海洋多源数据获取及基于多源数据的海域管理信息系统

摘要

人类在探究海洋的过程中，获取了大量的数据，主要包括：遥感影像数据、浮标和调查船等的实测数据、渔业生产的实际记录数据等。海洋空间数据的多源性一方面表现为空间数据获取手段的多样性，如测量、调查、统计汇总、现有资料数字化、影像数据获取等，另一方面对于不同的空间数据采集方法和管理系统，空间数据也具有不同的存储、交换格式。不同的数据获取方式或数据表达方式，其数据格式存在较大的差异，如影像数据和矢量数据、DEM与图表等。这些问题无疑给多源空间数据的集成应用带来技术难度，但是，多源空间数据的集成应用为空间数据整合和更新、空间信息服务也带来了无可比拟的数据资源和信息资源优势。有鉴于此，本文提出了基于GIS组件的海洋多源数据集成方法，并开发了海洋多源数据无缝集成ActiveX组件，并把该组件应用于基于多源数据的海域管理信息系统中。利用此控件访问多源空间数据，开发者与数据提供者任务明晰，通过设计的数据访问控件接口，不同类别GIS系统提供的空间数据经由不同的数据中间件接收并转换为GIS无缝数据中的一块，既可快速、并行完成多源空间数据装载，又可后续通过扩充增加新的数据源。 海洋功能区划的核心工作是海洋功能分区，即海洋功能区类型的确定。传统的海洋功能分区方法，主要是在收集大量资料的基础上，由专家凭经验进行判断，带有主观臆断性，缺乏有效的定量分析方法。海域的自然和社会属性包括的指标种类繁多，性质各异，有些指标是定量的，而有些指标是定性的，有些指标能精确表达，有些指标只能模糊描述。为了定量分析某个海域的条件是否适合于某种开发功能的要求，本文以模糊数学为基础，提出建立模糊综合评价模型来定量判断海洋功能区类型。应用此模型判断海洋功能区类型，需要GIS的空间分析功能，本文利用ArcGIS软件，采用模糊综合评价数学模型，对青岛市养殖功能区的划分进行了定量研究。 本文论述了组件开发方式的优势，分析了海洋空间多源数据及属性数据的组织方式，应用GIS组件开发了基于多源数据的海域管理信息系统。系统集成了多源海洋数据，包括卫星遥感影像、海洋背景矢量数据、海洋功能分区数据、已登记的用海项目数据、多媒体数据、海洋环境信息等。同时系统还可以导入其它格式海洋空间信息及属性信息，如可以导入TIFF、GEO-TIFF、BMP、JPEG、IMG(Erdas)等格式的栅格数据，可以导入DGN、SDE、DWG、TAB、MIF、EOO、SHP等格式的矢量数据，可以导入Oracle、SQL Server、Acess及Excel等数据库格式的属性数据。系统提供了信息浏览、信息查询、空间分析、海洋多源数据无缝集成、统计、报表自动生成、用海项目申请审批登记流程办公电子化与自动化等功能的同时，系统还实现了胶州湾污染物扩散模型动态演示。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1海洋数据多源性

1.2海洋功能区划理论概述及其发展

1.2.1国外研究概况

1.2.2国内研究概况

1.3基于多源数据的海域管理信息系统

1.3.1地理信息系统(GIS)概述

1.3.2国外研究现状

1.3.3国内研究现状

1.4论文研究内容及意义

2海洋多源数据的获取及分析

2.1海洋数据获取及处理

2.1.1海洋卫星遥感

2.1.2海洋自动观测

2.1.3海洋声探测

2.1.4 ARGO全球海洋观测网

2.2海洋数据特点

2.3小结

3海洋功能分区的定量研究

3.1海洋功能分区

3.2模糊综合评价数学模型

3.2.1海洋功能区影响因素分析

3.2.2评价指标筛选

3.2.3因素量化分级及标准化

3.2.4模糊综合评价模型建立

3.3功能次序确定

3.3.1功能类型权重计算

3.3.2功能次序的评定

3.4海洋功能分区流程

3.5基于模糊综合评价的青岛市养殖功能区划分

3.5.1青岛市自然环境

3.5.2海洋生物资源

3.5.3基于GIS实现的青岛市养殖功能区模糊综合评价

3.6小结

4基于多源数据的海域管理信息系统设计

4.1系统逻辑结构与框架

4.1.1系统需求分析

4.1.2系统逻辑结构及数据流程

4.2系统空间数据模型

4.2.1空间数据模型概念

4.2.2矢量数据模型

4.2.3栅格数据模型

4.2.4矢量栅格一体化数据模型

4.2.5基于多源数据海域管理信息系统中的空间数据模型

4.3系统空间数据库建设及多源数据集成方法

4.3.1空间数据库定义

4.3.2空间数据拓扑关系模型

4.3.3系统数据源分析

4.3.4多源数据集成

4.4空间分析及其算法实现

4.4.1空间分析的一般模型

4.4.2空间分析的一般方法及在海域管理信息系统中的实现

3.5海域使用管理业务

3.5.1业务类型分析

3.5.2用户群分析

3.6小结

5基于GIS组件的青岛市多源数据海域管理信息系统

5.1组件技术

5.1.1 COM/DCOM技术

5.1.2 OLE技术

5.1.3 ActiveX技术

5.1.4软件组件开发的意义

5.2组件式GIS(ComGIS)

5.2.1组件式GIS概述

5.2.2组件式GIS的特点

5.3系统开发模型选择

5.3.1 GIS开发方式选择

5.3.2 GIS开发控件的选择

5.4青岛市海域管理信息系统数据库建设

5.4.1空间数据库建设

5.4.2属性数据库建立

5.4.3多媒体信息库建立

5.5系统功能模块设计及实现

5.5.1系统总体功能模块

5.5.2系统各模块功能简介

5.6小结

6结论及展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

博士期间软件著作和文章

博士期间参加项目