基于WebGIS的海洋观测网管理信息系统设计与应用

海洋观测网管理信息系统主要包括海洋观测网的管理信息和相关业务服务功能。系统主要为海洋管理、海洋观测、海洋科研等服务。文章主要介绍了系统的架构、运行环境、安全机制和功能设计等内容。系统采用全开源的Map Server和Open Layers开发,将海洋观测网的管理信息集成到WebGIS平台下,实现对海洋观测网基础信息的分析处理及可视化快速检索、查询、统计、显示、输出及在线交流、协作等功能。系统已业务化运行多年,且运行稳定,为我国海洋防灾减灾提供了可靠的技术支持。     

海洋观测网规划支撑体系与系统架构设计探讨

在概要综述我国海洋观测网现状的基础上,紧密结合我国海洋观测网建设的实际需求,基于海洋观测网布局状况分析、资料类型及时空分布状况分析、资料传输与质量状况分析、仪器设备效能状况和海洋观测网建设规划合理性等5个方面,提出了制定海洋观测网建设规划支撑体系的必要性和可行性。从业务化海洋观测网运行评价、海洋观测站点选址分析、海洋观测资料类型选定、海洋观测仪器选型、可视化与规划报告输出和系统运行监控等6个方面,提出了海洋观测网建设规划支撑系统的功能架构设计,为我国海洋观测网建设规划的制定提供科学的技术支持和能力支撑,为我国海洋预报提供数据基础。     

海底有缆观测站数据采集、管理系统设计与海底运行验证

文中设计了一套用于海底观测网的信息采集系统。提出了一种基于事件触发和定时驱动相结合的通过光网传送IP包的信息监控系统运行机制;提出了由岸站监控中心层、光传输主干层、海洋数据采集层组成的监控和信息采集监控系统总体构架;设计了通讯控制策略及自定义的通讯协议。采用该信息采集系统的海底观测网在试验海域进行了海底布放。经过8个月的海底连续运行,数据采集系统运行稳定,能够正确地采集海洋传感器和自身系统运行数据。     

国际海底观测网络的发展及现状

海底观测网络是推动海洋科学技术发展,了解地球环境系统的重要基础,也是帮助人类了解海洋从而促进全球经济发展的重要方法。文章回顾了各国在海底观测系统发展过程中的研究计划和建设情况;介绍了当前各国海底观测网络及其投入业务应用后,在多学科综合观测、多网络交互融合、数据交换利用以及海洋科学应用等方面的发展方向,对我国海底观测探测网络建设,深海新型传感器发展,海底观测网标准化体系完善等方向进行了分析展望。     

山东省海洋牧场观测网的建设与发展

在全球气候变化的背景下，现代化海洋牧场是我国应对近海生态环境恶化和渔业资源衰退、实现海洋生态文明和海洋强国战略的重要手段。而海洋牧场观测网是科学指导现代化海洋牧场建设，并进行科学管理的重要基础。为了保障现代化海洋牧场的可持续健康发展，山东省于2015年底开始在各海洋牧场建设生态环境海底观测站，并组网建成世界先进的海洋牧场观测网，目前已覆盖23处海洋牧场。设立观测网预警中心，负责海洋牧场观测网的日常运行和维护，同时开展水域多学科耦合过程的基础研究和业务化辅助决策的应用服务。海洋牧场观测网的建立和业务化运行初步实现了海洋牧场生态环境和渔业资源的"可测"、"可视"、"可控"和"可预警"。目前，我国现代化海洋牧场观测网的科学发展仍面临诸多挑战，建议进一步增强观测设备的自主研发能力和长期在线监测的稳定性，跨介质立体组网、实现海洋牧场的全方位立体监测，深化多学科耦合过程的基础研究并提供多元业务化辅助决策应用服务，为现代化海洋牧场的高质量发展保驾护航。     

天津市海洋观测服务系统设计研究

展望了国内外海洋观测服务系统的发展趋势,根据天津市海洋防灾减灾、海洋经济和海洋生态环境保护等发展需要,对天津市建立海洋观测服务系统的重要性和必要性进行了论述,提出了天津市海洋观测服务系统的组成,即近岸观测网、近海观测网、航空和卫星遥感系统、应急机动监测系统、通信传输系统以及海洋观测网管理中心等几方面,为政府部门领导决策提供建议。     

关于美国观测技术创新和应用的借鉴和思考

海洋观测技术是有效管理海洋事务、行使国家主权的重要手段。海洋观测技术的自主与可控对我国具有十分重要的意义。创新与应用是实现海洋观测技术自主与可控的核心,海洋观测网是实现海洋观测技术创新与应用的载体。文章梳理美国三大观测网(全球海洋观测系统、综合海洋观测系统和海洋观测倡议)的发展历史,提出政府在以观测网为代表的海洋观测技术发展的组织、实施和管理方面发挥主导作用;根据我国海洋观测的现状,借鉴美国海洋观测网的发展经验,对我国基于创新与应用的海洋观测网的组织、实施、管理和发展提出建议。     

国外海洋观测系统对我国的启示

本文基于国内外海洋观测网现状及其优缺点,从目标融合、技术创新、科学管理、发展趋势的角度,提出国外海洋观测网对我国海洋观测网的启示与建议。在目标融合上,建议寻求多部委、多单位的目标融合,实现海洋观测系统与观测参与者、仪器供应商、信息产品应用方、科研工作者、公众等用户之间的有效沟通;实现中央决策、海洋防灾减灾、海洋预警预报、海洋管理治理、海洋生态保护与修复、海洋科学研究、海洋公益服务等多样化需求的融合。在科学管理上,建议实现海洋观测站点与设施的分类、共享与长期维持,迎接高难区域的挑战,实现信息的整合与服务,促进国际化合作与推广。在技术创新上,建议加大海洋观测技术的创新与投入,促进传感器技术、卫星技术及其他相关观测技术的创新与发展;建议加强新仪器、新技术的试用、评价,加快新仪器的业务化使用;建议加强海洋观测系统模块化、智能化研发。未来海洋观测仪器将是低成本化、模块化、自动化和智能化的天下,海洋观测会逐步向着立体化、精细化、智能化转化。本文可为未来海洋观测网的设计与规划、管理与融合提供一定的参考,并为我国海洋观测系统的规划与发展提供借鉴。     

区域性海洋业务化预报系统建设研究——以福建省为例

文章以福建省区域性海洋业务化预报系统为例,阐述其在为政府决策提供依据、为公众提供服务以及为经济发展和安全生产提供保障等方面的建设需求;以需求为导向,从基础能力、技术研发和支撑能力、预报产品、综合应用和服务系统以及信息发布和公众服务等方面,介绍福建省区域性海洋业务化预报系统建设的发展现状;在此基础上,以目前存在的人才、技术、产品和服务等方面的问题为导向,提出加强人才队伍建设、大力发展海洋预警报技术、不断丰富海洋预报产品以及健全海洋预警报信息服务系统的系统建设发展方向,旨在为其他地区的区域性海洋业务化预报系统建设提供有益参考。     

海洋动力环境观测设备综合测试平台技术研究

随着海洋观测预报事业的不断发展,建立一套针对海洋观测仪器设备进行验证、测试、评估的入网认证体系越发重要。构建海洋观测仪器综合测试平台对推进海洋观测仪器标准化工作有着极大的帮助,是对海洋观测仪器设备标准化检验的有益探索。通过该平台可对海洋观测网中的设备进行入网前的检验与业务考核,提升入网设备的可靠性指标并对提升海洋观测网的整体鲁棒性具有积极意义。     

海底有缆在线观测系统研究与应用综述

获取高质量海洋观测数据是维护国家安全和权益、保障人类生存与可持续发展、应对全球气候变化、开发利用海洋资源、防灾减灾等的重要基础。随着海底观测技术的发展,海底有缆观测已成为地球观测的第三个平台。通过借鉴国内外海底观测网的成熟技术,设计研发单节点海底有缆在线观测系统,主要包含海底观测、电力信息传输和陆上人机交互信息管理等三个子系统,具有高度可扩展性,可根据监测需求集成安装常用的各类海洋观测仪器和水下高清摄像头,从而实现海洋环境和水下生物资源的原位、长期、连续、稳定的在线观测。研发的海底有缆在线观测系统构造简单、扩展性强、经济成本低,已广泛应用于山东省海洋牧场观测网的海洋生态环境和渔业资源、辽东湾的冬季海冰、海洋牧场与海上风电的融合效应、河流入海口水质、海上溢油等不同领域的业务化监测中,为我国海洋生态环境保护与修复、海洋资源开发利用、海洋防灾减灾等提供了高质量的科学数据支撑。海底有缆在线观测系统是业务化海洋在线观测技术领域里的创新研究,具有重要科学意义和广泛应用前景。     

北海区执法监管综合信息系统的设计与应用

将现代信息技术引入海洋信息化建设从而提高海洋行政执法科学化水平,是保证合理开发利用海洋和海洋经济健康可持续发展的有效途径。文章研究新形势下的海洋行政执法信息化机制,以例行执法检查和专项执法行动为主线,以航空监察、案件报备、行政审批和法律法规等为辅助,集成各类执法数据信息,运用软件编程和网络技术建立具有海洋行政执法业务流转和地图服务综合功能的信息监管系统,逐步实现海洋行政执法工作由传统监管模式向科学化、标准化和规范化的现代空间管理方式过渡,推进海洋行政执法监管的信息化进程,提升执法效率和监管力度。     

海洋观测数据通信与管理系统标准化构想

近年来随着海洋事业的大力发展,在国家"863"计划和专项支持下,建立了多个区域性的海洋观测集成示范系统,并制定了多项海洋环境观测仪器设备标准,但目前尚未制定出针对海洋观测数据通信与管理系统的设计、建设、运行管理等相关标准和规范。文章针对海洋观测数据通信与管理系统的组成结构和实现流程分析了该系统标准化的实际需求,并以海洋观测数据通信与管理系统专业化、标准化、业务化为目标,提出了关于该系统标准化的初步构想并说明了其涉及的主要内容,为海洋观测数据通信与管理系统的标准化工作提供参考。     

北斗剖面浮标数据服务系统设计与业务运行

北斗剖面浮标数据服务系统主要由北斗剖面浮标数据自动接收/监视子系统和北斗剖面浮标数据解码、处理及分发共享子系统组成,具备自动、批量、业务化接收国产北斗剖面浮标数据,以及业务化处理和分发浮标数据的能力,为我国主导建设南海或“21 世纪海上丝绸之路”Argo 区域海洋观测网提供了关键技术保障。催生的中国北斗剖面浮标数据服务中心,也为北斗剖面浮标走出国门、参与国际竞争奠定了坚实基础,成为世界上 3 个有能力为全球 Argo 实时海洋观测网提供剖面浮标观测数据服务的国家平台之一。     

POM海洋模式的并行算法

POM模式目前尚无正式发布的并行版本。通过对POM串行程序的数据流向分析,讨论了POM模式并行化所涉及的关键算法和主要技术问题;并基于消息传递接口(MPI),研发了POM模式的并行版本。测试结果表明,POM并行软件效率较高,达到了业务化要求,业已应用于国家海洋信息中心的再分析业务化系统中。     

海洋监测即时信息服务的设计与实现

提出了海洋监测即时服务的框架,并对该框架下的海洋监测即时服务应用系统的设计概要、系统组成和功能做了介绍。依据该框架研发即时服务应用系统在多个台站和终端用户得到应用,系统运行良好,为海洋监测信息的即时服务提供了保障。     

基于MapGuide的区域站运行监控系统

介绍了一种以MapGuide技术为核心,以Delphi语言和SQL Server 2005数据库为编程工具研发的区域站运行监控系统。该系统改进了以往对设备状态进行直接监控的方式,采用探测数据质量为监控对象,通过气象观测数据本身的时间连续性和空间一致性等规律判断数据的准确性,进而评估气象探测设备的运行状态。文章详细介绍了软件的体系架构、关键技术、实现方法和功能模块等。     

Argo全球海洋剖面浮标观测网

前言Argo,一个大范围的全球温盐剖面浮标观测网 ,已被计划作为海洋观测系统的一个重要组成部分 ,并已于 2 0 0 0年开始投放浮标 ,目前尚在建设之中。实际上 ,Argo计划是基于现存的海洋上层热量观测系统 ,并对其在时间、空间、观测深度和准确性上进行了扩展 ,同时还增加了对盐度和速度的观测。命名 Argo,主要是为了强调全球浮标网与 Jason卫星高度计任务的密切关系 ,这是第一次人们可以几乎实时地系统测量和收集上层海洋的物理状态信息。1　Argo的诞生和设计全球剖面浮标观测网是在如下三方面技术的最新发展促使下诞生的 ,从而使得海洋和气…     

无人值守海洋台站自动观测仪器运行在线监控及预警系统方案研究

近年来,随着各类海洋防灾减灾项目的建设,无人值守海洋台站(以下简称"无人值守站")将显著增多,传统的人工监控自动观测仪器运行的方法正面临越来越大的困难和挑战。文章提出的无人值守站自动观测仪器运行在线监控及预警系统可以有效地解决这个问题。该方案以现有值班软件接收到的实时观测数据和设备电压信息为基础,通过设定的判别标准计算分析后,得到自动仪器运行状态。当系统检测到传输、传感器或电力故障时,自动将故障信息发送给指定单位和人员;对于电力故障,系统还将对剩余电力情况进行预警,一并发出。最后,系统通过对故障维修情况的记录和分析,将提供自动观测仪器设备运行状态分析报告。     

我国海上固定平台水文气象观测网发展现状及存在的问题

海上观测数据对海洋工程设计和科学研究都有重大作用,海上固定平台观测网因其在位时间长、安全可靠而显得尤为重要。文章分析中国目前在海上固定平台水文气象观测方面取得的成果,包括系统集成、设备集成和研制。其中重点介绍中国海洋石油平台观测系统,并在观测方案、系统设备和数据应用等方面进行深入分析,阐述了中国海上固定平台观测网的发展现状;其次,分析了目前中国海上固定平台观测网发展存在的主要问题;最后,在海上固定平台观测总体规划和数据共享机制建立方面提出建议,为海上固定平台观测网发展提供参考。