基于多源時(shí)空數(shù)據(jù)的水深維護(hù)決策與預(yù)警系統(tǒng)研究

林曉彬

（福建省港航管理局勘測(cè)中心，福州 350004）

0 引言

廈門港是我國(guó)著名的人工港，航道、港池及調(diào)頭區(qū)多為人工開(kāi)挖，受周邊廣大淺水海域波浪與潮流的影響，特別是九龍江流域泄洪影響，泥沙回淤、強(qiáng)淤以及驟淤現(xiàn)象成為制約港口發(fā)展的瓶頸，因此需要及時(shí)疏浚以滿足通航和靠泊的要求。自2000年廈門市開(kāi)始對(duì)廈門港進(jìn)行總體規(guī)劃以來(lái)，海滄及招銀港區(qū)人工疏浚年挖泥量逐年增加，但是廈門灣內(nèi)泥沙回淤的特點(diǎn)決定了海滄及招銀港區(qū)的疏浚清淤工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期反復(fù)的工程，因此航道維護(hù)管理部門需對(duì)航道水深進(jìn)行周期性測(cè)量，當(dāng)水深不滿足維護(hù)水深時(shí)及時(shí)進(jìn)行清淤疏浚。在此過(guò)程中積累了大量的航道水深數(shù)據(jù)，這些成果數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)格式和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要用于指導(dǎo)工程施工應(yīng)用，在數(shù)據(jù)的集成和互操作、數(shù)據(jù)的挖掘和信息表達(dá)上，已無(wú)法滿足日益復(fù)雜的實(shí)時(shí)立體化港口航道綜合管理的需要［1］。

隨著廈門國(guó)際東南航運(yùn)中心建設(shè)的推進(jìn)，廈門港進(jìn)出港船舶數(shù)量快速增長(zhǎng)，港口航道維護(hù)疏浚作業(yè)與船舶通航的矛盾越來(lái)越突出，特別是港池維護(hù)疏浚受船舶靠泊影響不能統(tǒng)一施工，單一港池的疏浚必然會(huì)對(duì)相鄰水域造成影響，但是受疏浚影響后的發(fā)展變化趨勢(shì)難以預(yù)測(cè)。隨著廈門港數(shù)字港口向智慧港口發(fā)展，迫切需要利用三維GIS技術(shù)、BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等最新的信息技術(shù)建立一套完善的三維地理信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)港口航道維護(hù)測(cè)量時(shí)空數(shù)據(jù)一體化高效利用［2］，為研究不同時(shí)空尺度下的港區(qū)水下地形動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，充分挖掘海滄及招銀港區(qū)水下地形時(shí)空變化信息、為分析航槽的流態(tài)和泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供數(shù)據(jù)支撐。在此基礎(chǔ)上科學(xué)預(yù)測(cè)海滄及招銀港區(qū)水深維護(hù)的疏浚工程量，制定海滄及招銀港區(qū)年度維護(hù)計(jì)劃，為廈門港海滄及招銀港區(qū)水深維護(hù)管理決策提供科學(xué)支撐。

1 研究綜述

近年來(lái)，眾多研究人員在航道空間地理數(shù)據(jù)的組織管理和航道通航安全決策預(yù)警方面進(jìn)行了大量的研究工作。國(guó)外的Ternes等［3］研究通過(guò)建設(shè)三維航道可視化系統(tǒng)來(lái)輔助船舶安全通航，Arsenault等［4］通過(guò)三維水深模型的構(gòu)建研究了航道水深與實(shí)時(shí)潮位的集成顯示，國(guó)內(nèi)學(xué)者在數(shù)字長(zhǎng)江建設(shè)中采用Oracle+ArcSDE對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理［5］，采用ArcEngine組件式開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江航道基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的管理，并通過(guò)ArcGISServer發(fā)布地圖服務(wù)，實(shí)現(xiàn)三維航道可視化管理、航道維護(hù)測(cè)量和應(yīng)急測(cè)繪的快速調(diào)度等功能；宮彥萍等［6］利用GIS技術(shù)研究?jī)?nèi)河通航狀態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)航道管理部門的通航保障能力提升；江文萍等［7］利用三維可視化技術(shù)和GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水深數(shù)據(jù)管理以及港口、水上與水下航道地形的三維可視化。相關(guān)領(lǐng)域的大量研究成果對(duì)航道測(cè)繪成果的充分利用，以及航道安全通航和預(yù)警決策管理具有支撐作用。

近年來(lái)，廈門港在航道維護(hù)工程上投入巨額資金，但是在航道維護(hù)測(cè)繪成果的管理和利用、測(cè)繪數(shù)據(jù)挖掘方面的研究較少，已建成的航道、碼頭信息系統(tǒng)多以分散方式建設(shè)，在廈門港航道、港池、泊位采用統(tǒng)一維護(hù)的模式下，對(duì)這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、格式多源的測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和挖掘利用依然存在較大困難。主要表現(xiàn)在：

（1）歷年航道測(cè)繪數(shù)據(jù)因用途不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式、空間參考不一，數(shù)據(jù)的融合分析困難，導(dǎo)致測(cè)繪數(shù)據(jù)的重復(fù)利用率低。

（2）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)體系、內(nèi)容不完善，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用依然采用傳統(tǒng)作業(yè)模式，港口航道的測(cè)繪數(shù)據(jù)價(jià)值難以挖掘，歷史測(cè)繪數(shù)據(jù)不能直觀、便捷的進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)分析。

（3）因部門業(yè)務(wù)目標(biāo)不一，測(cè)繪信息的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品化程度低，大量的港口水深地形數(shù)據(jù)無(wú)法為廈門港水深維護(hù)提供沖淤變化情況的預(yù)測(cè)和疏浚影響評(píng)估，對(duì)通航安全預(yù)警和航道維護(hù)決策支持也難以發(fā)揮作用［8］。

因此綜合運(yùn)用測(cè)繪新技術(shù)、三維GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)多源空間數(shù)據(jù)的綜合利用，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合GIS服務(wù)聚合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航道回淤趨勢(shì)動(dòng)態(tài)模擬、預(yù)警和輔助決策是港口測(cè)繪數(shù)據(jù)綜合利用的發(fā)展方向。

2 預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于多源時(shí)空數(shù)據(jù)的水深維護(hù)決策與預(yù)警系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成，如圖1所示。廈門港海滄及招銀港區(qū)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)是整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的核心，它能為港口航道維護(hù)決策與預(yù)警支持系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來(lái)源和基礎(chǔ)。總體設(shè)計(jì)從基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)層和應(yīng)用層等方面進(jìn)行，系統(tǒng)總體架構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基礎(chǔ)層依托已有的網(wǎng)絡(luò)體系、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、安全保障體系等軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，為平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)提供必要的運(yùn)行環(huán)境與保障。

數(shù)據(jù)層依托歷年港口航道測(cè)繪數(shù)據(jù)、港區(qū)規(guī)劃數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合集成，建立港口航道三維場(chǎng)景模型庫(kù)，為系統(tǒng)建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

平臺(tái)驅(qū)動(dòng)層集合了數(shù)據(jù)采集與入庫(kù)、三維數(shù)據(jù)生產(chǎn)制作、數(shù)據(jù)更新及數(shù)據(jù)共享的功能與服務(wù)，平臺(tái)通過(guò)對(duì)三維航道數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)和管理，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口發(fā)布基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和三維模型服務(wù)，采用GIS服務(wù)聚合技術(shù)接入OGC標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)［9］，為系統(tǒng)運(yùn)行提供二三維GIS基礎(chǔ)平臺(tái)支撐。

應(yīng)用層通過(guò)構(gòu)建港口航道三維系統(tǒng)，為廈門港海事及港航管理部門提供航道三維地圖、綜合航道測(cè)繪信息查詢統(tǒng)計(jì)、三維空間分析、航道維護(hù)決策預(yù)警等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)港口航道基礎(chǔ)測(cè)繪成果的有效利用和挖掘，實(shí)現(xiàn)航道動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)管和科學(xué)決策。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

采用統(tǒng)一空間標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式，對(duì)多源異構(gòu)的廈門港基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理，對(duì)歷史水深數(shù)據(jù)、港口航道要素?cái)?shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)、三維激光掃描數(shù)據(jù)、智能傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效組織與存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)一體化管理，從橫向和縱向保證研究區(qū)數(shù)據(jù)的完整性和空間參考的一致性。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)主要包括以下內(nèi)容。

2.2.1 港口航道測(cè)繪成果數(shù)據(jù)庫(kù)

測(cè)繪成果數(shù)據(jù)是港口航道維護(hù)建設(shè)的重要資料，是廈門港航道維護(hù)測(cè)量工作的重要成果，是港口航道基礎(chǔ)研究、規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)。隨著廈門港航道信息化的不斷發(fā)展，航道測(cè)量、航道管理、電子航道圖生產(chǎn)等數(shù)據(jù)與相關(guān)測(cè)繪數(shù)字資源必將快速增長(zhǎng)，港口航道測(cè)繪數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其中基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)是指在廈門港廣泛分布且具有基礎(chǔ)參考的港口航道設(shè)施、地形地貌、交通路網(wǎng)等信息。

2.2.2 測(cè)繪成果專題數(shù)據(jù)庫(kù)

測(cè)繪成果專題數(shù)據(jù)指港口航道水深測(cè)繪數(shù)據(jù)、控制測(cè)量資料、水文泥沙數(shù)據(jù)、泥漿密度數(shù)據(jù)、激光掃描數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)以及地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)和其他測(cè)量過(guò)程數(shù)據(jù)，按時(shí)間序列建立的航道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2.3 輔助決策數(shù)據(jù)庫(kù)

輔助決策數(shù)據(jù)是指采用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或通過(guò)服務(wù)聚合獲取的視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)潮位、水文信息等相關(guān)數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)一般不包含空間信息，用于系統(tǒng)輔助決策和分析。

2.3 開(kāi)發(fā)模式設(shè)計(jì)

水深維護(hù)決策與預(yù)警系統(tǒng)以數(shù)據(jù)規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化處理為基礎(chǔ)［10］，以物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)施、計(jì)算機(jī)硬件及軟件平臺(tái)為依托，采用GIS、大數(shù)據(jù)、北斗、物聯(lián)網(wǎng)、電子航道圖等關(guān)鍵信息技術(shù)，以數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)、融合分析為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)廈門港海滄和招銀航道水深、潮位、流速流向等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的融合與集成、基礎(chǔ)信息的查詢和統(tǒng)計(jì)、港口航道二三維一體化展示、實(shí)時(shí)水深分析預(yù)測(cè)、航道淺點(diǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)等，實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下所述。

2.3.1 數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)

潮位等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)接口上傳至服務(wù)器數(shù)據(jù)中心，經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換和入庫(kù)后，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并發(fā)布至前端，進(jìn)行數(shù)據(jù)展示。

2.3.2 開(kāi)發(fā)模式

系統(tǒng)采用B∕S模式開(kāi)發(fā)，采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)作為基本數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，采用Cesium開(kāi)源三維GIS開(kāi)發(fā)框架，建立面向服務(wù)的體系架構(gòu)（SOA），依托HTML5標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和WebGL技術(shù)規(guī)范實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景和模型在Web端動(dòng)態(tài)渲染，軟件平臺(tái)采用Windows 10操作系統(tǒng)，服務(wù)器端采用Apache Tomcat?8.5和Java 1.7運(yùn)行環(huán)境支撐，系統(tǒng)采用Java開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和Eclipse開(kāi)發(fā)工具。

2.3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

出于數(shù)據(jù)保密要求，采用內(nèi)外網(wǎng)隔離，對(duì)訪問(wèn)進(jìn)行限制；系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)涉及保密數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)管理軟件必須在涉密環(huán)境中運(yùn)行，應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)訪問(wèn)涉密數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)具體功能，系統(tǒng)客戶端直接訪問(wèn)應(yīng)用服務(wù)器。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)功能

水深維護(hù)決策與預(yù)警系統(tǒng)以基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以水深維護(hù)月度測(cè)量數(shù)據(jù)和淺點(diǎn)檢測(cè)船舶采集的最新水深數(shù)據(jù)、廈門港自動(dòng)潮位儀遙報(bào)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)水文數(shù)據(jù)、浮泥密度測(cè)量數(shù)據(jù)、航道尺度信息等構(gòu)建的航道測(cè)量快速反應(yīng)與決策數(shù)據(jù)庫(kù)為依托，實(shí)現(xiàn)對(duì)港口航道水深測(cè)量數(shù)據(jù)的歷史分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為港口航道的維護(hù)決策和港口運(yùn)行安全提供數(shù)據(jù)支撐。

水深維護(hù)預(yù)警采用廈門港2013—2020年各航段疏浚維護(hù)測(cè)量數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)收集的臺(tái)風(fēng)、極端降雨、九龍江北溪水閘泄洪資料、浮泥密度測(cè)量數(shù)據(jù)以及航道尺度等要素?cái)?shù)據(jù)，按航段分別統(tǒng)計(jì)分析不同條件下的淤積量，綜合平均計(jì)算出各航段不同條件下的日淤積強(qiáng)度，通過(guò)實(shí)時(shí)潮位數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、上游水閘泄洪數(shù)據(jù)，自動(dòng)匹配當(dāng)前條件下的日淤積強(qiáng)度，并計(jì)算當(dāng)天的淤積值，當(dāng)水深淤積值超過(guò)維護(hù)底標(biāo)高時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警，并在系統(tǒng)標(biāo)注預(yù)警區(qū)域，預(yù)測(cè)淤積方量，生成維護(hù)測(cè)量調(diào)度報(bào)告，系統(tǒng)主要功能包括航道演變分析、水深預(yù)警預(yù)報(bào)、維護(hù)決策支持等，系統(tǒng)功能如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.1.1 航道演變分析

在航道三維地形系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)港口航道歷史地形的演變進(jìn)行模擬分析［11］，并將分析結(jié)果結(jié)合實(shí)時(shí)潮位數(shù)據(jù)和最新測(cè)繪數(shù)據(jù)應(yīng)用于航道演變時(shí)空變化信息加工處理過(guò)程中。

圖3 疏浚分析

3.1.2 通航模擬

通航模擬即在最新水深測(cè)圖基礎(chǔ)上，通過(guò)Web服務(wù)調(diào)用廈門港分區(qū)布設(shè)的實(shí)時(shí)潮位儀數(shù)據(jù)，并疊加沖淤分析模型計(jì)算的日均淤積強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)航道水深實(shí)時(shí)模擬；通過(guò)AIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示不同船型數(shù)據(jù)（船長(zhǎng)、吃水、噸位等），分析廈門港各航段和泊位實(shí)時(shí)水深和船舶吃水的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為船舶的乘潮通航和應(yīng)急通航提供參考。

圖4 系統(tǒng)主界面

3.1.3 航道維護(hù)調(diào)度

依據(jù)沖淤分析模型計(jì)算的日均淤積強(qiáng)度，結(jié)合最新水深數(shù)據(jù)，當(dāng)淤積超過(guò)航道維護(hù)底標(biāo)高時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成測(cè)量任務(wù)書(shū)，并在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量和疏浚方案的制定和模擬，為實(shí)際航道維護(hù)提供參考。

3.1.4 航道安全預(yù)警

（1）實(shí)時(shí)預(yù)警。系統(tǒng)通過(guò)最新發(fā)布的水深服務(wù)，結(jié)合自動(dòng)潮位儀實(shí)時(shí)采集的潮位數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合分析，根據(jù)航道維護(hù)尺度顯示小于維護(hù)水深的區(qū)域和航道最淺點(diǎn)，并用特殊顏色表示，系統(tǒng)自動(dòng)記錄每期測(cè)圖的最淺點(diǎn)信息。

（2）沖淤模型預(yù)警。根據(jù)航道地形的沖淤預(yù)測(cè)模型和最新測(cè)量數(shù)據(jù)，當(dāng)預(yù)測(cè)水深與航道維護(hù)水深的差值小于閾值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警，并通過(guò)特殊顏色在系統(tǒng)地圖上進(jìn)行標(biāo)注，提示航道管理部門進(jìn)行航道維護(hù)測(cè)量和疏浚，安全預(yù)警見(jiàn)圖5。

圖5 航道安全預(yù)警

3.1.5 航道測(cè)量預(yù)案管理

根據(jù)航道沖淤模型模擬的航道水深變化情況，當(dāng)某一航段出現(xiàn)安全預(yù)警時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成航道測(cè)量應(yīng)急測(cè)量方案，系統(tǒng)可以對(duì)預(yù)案進(jìn)行添加、修改、維護(hù)等。測(cè)量預(yù)案主要以表格或文檔形式保存。

3.2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 基于港口地理信息共享平臺(tái)理念的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與集成

水深維護(hù)決策與預(yù)警系統(tǒng)的建立需要多層次、多時(shí)空維度、綜合性的基礎(chǔ)地理空間信息支撐，針對(duì)數(shù)據(jù)分散、格式不統(tǒng)一、來(lái)源多樣的特點(diǎn)，為系統(tǒng)建設(shè)需要，需要對(duì)這些多源、異構(gòu)的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源一體化、標(biāo)準(zhǔn)化，因此通過(guò)制定廈門港地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)格式、不同高程基準(zhǔn)和坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，完成多源數(shù)據(jù)的集成，在同一空間基準(zhǔn)中融合諸如航道數(shù)據(jù)、陸地地形數(shù)據(jù)，以及水深、航標(biāo)、水文氣象數(shù)據(jù)等相關(guān)信息，解決數(shù)據(jù)來(lái)源多樣化、格式不統(tǒng)一的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)管理的一體化，為今后海事、港口、水利、氣象等航運(yùn)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換和業(yè)務(wù)協(xié)同提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2.2 基于多源時(shí)空數(shù)據(jù)的港區(qū)維護(hù)決策與預(yù)警

通過(guò)三維航道自動(dòng)構(gòu)建系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)航道三維模型的實(shí)時(shí)更新；通過(guò)對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)港口航道的動(dòng)態(tài)監(jiān)管及為航道演變趨勢(shì)研究，以及受疏浚影響后的發(fā)展變化趨勢(shì)，為廈門港海滄及招銀港區(qū)的水深維護(hù)提供科學(xué)決策。

數(shù)字三維航道系統(tǒng)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行集成應(yīng)用，提供水深及水文氣象實(shí)時(shí)信息查詢，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用接口接入廈門港自動(dòng)潮位儀數(shù)據(jù)，構(gòu)建廈門港海滄及招銀港區(qū)水深實(shí)時(shí)在線服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三維航道實(shí)時(shí)水深預(yù)警。

3.2.3 基于多體系協(xié)同集成的航道監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G等新一代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航道核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集、實(shí)時(shí)傳遞、智能化統(tǒng)計(jì)分析。通過(guò)實(shí)時(shí)潮位監(jiān)測(cè)、水文氣象監(jiān)測(cè)，AIS數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知航道通航要素，結(jié)合多波束測(cè)深系統(tǒng)、適航水深測(cè)量，構(gòu)建時(shí)間同步、空間參考統(tǒng)一的多體系協(xié)同集成的一體化監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)多維異構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著測(cè)繪技術(shù)的快速發(fā)展，港口水深數(shù)據(jù)的獲取已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采集和處理，但是對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理、數(shù)據(jù)挖掘和分析應(yīng)用已經(jīng)落后于數(shù)據(jù)的采集技術(shù)，論文針對(duì)多源時(shí)空數(shù)據(jù)的挖掘和利用進(jìn)行了研究，采用Cesium開(kāi)源框架開(kāi)發(fā)了水深維護(hù)決策與預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了航道演變分析與模擬、航道通航能力分析、航道測(cè)量維護(hù)調(diào)度、航道安全預(yù)警等功能，改變了傳統(tǒng)的航道建設(shè)維護(hù)管理模式，實(shí)現(xiàn)了廈門港區(qū)通航環(huán)境的智能化預(yù)警、動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)。

港口航道回淤受多方面因素影響，是一項(xiàng)復(fù)雜和系統(tǒng)的工程，涉及專業(yè)模型和綜合分析技術(shù)，因此需要繼續(xù)研究新技術(shù)、新裝備在人工航道治理方面的應(yīng)用模式，持續(xù)開(kāi)展本領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)，以期為航道保障提供更成熟的方案。