早期美国国家海洋测量局 进行的航海自动化制图 90年代后 ,海洋数据和信息极为 丰富 ,造成了“数据和信息爆炸”[5]。美国海洋学家 Manley 与动态图形软件专家 Tallet合作 ,发表了关于海洋 GIS的第 一篇文章 ,不仅深入讨 论了 GIS的数据管理和显示功能 ,而 且还卓有远见地讨论物理海洋数据和化学海洋数据的真三 维建模和可视化。 1992年，美国全球变化计划在 美国国家基金的支持下 ,设立 RIDGE计划 , Li R和 Saxena系统地阐述 了 GIS在陆地和海洋应用中的重要差别 。 1995年 Marine Geodesy杂志出版了海洋 GIS研究的专辑。 1996 年 FAO 出版了一本渔业技术论文集 ,指出了海洋渔业GIS数据库必须考虑 3D 环境、 时空变化、 模糊环境、 统计变量制图等方法。 1999 年 Taylor and Francis 出版了 Marineand Coastal Geographical Information System一书 ,内容包括海洋数据的表达、 分析与可视化等。
地理信息系统的定义
地理信息系统：
是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设 计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以 便解决复杂的规划和管理问题。 — 美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC ）
海洋地理信息系统(MGIS)的定义
地理信息系统(GIS)是海岸带资源和环境综合管 理的强有力的技术手段。但它应用于海洋必须在数据 结构、系统组成、软件功能等方面进行一系列改造， 使之适应海洋的特点。经改造而适用于海洋的GIS， 被称之为海洋地理信息系统(MGIS)或海岸带地理信 息系统(CGIS)。
主要参考文献：
[1] 薛存金,苏奋振,杜云艳. 海洋地理信息系统集成技术分析[J]. 海洋学报 (中文版), 2008,(04) ： 56-61 . [2]苏奋振; 周成虎; 杨晓梅等.海洋地理信息系统理论基础及其关键技术研究 [J]. 海洋学报(中文版), 2004,(06) ： 22-28 . [3] 周海燕,苏奋振,艾廷华等. 海洋地理信息系统研究进展[J]. 测绘信息与 工程, 2005,(03) ：25-27 . [4] 吴克勤. 海洋地理信息系统[J]. 海洋信息, 2000,(03) ：1-2 . [5] 张犁. GIS系统集成的理论与实践[J]. 地理学报, 1996,(04) ： 306-314 . [6] 杨晓梅 ,杜云艳 ,苏奋振 等.GIS与卫星遥感在中国海岸带应用中的技 术系统建设[J ]1高技术通讯,2003(增刊):5—91 . [7] 石金榜. 对海洋地理信息系统进一步发展的几点建议[A]. 2001年测绘 学组学术研讨会论文集[C], 2001:130-131 .
[8] 刘宝银,张杰. 海洋科学的前沿—“数字海洋”[J]. 地球信息科学, 2021世纪将是信息时代,亦是海洋 世纪的时候,“数字地球” 展现了它非同小可的前景。 为此, 1999年5月14日,由国家科技部主持召开了 我国开展“数字地球”工作的专家研讨会。对会议 的中心议题和专家的高见, 笔者颇受鼓舞和启发。无 疑,我国将来的“数字海洋”当为“数字中国”主要 组成部分之一。 随着“数字海洋”战略的提出, 地理信息系统 ( GIS) 作为对蕴涵空间 位置信息的数据进行采集、存储、管理、分发、分析、显示和应用的通用技术 以及处理时空问题的有力工具,愈来愈被海洋领域的专家所关注.海洋信息系统 研究理论和技术得以发展。
海洋地理信息系统的发展历程
3) 国内海洋GIS的研究进展。
二十世纪90年代初,陈述彭院士就极力倡导海岸与海洋GIS的研究与开发,并提出了“以海岸链为基线 的全球数据库”的构想 。 自80年代中期以来，资源与环境信息系统国家重点实验室就开展GIS和遥感支持下的黄河三角洲的可 持续发展研究 90年代中,又开展了海岸带空间应用系统预研究。 国家海洋信息中心以我国多年积累的海洋数据资料,建立了中国海洋信息基础网,对大量海洋数据进行 管理和分发。 “九五”期间,国家863计划海洋领域海洋监测主题设立了“海洋渔业遥感信息服务系统技术和示范试 验”专题。中国科学院地理研究所开发了具有海洋渔业应用特色的桌面GIS,并进行了一系列的研究。 邵全琴、周成虎等提出了海洋渔业数据建模的扩展E2R方法,邵全琴完成了博士论文“海洋GIS时空 数据表达研究”,并带领地理研究所海洋工作组出版了专著《海洋渔业地理信息系统研究与应用》 。