海洋环境资源3S监测管理系统研究

赵树平

摘要：针对由于海洋渔业开发力度过大而造成海洋环境资源污染和恶化的问题，提出了一种基于海洋遥感ORS、海洋地理系统MGIS和全球定位系统GPS等海洋3S技术的海洋环境资源3S监测管理系统设计方案。系统可以实现海洋环境资源智能化监测管理，有效降低海洋环境资源监测管理的成本。

关键词：海洋3S;ORS;MGIS;GPS;海洋环境;海洋资源;监测

中图分类号：P76        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）14-0008-02

Abstract： Aiming at the problem of pollution and deterioration of marine environmental resources caused by excessive development of marine fisheries， a marine environmental resource 3S monitoring based on marine 3S technology such as ocean remote sensing ORS， marine geographic information system MGIS and global positioning system GPS is proposed. The system can realize intelligent monitoring and management of marine environmental resources， and effectively reduce the cost of monitoring and management of marine environmental resources.

Key words： ocean 3S; ORS; MGIS; GPS; marine environment; marine resources; monitoring

海洋資源的管理以及环境的保护越来越受到社会的广泛关注，本文讨论了海洋遥感（ORS， Ocean Remote Sensing）、全球定位系统GPS和海洋地理信息系统（MGIS， Marine Geographic Information System）等海洋3S技术对多源海洋数据的采集、查询检索、应用分析和综合处理能力，将海洋区域环境和资源信息数据上传到海洋资源信息数据库中并可以进行查询、图形显示、实时更新、综合分析和远程管理等[1-3]。

1 系统组成

海洋环境资源3S监测管理系统是基于海洋地理信息系统（MGIS）、海洋资源实时信息数据库和图像分析软件，高速宽带网络作为这些功能的实现手段，实现海洋环境资源信息收集、传输、储存、搜索、管理以及动态监测这些功能。海洋环境资源3S监测和管理系统由六部分组成：ORS图像、人工收集和互联网模块、GPS、MGIS平台、海洋环境数据库，海洋资源数据库和动态监测管理系统构成了整个系统[4-5]。具体见图1，整个系统可以分为三个层次：表现、业务和数据。居于系统的最上层是表现层，是用户所直接接触的操作界面。业务层居于系统的中间层，是3S集成技术对收集到的海洋环境资源资料进行收分类、存储、分析等。数据层在系统的底部存储各种海洋学数据和基本地形数据[6-9]。可以实现以下功能：

①海洋遥感ORS图像信息采集主要用于快速获取海洋目标及其周围环境的信息，发现海洋表面的各种变化，及时更新海洋地理信息系统MGIS所需的海洋环境资源信息数据。海洋遥感获取的遥感图片需要图像解析软件进行处理和编译，具体包括正射校正、几何校正、图像融合、图像裁剪、拼凑、构建典型的样本库和按类收集的图像等。②人工收集和互联网络是各监测站点的工作人员把平日工作记录的信息和需要收集的资料，通过互联网按时传输到海洋地理信息系统MGIS。③全球定位系统GPS主要用于特征点坐标获取和实时数据库的建立。在海洋遥感ORS图像信息采集过程中，遥感图像的坐标由全球定位系统GPS提供，这大大提高了遥感图片的分辨能力。当海洋环境资源污染发生时，GPS所提供的位置信息可以直接在海洋地理信息系统MGIS海图上显示灾害的范围和强度等信息。④海洋地理信息系统MGIS通过空间信息平台整合，整合管理并动态访问来自ORS和GPS等来源的时空数据，并使用数据挖掘技术和空间分析来提取有用的信息。实现信息收集、传输、储存、搜索、管理以及动态监测这些功能。将GPS形成的数据传输到海洋地理系统MGIS，矢量地形图和人员收集到的资料一并输入到MGIS平台，MGIS平台与海洋环境资源数据库实时互联，平台数据上传至数据库，数据库进行集成存储。MGIS平台也通过数据库的数据对比实时数据，达到对海洋资源监测管理的目的。⑤海洋环境资源数据库包括基本数据、历史数据、实时观测和近实时监测数据。将完成多源、多阶段、不同精度基础数据的分布式集成和存储，整合海洋环境资源评估模块，提高海洋综合分析能力。⑥动态监测管理是对海洋地理信息系统MGIS平台上的海洋遥感ORS、全球定位系统GPS、人工收集、互联网传递网络和海洋资源信息数据库中所得到的信息进行整理、重叠及综合分析的过程。监测的海洋环境资源项目包括港口码头空间使用情况、沿海城市海岸线变化情况、海洋生物长势情况、有关海水上升和下降、水文、海洋化学、海洋污染物、海洋矿物和海洋生物等的信息[10-11]。

2 数据库结构

数据库结构如图2所示，海洋环境资源数据库：主题数据库（空间和非空间数据库）和元数据库（矢量数据元数据，DOM元数据，DEM元数据和其他元数据）构成整个数据库[12-14]。系统的数据层分为3个模块：海洋环境资源数据库模块、用户数据库模块和海洋基础地理数据库模块。海洋环境数据库模块包括：水文、海洋化学和污染物等要素数据库等，其中，水文要素数据库主要包括：海水透明度、海水盐度、水温水深等。基础海洋地理数据库模块主要是海洋环境资源监测管理系统实现的基础地图数据、主要海岸线、海岛地貌等。海洋资源数据库包括：海洋矿物，生物等资源数据库，以实现港口码头的使用、沿海城市海岸线变化情况、海洋生物长势情况和海水涨退潮信息的监测管理[15]。具有数据监测模块、系统设置模块、预警通知模块和用户管理模块。

3 结束语

本文提出海洋环境资源3S监测管理系统设计方案，利用GPS可以使系统快速确定地面标志物的坐标实现定位追踪;遥感可以获得指定区域的地表图像;GIS利用空间数据搜索能力和空间信息的辨析处理能力，快速精确的监测这些优势，让海洋环境资源监测管理的科学性和精确性有了保障，为海洋相关管理部门的规划和管理提供了实时、准确的依据。实现海洋环境和资源的可持续发展。

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【通联编辑：王力】