“數(shù)字海洋”浙江省節(jié)點(diǎn)成果與應(yīng)用*

茅克勤,車助鎂

(浙江省海洋監(jiān)測預(yù)報中心 杭州 310007)

“數(shù)字海洋”浙江省節(jié)點(diǎn)成果與應(yīng)用*

茅克勤,車助鎂

(浙江省海洋監(jiān)測預(yù)報中心 杭州 310007)

根據(jù)國家海洋局 “數(shù)字海洋”的總體目標(biāo)和總體框架,結(jié)合浙江省的實(shí)際情況,浙江省 “數(shù)字海洋”建設(shè)的重點(diǎn)先期放在 “數(shù)字海洋”信息基礎(chǔ)框架建設(shè)上,基于國家 “數(shù)字海洋”信息基礎(chǔ)框架進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。充分利用 “908專項(xiàng)”成果和浙江省在海域管理、環(huán)境保護(hù)、海島和海岸帶資源開發(fā)利用等各個領(lǐng)域積累的豐富信息資源,建立面向海洋經(jīng)濟(jì)、海洋開發(fā)管理和海洋決策支持的海洋信息基礎(chǔ)平臺和省級海洋綜合管理信息系統(tǒng),形成業(yè)務(wù)化海洋信息綜合應(yīng)用服務(wù)能力,為浙江省的海洋管理、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會公眾服務(wù)。

數(shù)字海洋;數(shù)據(jù)庫;特色系統(tǒng);運(yùn)行

“數(shù)字海洋”是以海洋客觀現(xiàn)象為研究對象,以國家信息基礎(chǔ)設(shè)施即信息高速公路為依托,以海洋空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(MSDI)為基礎(chǔ),以最新信息技術(shù)為支撐的一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。其具體構(gòu)成包括數(shù)據(jù) (空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù))、操作平臺和應(yīng)用模型3個部分[1]。

浙江省作為海洋大省,大陸岸線長約2 200 km,所轄海域總面積26萬km2余,海島總數(shù)約占全國的44%,擁有遼闊的海域國土和豐富的海洋資源。它地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長江三角洲,經(jīng)濟(jì)區(qū)位優(yōu)越,經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,人均GDP已超過發(fā)展中國家平均水平。隨著東海油氣田開發(fā)、大型臨海工業(yè)基地 (核電能源工業(yè)和石化工業(yè)等)、杭州灣大橋及全省海島聯(lián)體工程等經(jīng)濟(jì)建設(shè)項(xiàng)目的深入開展,海洋經(jīng)濟(jì)將成為浙江省經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要支柱[2]。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時,爭搶海洋資源的現(xiàn)象日益嚴(yán)重,海洋資源可持續(xù)發(fā)展受到巨大威脅。海洋行政主管部門必須科學(xué)地管理海洋,保證海洋資源的可持續(xù)開發(fā)和利用,尤其是建立在大量消耗能源和自然資源基礎(chǔ)之上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,會導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降、污染加劇和海洋災(zāi)害頻發(fā),嚴(yán)重影響到經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展?！皵?shù)字海洋”提供一個全方位的海洋環(huán)境信息收集、處理、監(jiān)測、規(guī)劃、決策分析等信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的信息系統(tǒng)管理平臺,服務(wù)于全省的海洋環(huán)境保護(hù)和海洋資源開發(fā)利用。

2003年國務(wù)院批準(zhǔn)并實(shí)施 “我國近海海洋綜合調(diào)查與評價”專項(xiàng)(908專項(xiàng))中,專門設(shè)立了 “數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建”項(xiàng)目(908-03項(xiàng)目)[3],而浙江省承擔(dān)了“浙江省數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建”項(xiàng)目(Zj908-03項(xiàng)目)。通過浙江省 “數(shù)字海洋”工程的實(shí)施,建立了以信息技術(shù)為支撐、以海洋信息應(yīng)用為驅(qū)動的海洋信息流通體系,展現(xiàn)了浙江省近海的真實(shí)形態(tài),最大限度地了解海洋并充分有效地利用海洋信息資源,可以盤活海洋信息資源,加速浙江省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展,推動海洋科學(xué)技術(shù)發(fā)展,為海洋管理和宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)[4]。

1 項(xiàng)目建設(shè)成果

1.1 海洋數(shù)據(jù)庫

1.1.1 基礎(chǔ)陸域數(shù)據(jù)庫

建立了浙江省沿海范圍1萬比例尺、5萬比例尺和25萬比例尺3種空間尺度的陸圖數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)空間坐標(biāo)系采用WGS84坐標(biāo)系,高斯投影,高程系采用1985國家高程基準(zhǔn),為浙江省測繪部門所能提供的最新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)范圍基本覆蓋了浙江省沿海、主要河口及島嶼位置。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

陸域數(shù)據(jù)庫包括1萬比例尺陸圖1 005幅, 5萬比例尺陸圖104幅,25萬比例尺陸圖12幅,數(shù)據(jù)量總計為2.7 G。

1.1.2 基礎(chǔ)海域數(shù)據(jù)庫

建立了浙江省海域5萬比例尺海圖數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)空間坐標(biāo)系采用WGS84坐標(biāo)系,高斯投影,高程系采用1985國家高程基準(zhǔn),深度系采用理論最低潮面。

數(shù)據(jù)為矢量格式,以shape格式存儲。5萬比例尺海圖165幅,數(shù)據(jù)量總計為0.13 G。

1.1.3 遙感數(shù)據(jù)庫

建立了浙江省沿海范圍基于2.5 m分辨率SPOT遙感影像和0.3 m分辨率航空遙感影像的多尺度遙感數(shù)據(jù)庫。為提高放大時的顯示效率,對兩種影像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行5萬比例尺、1萬比例尺地形圖的標(biāo)準(zhǔn)分幅,建立了影像金字塔。

該數(shù)據(jù)庫包括:2.5 m分辨率SPOT影像151幅,數(shù)據(jù)量為31 G;0.3 m分辨率航空影像121幅,數(shù)據(jù)量為58.5 G;矢量標(biāo)注圖層151幅,數(shù)據(jù)量為0.3 G。數(shù)據(jù)量總計為89.8 G。

1.1.4 海洋災(zāi)害數(shù)據(jù)庫

浙江省 “數(shù)字海洋”建立的災(zāi)害數(shù)據(jù)庫包括風(fēng)暴潮災(zāi)害數(shù)據(jù)庫、赤潮災(zāi)害數(shù)據(jù)庫,分別服務(wù)于風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警預(yù)報及輔助決策信息系統(tǒng)、赤潮災(zāi)害監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)。

1.1.5 海洋管理數(shù)據(jù)庫

浙江省 “數(shù)字海洋”建立的海洋管理數(shù)據(jù)庫包括海域使用管理數(shù)據(jù)庫、海洋環(huán)境監(jiān)測信息管理數(shù)據(jù)庫和海洋功能區(qū)劃數(shù)據(jù)庫,分別服務(wù)于海域管理信息系統(tǒng)、海洋環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)和節(jié)點(diǎn)主頁。

1.2 海洋信息系統(tǒng)

1.2.1 海域管理信息系統(tǒng)

利用GIS技術(shù)可以方便地把圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)無縫地結(jié)合起來,更重要的是GIS不但具備數(shù)據(jù)庫查詢、檢索、統(tǒng)計功能,而且可以對幾何圖形進(jìn)行空間分析,基于地理位置對圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行快速查詢與地理定位,實(shí)現(xiàn)圖形和屬性的雙向查詢和同步更新。

1.2.2 海洋環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)

利用現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),結(jié)合浙江省海洋環(huán)境監(jiān)測的業(yè)務(wù)需求,構(gòu)建了浙江省海洋環(huán)境監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫;結(jié)合實(shí)際工作中的數(shù)據(jù)輸入、信息查詢、結(jié)果可視化表達(dá)等使用要求,開發(fā)了具有自主產(chǎn)權(quán)的浙江省海洋環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng),建設(shè)了基于專網(wǎng)的浙江省海洋監(jiān)測信息管理系統(tǒng)平臺。

1.2.3 近海溢油事故應(yīng)急輔助決策信息系統(tǒng)

建立了三維風(fēng)海流、潮流和斜壓耦合、三維溢油漂移模型和其他污染擴(kuò)散模型。

基于地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、可視化和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),搭建了具有完備接口和遠(yuǎn)程訪問功能的長江口、杭州灣及毗鄰水域涉海污染事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了海洋環(huán)境要素和海洋污染擴(kuò)散等數(shù)值模擬結(jié)果的可視化顯示,為海域污染事故的快速應(yīng)急決策提供參考。

1.2.4 赤潮災(zāi)害監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)

以赤潮監(jiān)控區(qū)監(jiān)測業(yè)務(wù)化應(yīng)用的數(shù)字化信息管理為具體內(nèi)容,建立了赤潮災(zāi)害綜合管理信息庫為赤潮災(zāi)害管理提供了網(wǎng)絡(luò)化和信息化管理平臺;以基礎(chǔ)海洋空間信息為背景,實(shí)現(xiàn)了赤潮監(jiān)測信息和災(zāi)害信息的數(shù)據(jù)歸檔和可視化查詢等功能,為赤潮災(zāi)害的應(yīng)急處理提供科學(xué)輔助決策信息。

1.2.5 風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警預(yù)報及輔助決策信息系統(tǒng)

整合了現(xiàn)有信息資源,構(gòu)建了風(fēng)暴潮減災(zāi)綜合數(shù)據(jù)庫,集成了風(fēng)暴潮數(shù)值預(yù)報模型,為全省風(fēng)暴潮減災(zāi)網(wǎng)絡(luò)單位提供自然、社會、經(jīng)濟(jì)等方面減災(zāi)信息,提高減災(zāi)抗災(zāi)綜合能力。

1.2.6 數(shù)字海洋公眾信息服務(wù)與發(fā)布系統(tǒng)

建立了基于政府外網(wǎng)的浙江省數(shù)字海洋公眾信息服務(wù)與發(fā)布系統(tǒng),為公眾提供力所能及的海洋信息服務(wù)。利用Flash與WebGIS技術(shù)結(jié)合,把圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)無縫地結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)圖形和屬性的雙向查詢和同步更新,并且具有良好的用戶體驗(yàn)效果。

2 應(yīng)用情況

建立了完整的網(wǎng)絡(luò)體系,“數(shù)字海洋”建立物理網(wǎng)絡(luò)依托了專網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了資源共享,并保證了數(shù)據(jù)傳輸安全。

2.1 應(yīng)用環(huán)境

服務(wù)端。①數(shù)據(jù)庫服務(wù)器:用于管理和提供“數(shù)字海洋”各個地方特色系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)。② 業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器:用于提供地方特色系統(tǒng)MIS管理服務(wù)。通過調(diào)取數(shù)據(jù)庫及地圖服務(wù)器完成任務(wù)響應(yīng)。③ 數(shù)據(jù)交換服務(wù)器:提供國家數(shù)字海洋集成框架服務(wù),提供國家下發(fā)的八大系統(tǒng)業(yè)務(wù)服務(wù),與國家節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換服務(wù)。④備用服務(wù)器:提供對數(shù)據(jù)交換服務(wù)器的備用功能,用于存放日常備用的數(shù)據(jù)和服務(wù)。

客戶端。客戶端分別分布于浙江省海洋監(jiān)測預(yù)報中心海域監(jiān)管室業(yè)務(wù)工作室和浙江省海洋與漁業(yè)局的行政處室桌面。

2.2 運(yùn)行情況

908-03項(xiàng)目“數(shù)字海洋”浙江省節(jié)點(diǎn)自2010年12月1日開始試運(yùn)行,運(yùn)行情況均由專人進(jìn)行記錄。目前,系統(tǒng)運(yùn)行平臺穩(wěn)定,人員維護(hù)與測試到位,各特色系統(tǒng)均已應(yīng)用于浙江省海洋與漁業(yè)局各相關(guān)處室的日常工作中。

3 主要經(jīng)驗(yàn)及建議

統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)工作是項(xiàng)目有效執(zhí)行的保證;國家908-03項(xiàng)目組技術(shù)支持十分重要;項(xiàng)目組認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度確保項(xiàng)目高質(zhì)量完成;軟件測試提升了項(xiàng)目研究成果。

(1)在省級節(jié)點(diǎn)建設(shè)成果的基礎(chǔ)上,通過專網(wǎng)共享和系統(tǒng)擴(kuò)展的方式,探索建立市、縣級節(jié)點(diǎn)。

(2)對“908專項(xiàng)”調(diào)查和評價的數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫。目前由于數(shù)據(jù)尚未下發(fā),無法入庫,僅完成了數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計。

(3)在經(jīng)費(fèi)保證的情況下,對3個C/S系統(tǒng)進(jìn)行改造,使之能更好地嵌入到國家數(shù)字海洋集成框架中。

[1] 候文峰.中國“數(shù)字海洋”發(fā)展的基本構(gòu)想[J].海洋通報,2009,18(6):1-2.

[2] 陸建新.浙江省“數(shù)字海洋”信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建項(xiàng)目總體建設(shè)方案[Z].杭州:浙江省海洋監(jiān)測預(yù)報中心,2007:5-6.

[3] 張峰,金繼業(yè).我國數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架建設(shè)進(jìn)展[J].海洋信息,2012(2):1.

[4] 陸建新.浙江省“數(shù)字海洋”信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建項(xiàng)目執(zhí)行情況總結(jié)報告[R].杭州:浙江省海洋監(jiān)測預(yù)報中心,2011:6-7.

浙江省“數(shù)字海洋”信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建項(xiàng)目(ZJ908-03).