海洋环境信息数据格式分析与数据再加工的研究

摘要

本课题是国家863计划“基于网格的海洋环境数据共享与信息服务技术的研究(2006AA09Z139)”的其中一部分，旨在构建海洋地理信息系统。海洋地理信息系统是以海洋环境信息数据的研究为核心的，因此海洋环境信息数据的发展是海洋地理信息系统推广中至关重要的一个环节。 随着海洋科学的快速发展，对全面反映海洋资源环境和海洋经济开发利用等的海洋环境信息数据的需要也将越来越大，在此形势下，如何保证信息之间的共享和流动也成为了当前研究的重点。海洋环境信息数据来源于不同的国家，涉及专业学科领域多、海洋环境信息数据的获取手段多样，不同海洋学科之间、不同调查项目之间存在许多不同的系统，跨越多个不同的平台，数据格式和结构各不相同，造成信息流通相当困难，海洋环境信息数据格式的不统一阻碍了海洋地理信息系统的发展。目前，海洋环境信息数据的格式已成为海洋专家和海洋用户十分关心的问题。 本文介绍了海洋环境信息数据的获取手段以及海洋环境信息元数据的相关知识，重点对海洋环境信息数据格式的标准化和海洋环境信息数据的再加工进行了分析研究。 数据获取通过立体监测和综合调查等手段，利用先进的空间、海面和水下探测技术，综合应用遥感与现场观测等多种方法，进行多平台立体观测，获取了大量宝贵的海洋数据，为数据处理模块提供丰富的数据源。 在海洋环境信息数据的格式方面，首先介绍了国际上常用的十种海洋环境信息数据格式的来源，用途，结构及其优缺点；然后综合分析了它们的特点，并针对其特点，按照分层的思想将海洋环境信息数据格式进行了分类；最终提出了一种标准海洋环境信息数据格式的构想。 海洋环境信息数据的再加工，主要是温跃层的可视化研究，首先介绍了海洋跃层的一些基本概念和提取的方法，选用传统的垂向梯度法作为温跃层提取的理论基础，以OpenGL和VC++为平台，实现了海洋温跃层提取的可视化。其中，详细论述了温跃层提取的实现过程，最后对实验结果进行了分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

0前言

1海洋环境信息数据的获取技术与应用

1.1海洋卫星遥感技术

1.1.1卫星海表温度遥感

1.1.2海色卫星遥感

1.1.3微波高度计

1.1.4微波散射计

1.1.5星载合成孔径雷达

1.2海洋浮标技术

1.3海洋声探测技术

1.4 Argo全球海洋观测网

1.5本章小结

2海洋环境信息元数据表达

2.1元数据概念

2.1.1元数据定义

2.1.2元数据特点

2.1.3元数据分类

2.1.4元数据互用性

2.1.5元数据标准

2.2海洋元数据标准

2.2.1海洋元数据标准的结构

2.2.2常用的海洋元数据标准

2.3本章小结

3海洋环境信息数据格式分析

3.1国际上常用的十种海洋环境信息数据格式分析

3.1.1中国海洋信息温盐数据格式

3.1.2中国海洋环境信息数据格式

3.1.3美国海洋环境生态系统数据格式

3.1.4英国实时浮标温盐数据格式

3.1.5加拿大Line P海洋学数据格式

3.1.6芬兰海洋研究数据格式

3.1.7阿拉斯加州海洋信息数据格式

3.1.8加利福尼亚州海岸站海表温盐数据格式

3.1.9美国缅因州环境信息数据格式

3.1.10国际海洋信息数据格式

3.1.11十种海洋数据格式的比较

3.2海洋环境信息数据格式分类

3.2.1一维格式

3.2.2二维格式

3.2.3三维格式

3.2.4同维数据格式间的比较

3.3数据格式转换原理

3.3.1直接数据格式转换法

3.3.2中间数据格式转换法

3.3.3标准数据格式转换法

3.4标准海洋环境信息数据格式提出

3.4.1标准数据格式结构

3.4.2标准数据格式分析

3.5实例

3.6本章小结

4海洋环境信息数据的再加工-温跃层提取

4.1跃层发展概况

4.2跃层概念

4.2.1跃层定义

4.2.2跃层相关参数概念

4.3温跃层判定方法

4.3.1传统温跃层判定方法

4.3.2曲率极值点法

4.3.3拟阶梯函数逼近法

4.4温跃层提取

4.4.1温跃层分析中的连续性问题

4.4.2温跃层提取的实现

4.5实验结果

4.6本章小结

5总结与展望

参考文献

附录A：九种海洋环境信息数据及格式描述

致谢

个人简历、发表的学术论文