海洋多源数据获取及基于多源数据的海域管理信息系统

论文摘要

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、E00、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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 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 基于多源数据的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
• 4.5 海域使用管理业务
• 4.5.1 业务类型分析
• 4.5.2 用户群分析
• 4.6 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
• 博士期间软件著作权和文章
• 博士期间参加项目