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海洋环境监测数据管理系统的设计与实现的开题报告

海洋环境监测数据管理系统的设计与实现的开题报告一、选题的背景和意义海洋环境是历史悠久、复杂多变的自然环境之一，其变化对全球生态和经济发展产生着深远的影响。

因此，海洋环境监测成为了日益重要的任务。

随着海洋环境监测技术和手段的不断提升，采集的监测数据越来越庞大，导致海洋环境监测数据管理成为制约其发展的重要瓶颈。

因此，设计与实现一个基于网络的海洋环境监测数据管理系统，对于科学有效地利用已有监测数据、推动海洋环境监测工作的进一步开展、促进海洋发展和保护海洋生态具有极其重要的现实意义。

二、研究内容和目标本研究的主要内容是设计与实现一个基于网络的海洋环境监测数据管理系统。

该系统将包括监测数据采集、存储、管理和使用等方面的功能，具体工作内容如下：1. 系统需求分析：通过对海洋环境监测数据管理的需求和用户需求的调研，明确系统功能，系统性能，用户使用场景等。

2. 系统架构设计：根据需求，设计系统的软硬件架构，确定系统的基本模块，功能分析、设计，技术选型、数据字典定义、界面规划、数据库设计等。

3. 系统实现：通过使用现在已经成熟的相关技术，对系统的软硬件进行开发，完成系统的主要功能的实现。

4. 系统测试：通过对系统进行功能测试、性能测试和安全测试，保证系统的稳定和安全性本研究的目标是：通过设计与实现一个基于网络的海洋环境监测数据管理系统，建立起便捷、高效的海洋环境监测数据管理体系，为海洋环境保护和海洋资源开发提供技术支持。

三、研究方法本研究的主要研究方法如下：1. 系统需求调研：通过问卷调查和深度访谈等方式，了解用户的需求和使用场景。

2. 系统设计：通过分析需求，确定系统的软硬件架构，具体实现方式等。

3. 系统实现：采用Web前端技术、服务器端技术、数据库等相关技术对系统进行开发和实现。

4. 系统测试：完成各项功能的测试、性能测试以及安全测试。

四、研究的预期成果1. 实现一套基于网络的海洋环境监测数据管理系统。

2. 实现海洋环境监测数据的采集、存储、管理和使用等功能。

数字海洋

虚拟海洋
4.海洋虚拟现实
水面折射反射效果
4.海洋虚拟现实
海底光束
海面光影效果图
4.海洋虚拟现实
帆船仿真
4.海洋虚拟现实
鱼群效果仿真
4.海洋虚拟现实
溢油效果仿真
5.海洋数据可视化
数据可视化主要旨在借助于图形化手段，清晰有效地传达与沟通信息。为了有效地传达思想概念，美学形式与功能需要齐头并进，通过直观地传达关键的方面与特征，从而实现对于相当稀疏而又复杂的数据集的深入洞察。利用图形、图像处理、计算机视觉以及用户界面，通过表达、建模以及对立体、表面、属性以及动画的显示，对数据加以可视化解释。
水下机器人
2.海洋生物
与陆地相比，海洋生物的研究起步晚, 力量相当薄弱, 被描述的海洋物种较少，但在某些方面，海洋生物却更加丰富多彩。如海洋中生活着世界上尚存的33个动物门中的32门，其中15门完全是海洋生物。珊瑚礁，就像热带雨林一样，以高物种多样性而著称，最近的证据表明，在深海也有可能有非常高的物种多样性。由于许多海生物种以化学方法保护自己，海洋生物多样性是重要的新药源泉。海洋生物多样性也为人们提供了多种观赏种类和景观。
1.1海洋遥感
与世界先进水平相比，总体上我国差距较大，主要表现在我国海洋卫星工程起步晚、星载仪器的飞行会小、海洋卫星地面应用系统基本建成但业务化应用还需完善等方面。为此，要坚持独立研制；建立海洋卫星体系，逐步形成业务化运行能力；要实行军民结合，综合利用；重视关键技术储备；同时发展卫星海洋的应用；积极参与国际合作
数字海洋
它是：
“数字海洋”随“数字地球”理念应运而生，它通过卫星、遥感飞机、海上探测船、海底传感器等进行综合性、实时性、持续性的数据采集，把海洋物理、化学、生物、地质等基础信息装进一个“超级计算系统”，使大海转变为人类开发和保护海洋最有效的虚拟视觉模型。

基于物联网的海洋环境治理技术研究

基于物联网的海洋环境治理技术研究海洋，占据着地球表面的约 71%，是生命的摇篮，也是人类未来发展的重要资源宝库。

然而，随着工业化和城市化的快速发展，海洋环境面临着日益严峻的挑战，如海洋污染、生态破坏、资源过度开发等。

为了保护海洋生态环境，实现海洋资源的可持续利用，基于物联网的海洋环境治理技术应运而生。

物联网，简单来说，就是通过各种传感器、通信技术和智能设备，实现物与物、人与物之间的互联互通和智能化管理。

将物联网技术应用于海洋环境治理，可以实现对海洋环境的实时监测、精准分析和高效治理。

一、基于物联网的海洋环境监测技术1、传感器网络在海洋中部署大量的传感器，如水质传感器、气象传感器、海洋生物传感器等，可以实时采集海洋环境的各种数据，包括温度、盐度、酸碱度、溶解氧、污染物浓度、海浪高度、风速、风向等。

这些传感器通过无线网络将数据传输到数据中心，为海洋环境的监测和分析提供了丰富的数据支持。

2、卫星遥感技术卫星遥感技术可以对大范围的海洋区域进行宏观监测，获取海洋表面温度、叶绿素浓度、海冰分布、海洋环流等信息。

通过对卫星遥感数据的分析，可以及时发现海洋环境的异常变化，为海洋环境的预警和治理提供决策依据。

3、无人机监测无人机具有灵活、高效、成本低等优点，可以对特定的海洋区域进行近距离监测。

无人机搭载的高清摄像头、多光谱传感器等设备，可以获取海洋表面的图像和光谱信息，用于监测海洋油污、赤潮等现象。

二、基于物联网的海洋环境数据分析技术1、大数据处理海洋环境监测产生的海量数据需要通过大数据处理技术进行存储、管理和分析。

大数据处理技术可以对数据进行快速清洗、筛选和整合，提取有价值的信息，并通过数据挖掘、机器学习等方法，建立海洋环境预测模型，为海洋环境的治理提供科学依据。

2、云计算平台云计算平台为海洋环境数据的存储和计算提供了强大的支持。

通过云计算平台，可以实现数据的分布式存储和并行计算，提高数据处理的效率和能力，同时降低数据处理的成本。

舰船损管信息可视化的GIS实现方法

舰船损管信息可视化的GIS实现方法舰船损管信息可视化是一种基于GIS技术的实现方法，它可以将船舶事故损失和相关数据进行可视化展示，为船舶保险和风险管理提供有效的支持和帮助。

下面就来介绍一下舰船损管信息可视化的实现方法。

首先，需要构建一个舰船损管信息的数据库。

这个数据库应该包含船舶事故的原因、类型、时间、地点、船名、货物类型以及相关的经济损失等信息。

这些数据可以从各种来源获取，比如从事故报告、船舶维修单、保险理赔报告等等。

接着，需要将建立的舰船损管信息数据库与GIS平台进行集成。

GIS平台可以将舰船损管信息可视化展示出来，并提供地图、图表、表格等多种展示方式。

在这个平台上，可以对舰船损管信息进行多维度的分析和比较，如按时间、地点、货物类型等多个维度进行分析和比较。

然后，将舰船损管信息可视化与其他数据集成。

比如，将天气数据、海洋环境数据、航路数据等多种数据与舰船损管信息进行比较和分析，进一步提高损管信息的准确性和可信度。

这些数据集成的过程可以通过数据挖掘、机器学习等技术实现。

最后，将可视化结果呈现给用户。

用户可以通过多种方式对展示的损管信息进行交互式的分析和操作。

例如，用户可以搜索、筛选、排序、比较甚至修改损管信息数据，以满足不同的需求和要求。

总之，舰船损管信息可视化是一个基于GIS技术的实现方法，它可以将船舶事故损失和相关数据进行可视化展示，为船舶保险和风险管理提供有效的支持和帮助。

通过上述步骤的实现，可以使舰船损管信息更加准确、直观、易懂，从而提高船舶保险和风险管理的效率和质量。

相关数据包括船舶事故的原因、类型、时间、地点、船名、货物类型以及相关的经济损失等信息。

下面我们对这些数据进行分析。

首先是船舶事故的原因。

船舶事故的原因种类繁多，包括人为因素、技术因素、船舶管理因素等等。

其中，人为因素导致船舶事故的比例较高，占事故原因总数的40%以上。

而技术因素和船舶管理因素导致的船舶事故比例分别为30%和20%左右。

数值计算在海洋科学中的应用

数值计算在海洋科学中的应用海洋是一个广阔的领域，其内含有大量的水文、气象、地理、生物等信息。

这些信息与人类生产、生活密切相关。

随着计算机技术的发展，数值计算成为研究海洋科学的一种有力工具。

数值计算技术可以通过模型、算法和程序等方式，模拟和解决各种复杂的海洋科学问题。

在这篇文章中，我们将重点关注数值计算在海洋科学中的应用。

第一部分：数值计算在海洋科学中的基本概念数值计算是利用计算机对各种数学问题进行求解的一种方法。

在海洋科学中，数值计算主要应用于如下几个方面：1. 海洋动力学的数值模拟海洋动力学是研究海流、波浪、洋流和海水温度、盐度等动力过程的学科。

数值模拟是海洋动力学中最常用的研究方法之一。

现代数值模拟技术结合了计算机模拟和实测数据，并通过数值模型对海洋变化进行复现和预测。

例如，计算机模拟可以生成各种海底地形、海流和气象条件的模型，研究这些因素对海洋生态、海运、海洋资源的影响。

2. 海洋环境的数值模拟海洋环境的数值模拟是通过海洋环境数值模型对海洋生态、垃圾污染、漏油污染等众多问题进行预测、评价和优化处理。

例如，数值模拟可以研究含沙潮流、悬浮生物、废弃物随流运动等问题。

通过数值模拟，还可以评价不同海洋污染来源的贡献率，明确将要采取的污染治理政策。

3. 海洋气象预报海洋气象预报旨在对海况、海风、浪高、风速、水温等进行准确预测。

海洋气象预报不仅是航海、渔业等行业的重要依据，更是海上安全的重要保障。

数值计算可以通过气象数学模型对海洋气象进行分析、预报和分布分析。

预报时，研究人员根据模型进行预测，并将结果发送给用户、船员和港口等相关人员。

第二部分：数值计算在海洋科学中的应用案例1. 转基因微藻品种筛选海洋养殖是我国重要的经济产业之一。

传统上，养殖业主要依赖海藻或其他木瓜等淡水藻类。

但这些藻类缺乏一些物种适应性（如低水温和高光强等）。

为此，科研工作者引入转基因微藻进行优化。

通过模型模拟转基因微藻的生长条件，如光照强度、温度、pH、氧气含量等因素。

海底观测可视化信息系统的初步研究的开题报告

海底观测可视化信息系统的初步研究的开题报告一、研究背景海洋是地球上最神秘、最浩瀚的地方之一，其深奥、未知性和蕴藏着重大的生态和矿产资源等等，一直以来都是人们探索的对象。

随着科技的不断进步，人类开始对海洋进行更深入的研究，而海底观测技术是海洋科学研究的基础和重要手段之一。

随着我国海洋经济的快速发展，海底观测技术也得到了增强，但是随着深海矿产资源开发的加剧，海底环境破坏趋势日益增大，为了更好地保护海洋生态环境，监测海洋污染并及时采取措施减少海洋生态破坏，开展海底观测可视化信息系统的研究显得非常重要和迫切。

二、研究目的本研究旨在开发海底观测可视化信息系统，提高海洋科研的工作效率和可视化程度，满足海洋科研和海洋产业发展的需求。

主要研究内容包括：1）设计开发海底观测可视化信息系统的数据流程和功能模块；2）对海底观测数据进行预处理、存储、后处理和可视化处理；3）对海底观测数据进行分析和应用。

三、研究内容1. 数据流程和功能模块设计针对海底观测数据的特点，本研究将设计海底观测可视化信息系统的数据流程和功能模块。

具体包括多源海底观测数据的集成、预处理和后处理、数据存储和管理、数据的可视化和分析等多个功能模块。

2. 预处理、存储、后处理和可视化处理为了保证海底观测数据的质量和有效性，本研究将对原始数据进行预处理和后处理，包括数据清洗、格式标准化、数据归档等工作。

同时，为了方便数据的存储和查询，设计合理的数据库架构和数据存储方式。

在可视化处理方面，本研究将拟采用多种数据可视化技术，包括三维地图、热力图、散点图等，达到数据的可视化呈现。

3. 数据分析和应用本研究拟对海底观测数据进行分析和应用，在海洋环境保护、海洋资源勘探等方面进行指导，可以提高海洋科研和海洋产业的工作效率和可视化程度。

四、研究方法本研究将采用分阶段进行系统分析、设计、实现和测试的方法。

首先，进行需求分析和技术分析，确定系统的功能和技术架构；其次，进行设计和实现，开发出符合上述要求的海底观测可视化信息系统；最后，进行测试和性能优化，提高系统的稳定性和可用性。

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。

辽宁省海洋渔业综合管理数据服务平台建设概述

辽宁省海洋渔业综合管理数据服务平台建设概述任酉贵【摘要】本文介绍了辽宁省海洋与渔业信息化现状,分析了现有系统存在的不足,并在此基础上建设了辽宁省海洋渔业综合管理数据服务平台,对现有信息化系统进行了梳理,实现了全省数据资源的统一管理与共享;开发了若干面向业务应用的子系统,实现了对海洋渔业管理的全方位支持;建设了数据交换共享标准与服务接口,为日后的信息化建设提供了有力的技术支撑手段.【期刊名称】《海洋信息》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】5页(P57-61)【关键词】服务平台;数据共享;服务接口【作者】任酉贵【作者单位】辽宁省自然资源事务服务中心沈阳【正文语种】中文【中图分类】TP3991 建设背景目前辽宁省海洋与渔业信息化建设已经取得了长足的进展，但与海洋事业和现代渔业发展对信息化的要求相比仍然存在一定的差距［1］。

从全局上看，我省海洋与渔业管理信息化建设还存在宏观信息采集能力不足、信息资源的整合与共享能力建设不完善、信息挖掘与统计分析能力较弱、基础地理数据不一致，平台功能单一、面向公众的服务能力不足等方面的问题［2-3］。

为了解决以上问题，需要建设一套集成全省各个业务系统数据的海洋渔业综合管理数据服务平台，在已建数据和应用资源的基础上，综合运用大数据［4-5］、数据库、空间信息［6］、移动互联网等技术，建设基于物联网技术、超算技术和大数据分析的海洋渔业综合管理数据服务平台，完成支撑海洋与渔业应用平台的云服务环境的搭建，提高系统平台数据存储和访问的安全性，保证系统平台的可用性；完成海洋与渔业统一数据库建设，实现数据资源的统一管理与共享，并建立数据更新机制，保证平台数据的（近）实时性；通过移动应用系统的开发，提升海洋与渔业管理的移动化水平。

2 建设目标平台建设的总目标是立足现有的基础，建设“四个一”，即建设一个省级海洋渔业数据中心、形成一个应用平台、建立一套信息化建设的规范体系、实现全省海洋与渔业“一张图”的管理。

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海洋科学数据管理与可视化平台①　

Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｓａ＠ｉｓｃａｓ．ａＣ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｃ—ｓ－ａ．ｏｒｇ．ｃｎ　Ｔｅ１：＋８６—１０．６２６６１０４ｌ　

李海涛　，关煜　，黄海广　＇３　（青岛科技大学信息科学技术学院，青岛２６６０００）　（中国海洋大学信息科学与工程学院，青岛２６６１００１　（温州市海洋渔业船舶安全救助信息中心，温州３２５０００）　

摘要：海洋科学数据作为我国海洋科技创新发展的战略资源，是一个可持续发展的要素．然而海洋科学数据涉及　学科众多、类型复杂、来源多样、格式迥异等特点，数据处理和可视化处理难度大．平台通过引入ＷｅｂＧＩＳ技术，　针对海洋科学数据特点，结合海洋科学数据业务，实现海洋数据的一体化管理、分析与可视化处理．　关键词：海洋科学数据；数据管理；质量控制；数据解析；可视化技术　

引用格式：李海涛，关煜，黄海广．海洋科学数据管理与可视化平台。计算机系统应用，２０Ｉ７，２６（９）：６２＝６８：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃ－一一Ｓ　ａ，ｏｒｇ．ｃｎ／１００３—３２５４／６０５Ｚｈｔｍｌ　Ｖｉｓｕａｌ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｏｒ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｄａｔａ　ＬＩ　Ｈａｉ．Ｔａｏ　，ＧＵＡＮ　Ｙｕ　，ＨＵＡＮＧ　Ｈａ１　Ｇｕａｎｇ　，　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６０００，Ｃｈｉｎａ）　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｏｃｅａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＣｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６１００，Ｃｈｉｎａ）　（Ｗｅｎｚｈｏｕ　Ｏｃｅａｎ　ａｎｄ　Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｖｅｓｓｅｌ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｒｅｓｃｕｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗｅｎｚｈｏｕ　３２５０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ａ　ｓｔｒａｔｅｇｉｃ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｃｅａｎｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，ｍａｒｉｎｅ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ｄａｔａ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｔｈｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍａｒｉｎｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｄａｔａ　ｉｎｖｏｌｖｅ　ｍａｎｙ　ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｓ，　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｔｙｐｅｓ，ｄｉｖｅｒｓｅ　ｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｏｒｍａｔｓ，ａｎｄ　ｈｅｎｃｅ　ｉｔ　ｉｓ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｍａｒｉｎｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｄａｔａ，ｔｈｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｖｉｓｕａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｍａｒｉｎｅ　ｄａｔａ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｂｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ＷｅｂＧＩＳ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｍａｒｉｎｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｄａｔａ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｒｉｎｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｄａｔａ；ｄａｔａ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ；ｄａｔａ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　

科学数据是人类在认识自然、发展科技的活动中　产生和积累的，随着信息技术的进步与发展，科学数据　在科研活动中的作用日益提升，已经从支撑科研活动　的基础资源提升为支撑国家科技创新发展的宝贵资产　和战略资源【Ｊ。Ｊ．　然而传统的海洋科学数据管理平台以文字、图片　等资料为主，不能较好地表达海洋信息的空间位置及　可视化展示，这是其重要缺陷之一．且海洋科学数据涉　及学科众多，具有收集零散、类型复杂、格式各异等　特　，如何保证这些数据能够准确、有效地存储到数　据库中，也是海洋科学数据管理与可视化平台建设的　

关键　．本研究通过引入ＷｅｂＧＩＳ技术，研究了海洋科　学数据的管理与空间可视化方法，验证并实现该平台　的可用性．　

１系统概述　海洋科学数据管理与可视化平台是基于实现对海　洋专项调查获取的海量珍贵的海洋科学基础数据和处　理数据管理、分析、可视化，采用ＷｅｂＧＩＳ结合多种　近海要素对空间数据进行分析处理和数据专题的可视　化，依靠先进的一体化读取解析、数据质控机制与整　合分析的集成研究，提供科学、可靠、有效的海洋数　

①基金项目：青岛市创新创业领军人才（１５．０７—０３　００３０）；科技部２０１５年科技支撑计划（２０１５ＢＡＧ２０Ｂ００）　收稿时问：２０１６－１２—０８；采用时间：２０１７－０３－２０　

６２系统建设Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　２０１７年第２６卷第９期　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃ—ｓ—ａ．ｏｒｇ．ｃｎ　计算机系统应用　据，大幅度提高数据的管理水平和使用效率　２系统设计　２．１系统总体设计　海洋科学数据管理与可视化平台功能是基于系统　的业务数据的浏览、处理分析和Ｓｋｙｌｉｎｅ　ＴｅｒｒａＧａｔｅ所　发布的空间数据和服务　进行系统编码的．总体设计主　要包括四个部分，海洋科学数据服务，海洋科学数据管　理与可视化，数据访问及数据库．其总体设计如图１　所示．　袭ｌ　航次数据　Ｉｌ　环境参数数据ｌｌ观测网络数据ＩＩ　洋流数据　Ｉ　图１系统总体设计　２．２系统功能设计　２．２．１海洋科学数据管理　数据管理是利用计算机技术对数据进行有效的收　集、存储、处理和应用的过程．目的主要是针对海洋　科学数据特点，结合海洋科学数据业务，构建一个以集　成化、科普化为主，分学科、专业化为辅的数据资源　管理服务．平台功能主要包括数据提交，可通过文件导　入、文件夹导入等上传形式，并进行文件解析与质量　控制，对原始数据进行质量分析、异常提示、记录存　档等处理；数据多条件检索，可按照时间范围、空间范　围（矩形选、多边形选、圆形选）、学科分类、要素种　类、要素大小等条件组合进行查询；数据申请审批，满　足在线数据申请和离线数据申请两种服务方式，高级　用户对申请的数据进行审核，并一键生成审核报告，方　便用户下载打印；成果发布分享，对采集到的海洋数据　成果及产品进行展示与宣传；对按照条件查询出的数　据，可以进行简单的数据统计，也可以进行比较复杂的　运算分析，比如相关性分析等，统计结果将以表格、文　字、图片的方式多方位的展示和描述；数据备份恢复，　系统能支持设定自动备份间隔和备份位置，系统进行　定时的自动数据库备份任务．其主要通过Ａｊａｘ请求与　系统服务端用户数据进行数据通信，并返回相应数据　及状态．　２－２．２海洋科学数据可视化　平台利用Ｓｋｙｌｉｎｅ服务端所发布的各种数据服务　接口和功能处理服务，提供海洋科学数据的可视化展　示，包括近海环境参数可视化，近海站位调查中的环境　参数数据具有横向分布和纵向分布两个特点，依据此　特点需要进行剖面可视化展示：深海地形集成可视化，　把生物信息，具体包含多媒体图片、音频、视频等信　息叠加到海底地形上面进行展示；近海洋流可视化，将　洋流数据按照时间顺序动态可视化展示：专项航次　ＣＴＤ数据集成可视化，将航次数据点分布到地图上，可　按照时间序列动态播放航次轨迹，模拟航次运行过程　等操作．海洋科学数据可视化将海洋信息影像在地图　上进行展示，可供浏览分析，其目的是以海洋科学数据　为支撑，具备二三维一体化与动静结合展示能力，通过　先进的可视化技术，将海洋描绘的更加生动形象，使其　适用于专业人员更好的研究海洋．　２．３数据库设计　平台系统数据库主要包括海洋科学基础数据库、　海洋专项数据库、外部集成数据库及基础地理信息数　据库．针对海洋科学数据复杂，并且具有地理空间特性，　通过对数据进行基础信息和空间信息的分离，将基础　数据和空间数据按照数据库的表空间独立进行存储，　再通过表的主键和外键等约束，将基础数据和空间数　据进行二者联合，设计海洋科学数据的一体化数据库，　如图２所示．　

图２数据库设计　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ系统建设６３　计算机系统应用　ｈｔｔｐ　｜ｈ　ｒ、　≯｝．Ｃ－Ｓ－ａ．ｏｒｇ．ｃｎ　２０１７年第２６卷第９期　１）海洋科学基础数据库．本平台与海洋数据业务　相关的数据直接以数据表的形式在ＭＹＳＱＬ数据库中　存放，通过数据访问接口进行访问．相关的业务数据主　要包括元数据信息、产品成果发布信息、航次站位信　息等．　２１海洋专项数据库．平台的海洋专项数据库包括　航次、环境、观测及洋流等可视化专题信息，其中包　含空间地理信息坐标和空间相关属性等信息，采用　ＡｒｃＧＩＳ　Ｅｎｇｉｎｅ对空间数据进行插值计算，并生成相关　图层．　３１外部集成数据库．包括浮标库、潜标库、ＣＴＤ　信息库等外部集成数据库．各个数据库中的表信息与　平台数据具有集成相关性，利用其外部的表数据与平　台数据进行结合，能够更详细的反映数据的真实状态　及信息．　４）基础地理信息数据库＿６］．平台的地图为影像基础　空间数据类型，基础空间数据采用必应卫星地图，采用　球面墨卡托投影类型，包含１．１９级的显示级别．由　ＴｅｒｒａＢｕｉｌｄｅｒ制作基础地理信息地图ＭＰＴ文件，包括　底图和中文注记．利用ＴｅｒｒａＧａｔａ　ＳＦＳ发布在线地图，　不需要在系统数据库中进行组织．　３系统实现关键技术　３．１异构海洋科学数据一体化读取解析技术　３．１．１数据特点简介　本平台针对近海科学专题数据的不同数据类型与　格式对采集的数据进行分类整理，主要为专项航次　ＣＴＤ数据、近海环境参数数据、近海观测网络数据及　近海洋流ＮｅｔＣＤＦ数据．已整合的数据资源类型及格　式如表１所示．　表１　数据类型及格式表　其中专项航次ＣＴＤ数据记录主要包括站位、时　间、经纬度、水深、温度及盐度等相关信息．近海环　境参数数据记录主要包括站位、水深、经纬度、五项　营养￣（ｓｉｏ３、ＮＯ３、ＰＯ４等）、ｐＨ值、叶绿素等相关　信息．近海观测网络数据主要包括浮标号、风速风　６４系统建设Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　向、气温气压、流速流向、浊度叶绿素、平均波高平　均波周期等相关信息．近海洋流ＮｅｔＣＤＦ数据主要包　括经纬度、时间、流速、流向等相关信息．　３．１．２一体化组件式读取解析设计［Ｊ　８］　异构海洋科学数据一体化读取解析组件类图基于　工厂模式进行设计，如图３所示，对于同一接口，可以　无限扩展实现层，针对不同的数据类型，通过建立模块　的形式，例如．ｔｘｔ格式数据对应文本文件解析模块，各　类文件数据又对应各自的解析模块．一体化组件式读　取解析设计在各组件的基础上进行分类，形成模块，然　后在每个模块内进行真正的读取解析．并且根据解析　数据的格式，可以无限扩展解析模块，遵循设计模式的　“开闭原则”，从而达到代码复用、增加可维护性的目　的，其一体化组件式读取解析设计如图４所示．　