海洋论坛▏海洋地理信息系统现状及发展趋势 - 海洋地理信息系统

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海洋地理信息学科理论的不断丰富，为世界各国了解海洋地理环境提供了参考信息，确保地理信息相关问题的高效处理。提高对海洋地理信息的采集、分析与处理的正确认识，可以为海洋地理环境研究工作开展提供科学的参考资料。实现这样的发展目标，应构建功能强大的海洋地理信息系统，促使海洋地理环境相关工作中存在的问题得以快速处理，为海洋地理环境研究工作推进注入活力。同时，地理信息系统(GIS)经过多年的发展，在海洋渔业、资源开发等方面取得了许多重要的成果，也为海洋地理信息系统(MGIS)发展奠定了坚实的基础。因此，需要从以下不同方面对该系统应用现状及发展趋势进行探讨。

一、海洋地理信息系统概述

海洋地理信息系统研究是在20世纪60年代由美国国家海洋测量局在航海自动化制图中提出的，随着时间的推移，对海洋数据管理及数据库系统的显示功能进行了深入研究，对海洋地理信息三维空间建模分析展开了讨论。随后，美国、英国等国家的海洋地理科学家实现了数据模型系统构建，为海洋地理信息空间分析提供了参考依据。

我国在20世纪90年代初开始了海洋地理信息系统研究，并提出了“以海岸链为基线的全球数据库”的构想。资源与环境信息系统也逐渐成为了国家的重点研究项目。自90年代中期开始，在全球地位及遥感技术的支持下，开展了海洋带空间研究，并对海洋地理数据进行了分析与管理。当前“海洋渔业遥感信息服务系统技术和示范试验”专题活动的开展，对渔业方面海洋地理信息系统研究产生了较大影响。

在长期的实践活动总结分析中，发现计算机硬件与软件系统共同支持下的G I S能够对空间地理信息进行高效采集、存储、分析与处理等，可以进行三维空间内的可视化研究。因此，构建海洋地理信息系统(简称MGIS)中可借助GIS的优势，加强对海洋环境的深入分析，获取丰富的海洋数据，以便适应海洋科学的发展要求。海洋地理信息系统构建融合了海洋科学、计算机科学、测绘学等多种学科，并借助GIS、数据库等技术的作用，扩大了其实际的应用范围。

MGIS是在计算机硬件条件和软件系统的支持下，以海底、海面、水体、海岸带及大气的自然环境与人类活动为研究对象，对各种来源的空间数据进行处理、存储、集成、显示和管理，进而作为平台为用户提供综合制图、可视化表达、空间分析、模拟预测及决策辅助等服务，并且结合Web技术可以实现海洋数据和相关MGIS功能的实时共享，逐渐优化了海洋科学发展中各类数据的管理方式。

二、当前MGIS的应用现状分析

⒈海洋渔业方面的应用分析

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在可靠的MGIS系统及软件的支持下，海洋渔业的发展速度正在加快。一些发达国家通过建立海洋环境模拟实验室，结合海洋地理信息系统(MGIS)的优势，促进了海洋渔业发展。相对而言，我国在这方面的研究起步较晚，在国家专项资金的大力扶持下，构建了性能可靠的GIS平台，并采取设置数据库的方式，实现了海洋渔业的生产调度指挥，并在渔业渔政综合管理系统的作用下提高了海洋渔业信息采集效率。这些方面的内容，都与MGIS密切相关。

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⒉海洋资源开发与管理方面的应用

为了提高海洋资源的开发和利用效率，获取更多的矿产资源，应注重MGIS空间分析功能与虚拟现实技术的合理运用，全面提升海洋资源开发中的综合管理水平。灵活运用MGIS，可以为海洋资源综合评估提供可靠的参考依据，构建出科学的海洋油气评价模型，确保海洋资源开发作业高效性。同时，结合MGIS的作用注重海洋地理空间遥感信息的合理使用，有利于构建出可靠的海洋数据库，全面提高海洋资源开发与管理工作质量。

⒊海洋环境评价与保护方面的应用

海洋地理环境复杂，各种环境因素的客观存在影响着海洋环境评价结果准确性。因此，需要注重海洋地理信息系统的构建与应用，以动态化、可视化的方式增强海洋环境评价结果的合理科学性，并为海洋环境保护提供策略。在MGIS的作用下，可以为海洋环境质量评价、保护提供科学的参考依据，并通过设置基础平台的方式实现海洋环境动态分析、三维空间动态模拟分析、流场动态显示等，为灾害预测、海洋环境保护等提供参考信息。

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⒋区域海洋综合管理方面的应用

作为地球表面最为活跃的自然区域，海洋带的存在丰富了海洋科学的研究内容。针对海洋中包含的丰富矿产及生物资源，运用MGIS可以对蕴藏这些资源的专属经济区进行科学的考察、监测、规划与管理。有利于提升区域海洋综合管理水平。同时，在海洋地理信息系统的作用下可以对海域海图及相应功能的划分、海上石油平台、遥感影像等进行综合管理，为区域海洋综合管理提供了强大的信息系统支撑。

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三、海洋地理信息系统应用中所面临的问题

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⒈缺乏有效的数据，数据异构性突出

虽然海洋探测技术和相关信息技术飞速发展，环境、生物、地质、地球物理、地球化学等数据资料呈指数增长，但是由于海洋面积广阔，这些数据资料往往分布离散，而且由于信息技术更新速度快，以往调查获得的许多数据由于精度不够、存储格式不统一、数据字段不足等种种原因无法使用于MGIS，需要挖掘与提取所需的信息，进一步开展大范围的海洋科学调查，同时注意海洋科考数据精度的进一步提高。与此同时，由于海洋科学考察工作开展中需要多种专业设备、多个部门的协调配合，实际的工作开展中往往存在着数据结构标准、存储格式、空间参考标准等不统一，加上海洋数据采集精度、图像分辨率等有所差异，致使海洋数据异构性对MGIS的实际应用造成了影响。

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⒉数据难以进行有效表达，缺乏专业MGIS软件

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海洋环境复杂，与其相关的数据和事物难以进行直观、形象的表达，加深陆地测绘中获取的地理信息数据、比例图等难以应用到海洋研究中，影响着相关研究工作的顺利开展。加上海洋科学在处理实际问题中对其中的要素场未进行合理的组织表达，致使海洋数据表达难以达到预期的效果，同时，当前构建海洋地理信息系统中经常采用的是传统的GIS软件处理模式，为充分地考虑海洋数据的离散型，加大了海洋三维甚至四维空间数据处理难度，客观地决定了重视专业MGIS软件开发必要性。

⒊开放性有待增强

由于海洋调查通常都耗了大量的人力物力，部分数据在军事、国防建设上也具有重要价值和意义，海洋数据通常保密性较高，但是大部分非保密海洋数据由于所在系统开放性不足及不同系统间构建标准不一等原因无法实现数据和服务的共享，影响了实际的研究工作效率，降低了海洋数据利用效率，造成了相关信息资源浪费。这些内容客观地说明了MGIS系统未来建设中开放性有待增强。

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四、未来MGIS的发展趋势分析

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⒈Web技术与MGIS技术的有效结合

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由于当前我国拟在MGIS研究中主要依赖于科研机构及政府的相关部门，难以实现资源共享，造成了海洋信息资源浪费。因此，需要注重Web技术与MGIS技术的有效结合，通过在Web上发布各类空间数据，确保用户能够通过计算机网络浏览到这些数据，从而为空间数据高效利用、各类决策制定等提供参考信息，减少MGIS重复建设，保持信息资源利用高效性的同时全面提升MGIS研究水平。

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⒉不同维度MGIS与虚拟现实技术的结合，实现MGIS产业化

相对而言，海洋环境更为特殊，在开展研究工作时需要注重三维空间、四维空间数据使用，并保持这些数据的表达效果良好性。因此，需要注重虚拟现实技术与不同维度MGIS的有效结合，实现虚拟环境中海洋环境的模拟分析，增强海洋数据表达效果，提升对海洋环境研究过程中的整体感知水平，促进MGIS的快速发展。同时，需要结合MGIS产业化的发展趋势，重视其产业化发展，开发出更多的专业MGIS软件，运用各种技术手段及科学决策，实现MGIS产业化。

⒊多学科融合，全球尺度MGIS的有效把握

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作为一种多学科交叉的综合科学，MGIS建设中需要充分地考虑多学科的优势，确保其在测绘、遥感、地理空间分析、管理等方面应用中具有良好的效果。因此，未来MGIS建设中应注重自然科学、社会科学、管理科学等多学科融合，最大限度地满足使用者的实际需求，推动海洋科学的稳定发展。

五、结语

丰富的海洋资源，对世界各国经济的可持续发展产生了深远的影响。在强大的GIS技术支持下，MGIS的发展速度正在加快，逐渐应用于海洋各领域。与此同时，当前我国在海洋地理信息系统(MGIS)应用方面面临着较大的挑战，需要不断加大对这种先进技术的研究力度，促进海洋科学的持续发展。

【作者简介】黄志行，浙江省海洋水产养殖研究所，来自《科技创新导报》（2017年第10期），参考文献略，用于学习与交流，版权归作者与出版社共同拥有。

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