海洋水文气象数据管理论文

【摘要】在社会经济发展与转型的新时期，我国的生态环境也面临诸多新挑战。海洋作为地球表面的重要组成部分，其面积占到了71%，在维持全球气候与生态平衡中发挥着十分重要的作用。但在全球气候复杂多变的背景下，海洋灾害也频频发生，且对经济社会造成较大影响。下面是小编精心推荐的《海洋水文气象数据管理论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

海洋水文气象数据管理论文 篇1：

浅谈广东省海洋观测网体系建设

广东省海洋发展规划研究中心

【摘 要】广东省是我国受海洋灾害影响最为严重的省份之一，随着广东海洋经济的大发展及海洋防灾减灾工作的需求，广东省海洋观测网的建设任务日益加重。本文通过结合广东海洋观测网存在的问题，进行广东省海洋观测网体系建设内容分析，为广东省海洋观测网体系建设提供参考。

【关键词】海洋观测设施；观测网；岸基；海基；空基

广东省位于我国大陆的南端，南海之滨；大陆海岸线长达4114公里，居全国之首；拥有海岛1963个，总海岸线长达8500公里。受热带和亚热带季风影响，广东的气候和水资源适宜人类居住。港湾、石油、天然气、固体矿产、生物和可再生能源等丰富多样的海洋资源也为广东的经济发展提供了优越的条件和巨大的潜力。广东省还利用自身优势，发展出了具有自身特色的海洋工程装备制造、海洋旅游、水产养殖、港口航运等海洋产业，至2015年海洋生产总值连续21年居全国首位。

广东省在得益于海洋带来的资源和潜力的同时，也遭受着频繁、严重的海洋灾害的侵袭。国家海洋局908调查报告显示，广东省是我国受海洋灾害影响最为严重的省份之一。近年来，风暴潮、海浪、赤潮等海洋灾害每年都造成广东省的人员伤亡和至少10亿元的直接经济损失。除此之外，海浪灾害更易造成外海船只沉没和人员伤亡，例如2013年，受强台风“蝴蝶”影响，广东、海南两省4艘渔船沉没，死亡（含失踪）63人。赤潮灾害则主要给水产养殖业和旅游业带来经济损失。

建设海洋观测网，是开发海洋资源、开展海上交通运输、海洋渔业生产、海洋海岛旅游、海洋工程建设的基本需求，是开展海洋环境预报保障的基础支撑。

1.广东省海洋观测网现状

广东省目前的海洋观测站点主要是国家海洋局建设运行的海洋站、平台站和浮标站，包括21个海洋站、2个平台站和5个浮标站。广东省现有观测站点密度离《全国海洋观测网规划（2014-2020）》“沿海县（市辖区）至少建设一个海洋站（点），全国海洋站（点）沿海岸线平均分布间隔在100千米以内，重点区域岸线间隔在30千米以内”的要求相距甚远，更不能完全满足广东省海洋经济快速发展的要求。总而言之，广东省亟需建立完善的海洋观测网络，提高海洋防灾减灾和海上突发事件应急处置能力，有效保障人民的生命财产安全和社会经济的持续发展，持续推进海洋生态文明建设，为建设海洋强国作出贡献。

2.存在问题

经过多年的建设和发展，广东省沿海海洋观测能力已经得到了长足的进步，为广东省海洋防灾减灾和社会经济发展提供了必要的支持。但由于广东省海洋觀测网建设起步较晚，投入不足，广东省海洋观测网在空间布局、观测手段、基础设施和技术保障等方面与广东省海洋防灾减灾和經济社会发展的需求还存在较大的差距，且尚未形成一个完成的体系。主要表现在以下几点：

（1）常规观测站点不足。广东省大陆海岸线4000多公里，现有站点的密度分布相当于200公里一个海洋站，分布过于稀疏，大量临海重大工程、产业基地和海洋经济密集区、海洋自然/特别保护区不具备常规海洋环境要素观测能力。但是在海洋灾害和海上突发事件发生时，恰恰是这些区域周边的海洋环境观测数据具有重要的警示作用。

（2）台风的观测能力薄弱。广东省全省沿海地市县均为台风影响的区域，特别是陆丰、惠州、阳江、湛江等地更是台风影响严重的区域。台风观测缺乏也是制约台风预报预警水平提高的一个重要因素，在广东省沿岸、岛屿，合理布局建设风剖面观测仪、波浪雷达、波浪浮标和海上观测平台，能够提升广东省台风应对的能力。

（3）应急机动观测设备严重缺乏。缺乏针对海上突发事件（溢油、搜救等）和海洋灾害观测与评估（风暴潮、灾害性海浪、赤潮、海啸等）的应急观测能力。当灾害和突发事件发生时，增加应急机动观测是有效提高应急响应服务能力的一个重要手段。

（4）观测保障能力欠缺。缺少与海洋观测网业务化运行维护相配套的业务化保障基地和运行维护机制，同时也缺少专业的观测人员队伍。

3.广东省海洋观测网体系建设内容

根据广东省沿海自然属性和海洋开发格局，合理建设布局验潮站、浮标、岛志愿船、无人机、雷达、水下滑翔机、海床观测系统等海洋观测体系；配备海洋观测数据管理与信息服务系统和网络建立数据管理体系；建立“海洋观测管理总站——区域管理站——观测站”三级业务管理体系，最终构成集岸基、海基、天基、空基于一体的广东省海洋观测网体系，满足广东省海洋防灾减灾的需求。

3.1海洋观测体系建设

3.1.1岸基海洋观测设施建设

科学合理设计、优化验潮站建设，沿海每30～50公里应设置有1个验潮站；应新增地波雷达站及X波段雷达，观测范围应覆盖广东省海岸线沿岸及珠江口外120公里内海域。在已有岸基海洋观测设施基础上合理加密，进一步提高海岸观测的覆盖率及灾害性天气的监测预警能力。

3.1.2 海基观测网建设

海基观测网包含海洋浮标阵列系统、志愿船观测系统等。

（1）海洋浮标阵列系统

在广东沿海建设海洋浮标阵列系统，距岸线40-50公里处，新增布放3-6米海洋观测浮标，距岸线80-90公里处，新增布放10米海洋观测浮标，浮标主要搭载气象（风向、风速、气压、气温、湿度）和海浪（浪高、浪向）传感器，增强广东省在台风登陆前2-6小时的应急观测能力。

（2）志愿船观测系统

组建由渔船组成的志愿船观测系统，选取在各渔场作业的渔船，根据实际需要加装气象观测仪器设备，观测常规气象参数（风向、风速、气压、气温、湿度、降水等）等。

（3）水下滑翔机观测系统

在广东省沿海配置水下滑翔机观测系统，主要搭载温盐传感器，开展业务化观测。可根据未来业务需求，增加搭载生态要素传感器及声呐等。

3.1.3 空基观测网建设

（1）卫星遥感数据应用中心

建设可对HY-1和HY-2系列卫星、风云系列卫星、高分三号卫星、MODIS等国内外海洋卫星数据进行接收，并实现预处理、资料处理、产品制作、产品存档与分发以及用户定制专题产品等功能的海洋卫星遥感数据接收与处理系统；建卫星服务分发平台立服务于广东沿海的；开展有针对性的海洋衛星产品应用服务和专题遥感监测业务化系统；开展有针对性的海洋卫星产品应用服务，逐步建立海洋预报减灾、海岸带动态遥感监测、海洋渔场环境信息、海洋溢油遥感监测业务化运行系统。

（2）无人机综合探测系统

无人机综合探测系统建设包括无人机航测系统、摄影测量软件、像控点采集内外业处理软件、立体测图软件、地形地籍成图软件、航测数据处理平台。

3.1.4 海上平台观测系统

可在距岸线约10 km、水深约20 m的海域，新建一批海上平台观测系统。平台上主要安装海洋气象和水文观测仪器，进行常规海洋气象观测（风向、风速、气压、气温、湿度、降水、云和雾等要素）和常规海洋水文观测（海浪、水温、盐度、潮汐）。此外，还可以根据实际需要安装水质、生态等要素的观测传感器以及X波段雷达观测系统。

3.1.5 高频地波雷达海洋观测系统

可在广东沿海部署多套中远程高频地波雷达，组建覆盖广东省沿海地波雷达观测网络。

3.1.6 海床基观测系统

可在珠江口、湛江港等重要海湾港口区域布放海床基观测系统，进行海洋水文观测（海底温度、盐度、海底至海面剖面海流、波浪和潮位等水温要素），通过声通讯将数据发到海面浮标，再通过浮标将数据实时发回海洋观测管理总站。

3.2 数据管理体系建设

（1）数据管理系统

根据观测所得数据种类进行分类，建立基础地理信息数据库、专题数据库，保障海洋观测数据的存储、保管、汇交、共享和使用。通过整合海洋观测数据和防灾减灾信息化资源，建设“两平台一系统”，分别为预报信息发布平台、防灾减灾业务支撑平台、海洋灾害风险评估和应急响应系统。

（2）数据传输网络

广东省级数据传输网建设，应包括地面传输网络系统、卫星传输网络系统和无线传输网络系统，均使用省直管方式建設。

地面传输网络系统：以三大运营商光纤专线为主，用于省级海洋预报台与海洋观测综合保障基地和海洋管理站之间的数据传输。

卫星传输网络系统：以北斗卫星链路传输为主，用于志愿船气象观测设施和浮标的数据传输。

无线传输网络系统：以CDMA/ECDO移动网络为主，用于岸基测站、志愿船气象观测设施和浮标的数据传输。

3.3 业务管理体系建设

建立和优化广东省海洋观测网运行管理机制。充分利用现有的海洋管理机构和管理队伍，设立海洋观测总站及海洋观测管理站，建立“海洋观测管理总站——区域管理站——观测站”三级管理体系。

充分利用现有的海洋管理机构和管理队伍，并加强人才队伍培养，建立健全人才培养和业务培训机制，加强队伍的业务培训和知识更新。

4.结论

随着广东海洋经济的大发展及海洋防灾减灾工作的需求，广东省海洋观测网基础建设应突出重点、有序实施，逐步具备全海域观测能力。建成布局较合理、结构较完善、功能较齐备，以岸基观测为主，浮标、卫星遥感、航空遥感和应急机动观测为辅的广东省海洋观测网体系。同时应建立海洋观测网综合保障体系和数据资源共享机制，提升海洋观测网运行管理与服务水平，基本满足海洋防灾减灾、海洋经济发展、海洋综合管理、海洋环境保护、海洋权益维护等方面的需求。

作者简介：

冼嘉俊（1984.10-），男，汉族，本科，工程师，研究方向：软件工程。

作者：冼嘉俊 曹深西

海洋水文气象数据管理论文 篇2：

区域性海洋灾害监测预警系统研究进展

【摘要】    在社会经济发展与转型的新时期，我国的生态环境也面临诸多新挑战。海洋作为地球表面的重要组成部分，其面积占到了71%，在维持全球气候与生态平衡中发挥着十分重要的作用。但在全球气候复杂多变的背景下，海洋灾害也频频发生，且对经济社会造成较大影响。因此，为加强海洋资源保护，维系海洋生态平衡，实现可持续发展目标，有必要进一步加强区域性海洋灾害监测预警系统的研究。基于此，本文针对区域性海洋灾害监测及预警的总体目标和需求等进行简要分析，并阐述区域性海洋灾害监测预警系统研究进展。

【关键词】    区域性    海洋灾害    监测预警系统    研究进展

引言：

海洋环境监测系统主要由岸基站、平台、浮标、志愿船、卫星、雷达、海床基等组成，对区域海洋环境实施立体、实时监测与信息处理，形成预警预报信息产品，并通过各种通讯方式向政府部门、社会公众、涉海企业提供服务。而近年来，随着我国电子信息技术的不断提升，我国区域性海洋灾害监测预警系统也得到了进一步发展，不仅将网络建设重点从单个应用系统转移到应用集成，同时也促使海洋环境监测系统由最初单一的海洋站、平台、浮标等观测系统，发展为区域性海洋监测集成系统。截至目前，已建成多个全球性及国家级的海洋监测集成系统。

一、区域性海洋灾害监测及预警总体目标和需求

建立区域性海洋灾害监测预警系统主要是为了提供系统而全面的海洋动力环境及生态环境信息共享资料，为区域性海洋防灾减灾与生态环境管理提供共享网络平臺[1]。目前，各国政府及科学家认为，对区域性海洋灾害实施监测及预警的主要目标是集成卫星遥感、浮标网、监测船等多种监测手段，构建海洋环境立体监测系统。

在沿海地区，针对区域性海洋灾害立体监测及预报预警，建立一个系统的信息服务体系，以便对沿海区域的海洋动力及生态要素实施实时、连续、长期、准确的监测，实现数据的采集通讯、分析处理与各类数据的管理，并准确提供各类海洋灾害监测及预警信息，如海浪、风暴潮、赤潮、绿潮、溢油等，制作各类信息产品，用于防灾减灾、海洋资源保护、海洋环境管理、海洋开发利用等领域，并为相关决策部门及用户提供多种形式的有效信息服务。

及时准确的海洋灾害信息产品，为防灾减灾提供科学可靠的决策依据，保障人民生命财产的安全，同时，也为海洋资源管理、海洋生态保护、海洋开发利用等提供技术支撑，推动经济社会高质量发展。

二、国外海洋灾害监测预警技术研究进展

自20世纪90年代以来，国外的海洋监测技术开始进入快速发展阶段，各类观测系统及海洋仪器均在朝着智能化、自动化、数字化及全天候等方向发展[2]。同时，高技术水平的海洋监测仪器也推动着海洋监测逐步向实时、立体、密集、连续、长期、系统等方向发展，这也就意味着海洋监测已正式迈入全新的时代。

美国在海洋监测方面，将重点放在了近岸海洋环境监测系统的研发。美国联邦机构州政府于1994年，代表工业界以及非政府组织成员，正式提出了发展US Coastal GOOS，总目标是基于遥感与快速现场采样方法，促进构建一体化的海岸水域监测运行系统，以此来可靠评估、预测及管理海岸地区及相关资源。而建立此系统所围绕的目标是“持续健康的海岸，减低自然灾害和安全航运”[3]。

目前，国外具有代表性的几个区域性观测系统分别为缅因湾海洋观测系统（GoMOOS）、墨西哥湾沿岸海洋观测系统（GCOOS）、切萨皮克湾监测系统（CBOS）、SEAWATCHEUROPE海洋综合观测系统等。

三、国内海洋灾害监测预警技术研究进展

（一）研究进展情况

现阶段，我国已有的海洋观测体系由海洋台站、浮标、雷达、卫星遥感等组成，并初步构建了国家、海区、省、市级海洋预警报体系，推动观测预报工作全面开展。但针对我国现有的300万平方公里的海域，18000公里的海岸线，时空覆盖密度仍不能满足突发性、区域性的海洋灾害监测预报需求[4]。

在我国海洋监测技术方面，国家863海洋监测技术计划的实施推动了技术发展，自行研发了多普勒海流剖面仪（ADCP）、声学悬浮泥沙浓度剖面仪、压力式浪潮仪、强风计、高频地波雷达、波浪浮标、海面微结构光学测量系统、温盐深测量仪（CTD），以及海面海水层光学测量系统等观测仪器。同时也成功研发了一批实验样机，如与声相关的海流剖面仪（ACCP）、生化传感器及合成孔径声纳等。为了进一步提升海洋防灾减灾能力，有效解决关键核心技术、卡脖子技术，要重点发展实时、现场、快速、立体的监测技术，增强技术的实用性及系统性，进而构建出一个综合性海洋环境立体观测网[5]，具体研发的监测系统包括海洋卫星遥感技术、海洋动力环境实时立体监测系统、航空遥感系统技术，以及海洋生态环境要素现场快速监测系统等。

上述监测系统的构建，不仅显著提升了我国海洋环境监测能力，同时也能够进一步提高我国海洋监测仪器设备的整体研发水平。

截止目前，我国发展的重要海洋监测系统及平台技术具体包括潜标系统、海洋资料浮标、水声环境系统、海洋遥感探测系统、高频地波雷达探测系统、水声监测系统、海床基以及海洋生态环境自动监测系统等，此类系统及平台主要是通过集成各种海洋环境、海洋水声、海洋动力等相关测试设备及仪器，对海洋水文、气象、化学、生物等20多个参数进行测试，并实现数据的采集、传输、处理分析及预报等多个功能于一体。

作为一项较为复杂的系统工程，海洋灾害业务化预测预警技术研究在我国起步相对较晚，但通过国家一系列科技攻关项目的实施，海洋环境预报技术取得了重大进展，尤其是数值模式（海浪、风暴潮、海温等）及四维同化技术研究、大气模式研究、海洋资料客观分析及生态环境动力学模式研究等方面的关键技术。

此外，在区域性海洋监测系统的建设方面，我国取得了较大的成就[6]。

（二）上海海洋立体监测系统

2002年1月，上海建立了首个海洋环境立体监测系统（示范区）。该示范区在原有的东海区台站观测网、环境监测网及预报服务网的基础上，通过改造与建设，构建了一个由海面浮标、空中卫星、水下监测仪器及海上平台、海洋站、雷达阵等共同组成的区域性海洋环境立体监测及信息服务示范区。

该系统能够对示范区内的海洋环境要素实施连续、长期、实时的监测及数据采集，同时也能够对数据进行有效的分析处理，并制作成相应的信息服务产品[7]。该系统还可以通过多种网络形式，提供上海海域的相关监测数据及实时动态变化，如赤潮、风暴潮、台风浪以及海洋环境污染等事件的预警。此外，该系统可为海洋产业部门、海洋工程建设等提供有效的海洋环境信息服务，在上海沿岸重大海上工程建设过程中，发挥着重要的作用。

（三）浙江海域海洋观测预警系统

“十二五”以来，浙江省海洋立体观测网加快形成，截止目前，全省建成海洋观测站（点）100 余个，站点密度达60 公里/个，主要由海洋观测站、简易站、浮标、X波段雷达、地波雷达、平台、志愿船等组成，基本覆盖全省主要海域、重要岸段、生态红线区、渔港等。同时，借助国家级骨干网，分钟级观测数据通过VSat、SDH、CDMA、北斗、GPRS等多种通讯组合的方式，分别上传至市级、省级和国家级各平台。

近年来，浙江海域站网布局不斷优化，运行体制机制不断创新，为省级立体观测系统的建设提供了模板。该系统自业务化运行以来，为全省海洋灾害防御、海域海岛海岸带管理、海洋生态环境管理等发挥了重要作用，并应用于海上船只救助、海上应急抢险、赤潮灾害防控等方面。

目前，浙江省海洋预警预报网也基本成型，预警预报机构覆盖全省6个沿海地级市，并延伸到部分沿海县，预报区域已覆盖所有沿海县（市、区），主要海洋灾害预警网格精度达到10km，预报产品全，预报服务范围广，延伸至部分乡镇、社区。该系统的建设，成效较为显著，实现了十三五期间海洋灾害损失和人员伤亡的双降低的目标。

（四）福建海域海洋动力实时立体监测系统

通过国家863计划，在福建实施了“台湾海峡及毗邻海域海洋动力实时立体监测系统”重大专项。该系统集成了岸基监测、大型浮标、潜标、地波雷达监测、船基监测、小型浮标，以及海床基监测、卫星遥感监测等多项先进技术。基于该系统的示范区分别在台湾海峡北部、南部与中部构建了三条观测断面，并分别布设了浮标等观测设备。主要是对数据实时通信数据管理、系统集成技术及信息服务进行重点研究，根据模块化标准化与网络化的原则，在福建海域建立一个区域性的海洋动力环境实时立体监测与信息服务系统，对该海域的水中、水面与空中实施多平台综合监测，以便实时获取到该区域内的各项海洋动力环境要素监测数据，进而构建出一个较为系统的动态管理基础数据库[8]，并在此基础上制作出各种监测数据预报产品及应用产品，为此区域的海洋经济防灾减灾工作提供多样化的信息服务。

四、结束语

综上所述，区域性海洋灾害监测预警系统的建立与完善，对于区域经济社会、科学研究等方面均具有十分积极的作用，不仅可以促进经济社会的可持续发展，为海上活动提供重要安全保障，同时也能够有效加强海洋自然资源管理，为可持续发展战略的实施提供有力支撑。

但与国外相比，我国在区域性海洋灾害监测预警技术方面的研究起步较晚，特别是海洋生态监测预警等方面，与国际先进水平相比还存在较大差距。为此，需要从提高海洋灾害业务化预报预警能力，增强海洋灾害综合实时监测能力等方面，进一步加强对区域性海洋灾害监测预警系统的建设与研究。

作者单位：张兴林    国家海洋局温州海洋环境监测中心站

参  考  文  献

[1]谢燕双，贺志刚，吴璟瑜，等.近海海洋生态灾害追踪、预警与防控决策支持[J].科技纵览，2021（5）：72-74.

[2]吴玲娟，何培民，高松，等.黄海浒苔绿潮灾害全周期监测与预警系统研究及应用[J].中国科技成果，2019，20（12）：42-44

[3]张建东，董肇伟，高廷，等.面向市级和县级海洋防灾减灾的综合管理系统设计和应用[J].海洋开发与管理， 2018，35（4）：81-85.

[4]宋立松，郑毅，程海洋，等.基于时空同步监视的三维海洋灾害预警辅助分析系统[J].海洋环境科学，2015，34（5）：763-768.

[5]付龙文，杜志强，高歌，等.海洋牧场多水层溶解氧在线监测系统的构建及应用[J].海洋环境科学，2020，39（6）：909-917.

[6]焦艳，刘清容，郭敬天，等.渤黄海风暴潮智能预警与防灾减灾系统研制及应用[J].中国科技成果，2021，22（2）：31-33.

[7]毕宝贵，李泽椿，郭安红，等.自然灾害对公共安全的影响及其监测预警科技发展战略[J].海洋气象学报，2017，37（3）：1-7.

[8]吴玲娟，何培民，高松，等.黄海浒苔绿潮灾害金周期监测与预警系统研究及应用[J].中国科技成果，2019（12）：42-44.

作者：张兴林

海洋水文气象数据管理论文 篇3：

上海市海洋数据基础平台框架设计

[摘 要] 分析了上海市海洋数据基础平台建设的必要性和建设背景；设计了海洋数据基础平台的总体框架；海洋数据中心管理系统、海洋数据处理系统、海洋数据检索系统、海洋数据分析系统、海洋数据交换与更新体系。

[关键词] 上海；海洋；基础数据平台；框架设计

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 23. 070

1 前 言

近年来，上海市海洋局通过海洋数据资源管理、网络基础设施建设和业务应用系统开发等一系列专项工作的开展，海洋信息化建设取得了长足发展，初步搭建起上海市“数字海洋”管理框架，发挥了重要的信息支撑保障作用。

上海市“数字海洋”管理框架主要包括海洋数据基础平台框架、基于ArcGis的数字海洋原型系统框架、海洋综合管理与服务信息框架和海洋网络与安全框架。其中海洋数据基础平台框架是整个“数字海洋”管理框架的支撑和基础。

由于上海市海洋局的数据来自多方单位，包括国家海洋局、国家海洋局东海分局信息中心、国家海洋局东海分局预报中心、国家海洋局东海分局监测中心、上海市海洋局历史数据、各局属单位和各涉海单位等，原有数据归各单位独立存储、独立管理，最后形成了一个个的信息“孤岛”，各方数据标准不统一、数据结构不统一、数据字典各不同，无法实现海洋数据的共享共用和统一管理。海洋数据基础平台的建设将来各方结构不统一，内容及形式复杂多样的数据，通过一套针对多源、异构数据进行处理和整合技术方案，以数字海洋基础平台的方式实现各应用系统之间海洋数据交换和共享，并将各应用系统中产生的分析和成果数据集中存储到海洋数据中心。

2 总体框架设计

上海市海洋数据基础平台的规划和建设依据“统一规划、统一标准、统一设计、数据共享”的基本原则，海洋数据基础平台架构主要分三个层次。首先经过数据交换和更新体系将各行业数据对象进行规范定义，从而形成行业基础数据，其次对海洋基础数据进行整合后形成市海洋局核心数据，最后按照不同的业务需求对核心数据进行分析应用，形成数据分析与应用部分。

3 海洋数据中心管理系统设计

海洋数据中心管理系统是决策支持系统和各业务管理系统的数据基础，信息主要来源于国家海洋局、国家海洋局东海分局信息中心、东海分局预报中心、东海分局监测中心、上海市海洋局、局属单位、涉海单位等。各单位提供的海洋基础数据是海洋数据中心管理系统中数据中心的一个重要来源，这些数据主要分为四类：实时类数据、基础类数据、核心类数据、元数据类数据。海洋数据中心管理系统整体结构采用“集中与分布相结合”的方式，将数据按照支撑不同的业务分成四个区域：互联网区、核心业务区、东海分局数据区以及交换区。通过使用DataExchange对数据进行抽取、传输、汇总、整合到海洋数据中心管理系统中。

3.1 互联网区

互联网区存储的是科技服务类数据、海洋经济类数据和行政许可办理类等需要对涉海单位、涉海企业、社会公众公开的数据，以及涉海单位、涉海企业上报的数据，这部分数据通过交换区与核心数据区进行交换。

3.2 核心业务区

核心业务区存储的是上海市海洋局的业务核心数据，有来自国家海洋局东海分局信息中心、监测中心和预报中心的基础地理数据、基础资料数据、专题数据、产品数据以及业务数据等；还有上海市海洋局的历史数据以及海洋的实时监测数据，它们是支撑上海示范区业务的核心数据，这些数据根据业务特点，通过设置关键标志位的方式，为原型系统和综合管理信息系统提供数据支撑。

3.3 东海分局数据区

东海分局数据区存储的是上海示范区前期国家投资部分的数据，主要是908专项数据，这些数据按照上海市海洋局的数据标准进行整理、归类，并成功迁移到上海市海洋局数据中心。

3.4 交换区

交换区存储的是临时数据，交换区是数据交换的中转站，是交换数据临时存放的区域。交换区的数据来源于国家海洋局、国家海洋局东海分局、上海市海洋局、实时监测数据以及互联网区。

海洋数据中心管理系统的建设过程中，形成了上海市海洋局数据库管理规范，制定了响应的数据标准和管理规范，保证了各业务系统的正常运行，并为以后的业务扩展提供数据接口，实现了海洋数据共享共用、统一管理、统一规范的项目目的。

4 海洋数据处理系统

海洋数据处理系统按照国家海洋局统一的《“数字海洋”信息基础框架构建总体实施方案》、《海洋环境基础数据库标准》、《海洋综合管理专题数据库标准》和《“数字海洋”上海示范区（地方配套）项目数据库详细设计》通过对海洋数据调查和评价、海洋观测站和其他重大历史专项资料的收集，这些数据格式多为文档（DOC），表格（XLS）、图片文件（JPG）、图层数据，围绕示范区的应用系统需求，对數据按照数据中心的数据库结构、属性结构将这些数据进行分类、格式转换、栅格图片矢量化、图幅拼接等操作，然后入库保存，进行结构化存储，利用导入程序自行转化入库工作，实现上海海洋数据交换与共享。海洋数据主要有以下几类：海洋基础地理及908专项调查数据、海洋环境类监测数据、海洋气象及灾害类数据、其他908调查数据、机关业务数据等。

还对相关的海洋数据依据海洋数据中心的入库规范，将数据按照相应的要求，按基础地理类、基础资料类、产品信息类、专题信息类、业务运行类、元数据类等进行分类整理，规范并入库。

其数据处理流程见图3。

5 海洋数据检索系统

海洋各类数据经过海洋数据处理系统处理后，形成具有规则的数据结构，数据检索系统分别针对结构化数据和非结构化进行检索，结构化数据的检索通过目录管理模块进行分类管理，海洋数据目录管理模块将海洋数据分为基础资料数据、基础地理数据、专题数据、产品数据、业务数据。结构化数据检索通过建立数据加载集群、查询机集群和元数据集群，实现高效率的数据检索系统。非结构化数据检索是用户通过文件属性、关键字及分类等信息来搜索所需要的文件，基于平台的数据索引，快速给用户展示出相关查询结果。其检索流程见图4。

非结构化数据查询的步骤主要包括：①对查询内容进行解析，区分查询内容中单词和关键字，根据查询语法的语法规则形成一棵树；②搜索索引，得到符合语法树的文档集合；③根据查询语句与文档的相关性，对结果进行排序，将查询结果按顺序展现给用户。其查询逻辑见图5。

6 海洋数据分析系统

海洋数据分析系统利用分析方法对数据进行检查、变换和建模，从中提取数据潜在价值。其中使用的数据分析技术有：分类、聚类、关联规则、时间序列分析和优化等技术。通过建立海洋数据分析模型，实现对海洋水文、海洋氣象、海洋化学、悬浮体等专业数据按指定的方法、要素、分布位置或者空间网格大小、时间间隔、空间层次进行统计计算，并对统计分析的结果进行客观分析开发。

6.1 海洋数据分析

将海洋数据管理中心的数据通过特征分析后，采用Java语言作为处理语言，根据海洋数据特点，开发数据统计分析工具，如：日月年及任意时间范围的统计、自定义公式方法的统计分析、滑动数据统计、数据比对统计分析、任意参数和数据类型的长期值。

对海洋相关大量的数据进行数据分类存储，分级管理，建设数据自动同步平台，实现各个数据源之间的数据交换和同步，形成一套分级管理、综合应用的信息挖掘和应用机制。同时建设一套数据审核机制和规则，实现对各类数据的审核和整理加工，提高数据的可靠性和完整性，并以标准的数据交换格式提供给模型，提高模型预报时效和精度，以实现各类数据的交换、审核、整编、挖掘、刷选等需求，并为各类信息发布和模型调用提供精确、完整、高效的数据服务。

6.2 数据可视化

海洋数据经过分析后，采用Echarts完成分析数据的可视化，ECharts是一款开源、功能强大的数据可视化产品，紧跟着大数据时代的步伐。ECharts是商业级数据图表，一个纯Javascript的图表库，可以流畅地运行在PC和移动设备上，兼容当前绝大部分浏览器（IE 6/7/8/9/10/11，chrome，firefox，Safari等），底层依赖轻量级的Canvas类库ZRender，提供直观，生动，可交互，可高度个性化定制的数据可视化图表。创新的拖拽重计算、数据视图、值域漫游等特性大大增强了用户体验，赋予了用户对数据进行挖掘、整合的能力。其分析显示界面见图6。

支持折线图（区域图）、柱状图（条状图）、散点图（气泡图）、K线图、饼图（环形图）、雷达图（填充雷达图）、和弦图、力导向布局图、地图、仪表盘、漏斗图、事件河流图等12类图表，同时提供标题，详情气泡、图例、值域、数据区域、时间轴、工具箱等7个可交互组件，支持多图表、组件的联动和混搭展现。

在实现海洋数据分析系统时，预留了将来对业务数据进行分析的业务接口，并对上海市海洋局目前所建有的“水之云”中的数据也预留有数据分析接口，实现对上海市水务局（海洋局）业务分析系统的统一规划。

7 海洋数据交换与更新体系

海洋数据交换和更新系统用于实现系统间数据交换和数据同步的数据集成平台，能够访问主流的数据库、结构化、半结构化数据，并可以从中提取、转换、加载到指定的数据源中，在复杂网络环境下，提供安全控制、错误处理、断点恢复与续传等数据传输能力。

系统以元数据服务为支撑，基于 CWM-XMI、W3C-XML Schema 规范，提供对传统的数据库、半结构化和非结构化文件数据的支持，以及对分布式存储等新兴技术的支持。

在运维层面上，提供了基于 Web 的管理与监控工具； 在开发层面上，提供了图形化的配置工具。

在组件层面上，系统提供了数据访问服务、错误处理服务、数据转换与清洗服务、数据传输服务、任务调度服务、元数据管理服务、管理监控服务等服务。其体系如图7所示。

作者：李静芳