在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中，因?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境自身的復(fù)雜性，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來源多，數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管理困難。隨著海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)手段和設(shè)備的快速發(fā)展，海洋數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)，更加劇了海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用的難度。
基于GIS技術(shù)搭建的海洋地理信息系統(tǒng)（MarineGIS）具有較強(qiáng)的智能化程度和豐富的功能，在海洋功能區(qū)劃分，海岸線規(guī)劃，海洋資源的開發(fā)與管理，海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)與保護(hù)等方面發(fā)揮著重要的作用。
海洋地理信息系統(tǒng)（MarineGIS）的特點(diǎn)
地理信息系統(tǒng)(GIS)是海岸帶資源和環(huán)境綜合管理的強(qiáng)有力的技術(shù)手段。但它應(yīng)用于海洋必須在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、軟件功能等方面進(jìn)行一系列改造，使之適應(yīng)海洋的特點(diǎn)。經(jīng)改造而適用于海洋的GIS，被稱之為海洋地理信息系統(tǒng)(MarineGIS)或海岸帶地理信息系統(tǒng)(CoastalGIS)。
MarineGIS與傳統(tǒng)GIS比有以下三個(gè)特點(diǎn)：
1、更強(qiáng)調(diào)三維深度和四維時(shí)間空間數(shù)據(jù)處理能力。因?yàn)楹Ｑ蟛煌陉懙?，海洋表面上任意一點(diǎn)的方位除包含陸地上的方位量之外，還應(yīng)包含深度量或相對(duì)于海底的高度量。同時(shí)海水具有流動(dòng)性，且水文數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)包含時(shí)間量，如海面油污治理中，海面油膜的位置和面積就在隨著洋流實(shí)時(shí)變化。這對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力提出了更高的要求。
2、更注重適應(yīng)多元異構(gòu)海洋數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型和管理體系。沿海觀測(cè)站、測(cè)量船舶和浮標(biāo)以及海洋遙感技術(shù)即是MarineGIS的原始數(shù)據(jù)源，也是數(shù)據(jù)更新源。這些數(shù)據(jù)中，既有表格數(shù)據(jù)，又有水深點(diǎn)云數(shù)據(jù)，還有遙感影像數(shù)據(jù)等等，數(shù)據(jù)來源，類型，結(jié)構(gòu)差異很大，各類數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，精度，分辨率等方面難以統(tǒng)一。因此這需要有完善的海洋數(shù)據(jù)模型作為支持，同時(shí)配合強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力。
3、具有模型化、智能化和多功能性等特征。海洋環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，綜合管理表目（社會(huì)，經(jīng)濟(jì)，環(huán)境，資源等）的多重性，這要求MarineGIS具有比常規(guī)GIS更強(qiáng)的智能化程度和多功能性。以方便各種決策的制定和實(shí)施。
海洋地理信息系統(tǒng)（MarineGIS）應(yīng)用領(lǐng)域
海洋環(huán)境研究的關(guān)鍵是要及時(shí)準(zhǔn)確的獲取、分析大量的海洋環(huán)境信息。MarineGIS技術(shù)可以為海洋資源評(píng)估、海洋環(huán)境規(guī)劃與管理、海洋環(huán)境保護(hù)、海岸帶防災(zāi)、海洋污染防治和海洋防務(wù)決策等提供有力的觀測(cè)、描述和分析工具。MarineGIS主要應(yīng)用在海洋功能區(qū)管理和規(guī)劃、海岸帶管理和規(guī)劃、海洋環(huán)境管理和保護(hù)、海洋資源的開發(fā)管理與保護(hù)，海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與預(yù)報(bào)，海洋防務(wù)數(shù)據(jù)管理，分析和輔助決策等方面。
應(yīng)用領(lǐng)域一：海洋功能區(qū)規(guī)劃和管理
海洋功能區(qū)規(guī)劃是根據(jù)海域的地理位置、自然資源狀況、自然環(huán)境條件和社會(huì)需求等因素而劃分的不同的海洋功能類型區(qū)。用來指導(dǎo)和約束海洋開發(fā)利用實(shí)踐活動(dòng)，保證海上開發(fā)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。同時(shí)，海洋功能區(qū)規(guī)劃又是海洋管理的基礎(chǔ)。其基本含義是根據(jù)海域的地理區(qū)位、地理?xiàng)l件、自然資源與環(huán)境等自然屬性，并適當(dāng)兼顧海洋開發(fā)利用的現(xiàn)狀和區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的要求，劃定或劃分具有特定的主導(dǎo)功能的海洋區(qū)域，制定科學(xué)合理的海洋開發(fā)利用方式。
MarineGIS技術(shù)通常應(yīng)用于海洋功能區(qū)規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的建立，MarineGIS通過應(yīng)用分析決策模型對(duì)數(shù)據(jù)庫大量的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可為海洋功能區(qū)規(guī)劃、海洋資源開發(fā)利用和保護(hù)提供快速、可靠的信息服務(wù)。
該類系統(tǒng)既可以面向海洋管理層，提供業(yè)務(wù)化的操作系統(tǒng)，操作方便、界面友好，集成多源空間數(shù)據(jù)管理、應(yīng)用模型開發(fā)和輔助決策支持，實(shí)現(xiàn)海洋功能區(qū)規(guī)劃數(shù)據(jù)的管理與輔助分析功能；又可以面向社會(huì)，建立基于WebGIS服務(wù)器軟件的空間數(shù)據(jù)的Web發(fā)布系統(tǒng)，提供海洋功能區(qū)規(guī)劃的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的網(wǎng)上瀏覽、查詢和檢索等功能，實(shí)現(xiàn)海洋功能區(qū)規(guī)劃信息資源共享和信息服務(wù)。
利用GIS技術(shù)決策管理、分析評(píng)價(jià)和模擬預(yù)測(cè)等多項(xiàng)功能，也可為海岸帶綜合管理制定長(zhǎng)中期發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、功能區(qū)劃、海域劃界等提供信息服務(wù)。
應(yīng)用領(lǐng)域二：海洋環(huán)境管理與保護(hù)
海洋環(huán)境管理是以海洋環(huán)境自然平衡和持續(xù)利用為目的，運(yùn)用法律、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)行為、工程技術(shù)和國(guó)際合作等等多種誘導(dǎo)干預(yù)、約束及協(xié)調(diào)的手段，通過預(yù)期目標(biāo)管理和宏觀控制管理方式，維持海洋環(huán)境的良好狀況，防止、減輕和控制海洋環(huán)境破壞、損害或退化的行政行為。通過預(yù)期目標(biāo)管理和宏觀控制管理方式協(xié)調(diào)海洋的開發(fā)利用和環(huán)境、資源、生態(tài)間的矛盾，達(dá)到合理開發(fā)海洋資源，維護(hù)生態(tài)平衡，促進(jìn)海洋事業(yè)正常發(fā)展的管理行為。
海洋環(huán)境管理主要利用MarineGIS的分析評(píng)價(jià)功能和模擬預(yù)測(cè)功能，開展海岸帶開發(fā)項(xiàng)目對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境和自然資源所產(chǎn)生的正面和負(fù)面影響進(jìn)行定性和定量分析，對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤。例如，在海洋自然災(zāi)害的預(yù)防中，利用災(zāi)害模擬進(jìn)行空間域和時(shí)間域上的預(yù)測(cè)，能及時(shí)地掌握海洋自然災(zāi)害的范圍、程度，以及造成的損失大小，并提出有效的搶險(xiǎn)救災(zāi)方案以及災(zāi)后環(huán)境恢復(fù)措施。
另外MarineGIS在沿海工程項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中也發(fā)揮著顯著的作用。
應(yīng)用領(lǐng)域三：海洋資源開發(fā)
海洋資源主要包括生物資源和礦物資源。
在海洋生物資源的開發(fā)過程中，MarineGIS技術(shù)主要用以建立海洋漁業(yè)信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)可為漁業(yè)生產(chǎn)管理、漁船動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、魚群分布分析等提供數(shù)據(jù)管理的高效工具，實(shí)現(xiàn)漁業(yè)資源開發(fā)與海洋環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
海洋礦物資源開發(fā)，特別是油氣的開發(fā)和勘探過程涉及很多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，必須分析大量來源與格式不一的數(shù)據(jù)，這就需要有合適的管理和分析工具。利用MarineGIS的制圖功能可以制作海岸帶資源分布圖、開發(fā)利用圖等專題圖件，獲取海岸帶各類海洋資源的分布、數(shù)量、質(zhì)量、開發(fā)利用現(xiàn)狀等信息，為制定海岸帶資源合理開發(fā)規(guī)劃提供可靠的依據(jù)。利用MarineGIS技術(shù)也可進(jìn)行海岸線長(zhǎng)度、沿海不同類型土地利用面積和河口港灣面積的提取與計(jì)算，為實(shí)現(xiàn)海域有償使用管理提供依據(jù)。
在海洋資源開發(fā)與管理中，需要利用MarineGIS技術(shù)建立海洋資源信息庫，該信息庫包括海洋自然保護(hù)區(qū)、海洋生物多樣性、海洋漁業(yè)資源、海洋礦產(chǎn)資源、海洋灘涂資源、海洋能資源、海島資源、海洋自然地理資源等信息。建立完善高效的海洋地理信息系統(tǒng)，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)統(tǒng)籌管理各方面信息，更有利于海洋資源的合理開發(fā)。
應(yīng)用領(lǐng)域四：海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)、評(píng)估和預(yù)報(bào)
在海洋環(huán)境保護(hù)、海洋資源利用、海上航行管理和生產(chǎn)安全服務(wù)中，需要監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境變化，評(píng)價(jià)海洋環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)行海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)。利用MarineGIS技術(shù)可以建立海洋環(huán)境和災(zāi)害信息庫，進(jìn)行災(zāi)害性海況監(jiān)測(cè)、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與變化趨勢(shì)預(yù)報(bào)。
海洋環(huán)境和災(zāi)害信息庫包括海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、海洋環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、海洋水文數(shù)據(jù)（包括溫度、鹽度、海浪、海流、潮汐潮流等要素）、海洋氣象數(shù)據(jù)、海洋化學(xué)污染數(shù)據(jù)、海洋地質(zhì)數(shù)據(jù)、地球物理數(shù)據(jù)和海洋災(zāi)害（風(fēng)暴潮、溢油、赤潮和海冰）數(shù)據(jù)。MarineGIS技術(shù)可以為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及操作平臺(tái)，為海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)提供科學(xué)的模型方法；同時(shí)對(duì)全面、及時(shí)、準(zhǔn)確掌握人類活動(dòng)對(duì)海洋環(huán)境的影響，進(jìn)行科學(xué)、合理、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)海洋環(huán)境變化趨勢(shì)具有重要意義。
應(yīng)用領(lǐng)域五：海洋防務(wù)數(shù)據(jù)管理、分析和輔助決策
在海洋防務(wù)數(shù)據(jù)涵蓋范圍廣，包含有基礎(chǔ)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，艦艇航行環(huán)境數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)，以及綜合的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持是快速準(zhǔn)確的戰(zhàn)場(chǎng)判斷的基礎(chǔ)條件。
應(yīng)用MarineGIS技術(shù)可以建立海洋防務(wù)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)和態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)的綜合管理和分析。實(shí)現(xiàn)快速制圖出圖，水文氣象等專題環(huán)境數(shù)據(jù)快速分析預(yù)測(cè)，態(tài)勢(shì)信息綜合集成顯示等功能。使海量數(shù)據(jù)可以更好的服務(wù)于戰(zhàn)場(chǎng)防務(wù)指揮決策。
同時(shí)MarineGIS技術(shù)也可以應(yīng)用于港口，艦艇等小單元的防務(wù)系統(tǒng)中，用于管理實(shí)時(shí)采集的防務(wù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和分析歷史數(shù)據(jù)。
海洋地理信息系統(tǒng)（MarineGIS）發(fā)展趨勢(shì)
21世紀(jì)是海洋的世紀(jì)，開發(fā)海洋資源、保護(hù)海洋環(huán)境和維護(hù)海洋權(quán)益已引起世界各沿海國(guó)家的廣泛關(guān)注和高度重視?！皵?shù)字海洋”是“數(shù)字地球”必不可少的重要組成部分。MarineGIS在海洋領(lǐng)域進(jìn)行廣泛應(yīng)用，使海洋信息數(shù)據(jù)的建庫和管理向科學(xué)化、可視化、便捷化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)海洋信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)化成圖和成果資料的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布、共享，符合未來“數(shù)字地球”、“數(shù)字海洋”的發(fā)展趨勢(shì)。而隨著技術(shù)和社會(huì)的進(jìn)步，未來的海洋地理信息系統(tǒng)將向著數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化(InteroperableGIS)、空間多維化(3D&4DGIS)、結(jié)構(gòu)部件化(ComponentGIS)、民用微型化(DistributedGIS)、系統(tǒng)智能化(CyberGIS)、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化(WebGIS)、應(yīng)用社會(huì)化(DigitalEarth)等方面發(fā)展，為更好的管理、利用和保護(hù)海洋提供更大的助力。
本文轉(zhuǎn)載星天海洋
