基于云存储的海洋数据存储策略研究

研究发现由于海洋数据的传输频率及数据累积量较大,在数据接收及解析入库过程中可能会出现频繁调用及分配计算本机存储空间而导致后续数据接收及处理延迟等问题发生。针对海洋数据传输体系内计算机数量多但计算及存储性能得不到完全发挥的现状,提出利用海洋数据传输体系内的计算机构建云存储体系以达到整合存储资源实现负载均衡的目的。在利用现有设备节约空间和经费的前提下对优化海洋存储技术进行探索,为提高海洋数据传输业务效率提供支撑。     

南海物理海洋数据的OPeNDAP服务实现

OPeNDAP(Open-source Project for a Network Data Access Protocol)代表开放源代码的网络数据访问协议.OPeNDAP协议提供一种通过网络请求和提供数据的方法,让所有用户使用熟悉的程序直接存取需要的数据.文章介绍了OPeNDAP常用服务器,描述了基于OPeNDAP的南海物理海洋科学数据共享平台的设计与搭建:采用GDS(GrADS Data Server)、Dapper、THREDDs(Thematic Realtime Environmental Distributed Data Services)等服务器来实现海风数据、海流数据、海浪数据、Argo数据和潮位数据等南海物理海洋数据的OPeNDAP服务,最后介绍目前提供的OPeNDAP服务形式.希望借助OPeNDAP来实现分布、异构环境下南海物理海洋数据的网络无缝共享之目标.     

基于NetCDF的海底地形网格数据模型创建与调度

主要介绍了NetCDF的原理以及如何按照NetCDF的格式规则创建、快速调度网格数据的步骤和方法,并利用这些原理、步骤、方法,实现对海底地形网格数据的快速创建和调度,在此研究领域上提供一定的理论和实践基础。     

数字海洋与海洋数据立法

1998年,美国副总统戈尔提出“数字地球”概念,引起中国科技界的高度重视,中科院和科技部等部门立即开展了“中国数字地球发展战略研究”,探讨中国“数字地球”建设问题,海洋界在此基础上提出了中国“数字海洋”问题。 一、中国“数字海洋”概念和现有条件 所谓“数字海洋”,就是将有关海洋的所有资料和数据按照地球表面的真三维(或四维)地理坐标,按时间序列输入计算机,利用海洋地理     

数字海洋数据体系结构研究

海洋数据的多源性、多态性和多样性以及数据量庞大等特点决定了其不同于其它数据,如何更加合理有效地存储和管理海洋数据,为海洋综合管理信息系统和＂数字海洋＂原型系统建设提供有力的数据支撑,是一个紧迫需要解决的问题。本文对各类海洋资源、海洋环境、海洋经济、海洋管理等数据进行统一的体系规划,构建统一标准的海洋数据体系框架,以实现国家、省（市）等各级海洋数据的有效管理,满足＂数字海洋＂海洋信息基础平台建设需要。     

物理海洋传感器现状及未来发展趋势

文中对目前我国物理海洋要素观测传感器技术发展现状进行了分析。在国家科技计划支持下,我国的物理海洋观测传感器技术取得了快速发展,但与国际上先进的传感器技术水平相比,国内具有自主知识产权的传感器仍有较大差距。随着未来海洋观测需求的不断发展,小型、轻重量、低功耗、高精度、高灵敏、智能化新型传感器必将是今后5~10年研究与开发的重点。     

数字海洋中数据体系结构研究

海洋数据的多源性、多态性和多样性以及数据量庞大等特点决定了其不同于其它数据,如何更加合理有效地存储和管理海洋数据,为海洋综合管理信息系统和数字海洋原型系统建设提供有力的数据支撑,是一个紧迫需要解决的问题.本文对各类海洋资源、海洋环境、海洋经济、海洋管理等数据进行统一的体系规划,构建统一标准的海洋数据体系框架,以实现国家、省 ( 市 ) 等各级海洋数据的有效管理,满足数字海洋海洋信息基础平台建设需要.     

海洋测深数据绘图接口装置研究

所研制的海洋测深数据绘图接口装置，采用ＭＣＳ８０３１单片微电脑管理本机的运行。它能把测量仪器测到的数据取出送往打印机打印出曲线；或把所测的数据输入接口装置的内存区，待具备打印条件时，再依次取出绘成曲线。该接口装置在研制成功后，曾用于连接ＣＳ－６０回声测深仪及九针打印机，并在一次海上测量海底地形的测深作业中使用，得到满意的效果。文章还讨论了该测深数据绘图方法结合其他类型的测量仪器和其他打印机应用的问     

海洋磁场重力场数据建库技术研究

针对海洋磁场重力场资料的多源异构海量特征,并结合海洋磁场重力场空间数据库建设实践,阐述了数据整理与采集建库的目标与过程,并探讨了数据建库工作中涉及的基准统一、规格化整理、分析处理等若干关键技术问题的解决方案。     

基于MGIS的海洋站实况显示系统实现

利用专题地理信息系统（MGIS）应用开发接口,建立基于MGIS的海洋站实况显示系统,在通用的专题地理信息平台上,实现了海洋站实况信息与专题地理信息的融合显示与应用。可在数字地图上以符号及数值填图方式标绘海洋站实况中的填图要素信息,并可查询显示包括观测地点、观测时间在内的海洋站实况全部要素信息。     

Impact of Ocean Mean Dynamic Topography on Satellite Data Assimilation

The response of an eddy-permitting ocean model to changes imposed by the use of different mean dynamic topographies (MDT) is analyzed in a multivariate assimilation context, allowing the evaluation of this impact, not only on the surface circulation, but also on the interior ocean representation. The assimilation scheme is a reduced-order sequential Kalman filter (SEEK). In a first set of experiments, high resolution sea surface temperature, along-track sea surface height and sea surface salinity from climatology are assimilated into a 1/3° resolution North and Tropical Atlantic version of the HYCOM model. In a second experiment, in situ profile data are assimilated in addition to the surface measurements.

The first set of experiments illustrates that important differences in the representation of the horizontal model circulation pattern are related to differences in the MDT used. The objective of assimilation is to improve the representation of the 3D ocean state. However, the imperfect representation of the mean dynamic topography appears to be an important limiting factor with regard to the degree of realism obtained in the simulated flow.

Vertical temperature and salinity profiles are key observations to drive a general circulation ocean model toward a more realistic state. The second set of experiments shows that assimilating them in addition to sea surface measurements is a far from trivial exercise. A specific difficulty is due to inconsistencies between the dynamic topography diagnosed from in situ observations and that diagnosed from sea surface height. These two fields obtained from different data sources do not contain exactly the same information. In order to overcome this difficulty, a strategy is proposed and validated.     

数字海洋云计算服务流中数据预部署研究

Data pre-deployment in the HDFS （Hadoop distributed file systems） is more complicated than that in traditional file systems. There are many key issues need to be addressed, such as determining the target location of the data prefetching, the amount of data to be prefetched, the balance between data prefetching services and normal data accesses. Aiming to solve these problems, we employ the characteristics of digital ocean information service flows and propose a deployment scheme which combines input data prefetching with output data oriented storage strategies. The method achieves the parallelism of data preparation and data processing, thereby massively reducing I/O time cost of digital ocean cloud computing platforms when processing multi-source information synergistic tasks. The experimental results show that the scheme has a higher degree of parallelism than traditional Hadoop mechanisms, shortens the waiting time of a running service node, and significantly reduces data access conflicts.     

Impact of Ocean Mean Dynamic Topography on Satellite Data Assimilation

The response of an eddy-permitting ocean model to changes imposed by the use of different mean dynamic topographies (MDT) is analyzed in a multivariate assimilation context, allowing the evaluation of this impact, not only on the surface circulation, but also on the interior ocean representation. The assimilation scheme is a reduced-order sequential Kalman filter (SEEK). In a first set of experiments, high resolution sea surface temperature, along-track sea surface height and sea surface salinity from climatology are assimilated into a 1/3° resolution North and Tropical Atlantic version of the HYCOM model. In a second experiment, in situ profile data are assimilated in addition to the surface measurements.

The first set of experiments illustrates that important differences in the representation of the horizontal model circulation pattern are related to differences in the MDT used. The objective of assimilation is to improve the representation of the 3D ocean state. However, the imperfect representation of the mean dynamic topography appears to be an important limiting factor with regard to the degree of realism obtained in the simulated flow.

Vertical temperature and salinity profiles are key observations to drive a general circulation ocean model toward a more realistic state. The second set of experiments shows that assimilating them in addition to sea surface measurements is a far from trivial exercise. A specific difficulty is due to inconsistencies between the dynamic topography diagnosed from in situ observations and that diagnosed from sea surface height. These two fields obtained from different data sources do not contain exactly the same information. In order to overcome this difficulty, a strategy is proposed and validated.     

潮汐数据支持的海岸带区域网平差

由于海部遥感影像的特殊性,使得传统摄影测量定位方法无法满足高精度的海岸带地理信息获取。提出利用潮汐数据转换计算的水边线高程数据值支持海岸带区域网平差,可以大幅度提高海岸带高程定位精度,在四角布设平高控制点条件下,可以提高海岸带高程精度74%。实验结果表示该方法可行,并得出一些有益结论。     

海洋环境无线传感器网络监测体系与应用技术研究

针对目前海洋环境监测中急需解决的主要技术问题.对海洋环境无线传感器网络监测的体系结构进行了研究,通过对Crossbow无线传感器网络的拓扑结构和软件架构进行分析与试验.提出其技术优势和有待解决的应 用问题.     

海洋声学调查数据处理系统的实现及关键技术

针对目前我国海洋水声环境调查需求,结合国内现有的技术条件和现有的处理方法、原理,详述了海洋声学调查数据处理系统的实现途径及关键技术的解决,该系统软件满足我国目前海洋调查的需求,提高了海洋环境数据处理的自动化、数字化和信息化程度。     

数据仓库技术在海洋环境信息管理中的应用研究

从数据仓库技术的角度分析了海洋环境信息应用的六大特征,并结合数据仓库的实质,说明数据仓库技术是进行海洋环境信息业务化管理的良好解决途径。在此基础上,探讨了在海洋环境数据仓库建设过程中主题抽取、数据规划和数据提取三个关键问题;初步划分了海洋环境数据仓库建设的数据库、管理库和程序库三个部分以及相互关系,提出了海洋环境数据仓库建设的基本框架和总体流程。     

卫星海洋遥感数据的无损压缩及解压算法

在分析卫星海洋遥感单轨三级数据产品特征的基础上,针对游程编码无损压缩算法特征,提出了优化游程编码压缩算法,运用该算法实现了海洋遥感三级数据产品的无损压缩,并与流行的WinRAR压缩软件进行了比较测试,结果表明上述算法对海洋遥感数据均有较高的压缩率,优化游程编码压缩算法在空间复杂度及时间复杂度上均有明显的比较优势,可极大节约海洋遥感数据的存储与共享发布空间。     

海量数据驱动下的高分辨率海洋数值模式发展与展望

海洋数值模式是定量描述海洋物理现象及其变化的数值模型,也是海洋与气候研究、预测的核心工具。随着海洋观测的不断投入与积累、对海洋认识的不断深入,特别是在高性能计算技术的支撑下,海洋数值模式已有了长足进步,正朝着高分辨率和多物理过程的方向发展。随着分辨率的提高、物理过程的细化,海洋数值模式的发展面临着多个方面的挑战。当前,海洋数据数量和种类不断增多,同时超级计算机、高性能计算和深度学习等技术的快速发展,为海洋数值模式的突破提供了机遇与挑战。本研究回顾了海洋数值模式的发展现状,梳理和分析了其发展中遇到的大规模高效并行计算和参数优化这两个关键问题,探讨和展望了当前海量数据驱动下海洋数值模式的发展趋势。提出计算负载均衡、计算与I/O重叠的并行流水线设计以及降低全局交换的算法改进是当前突破高分辨率海洋模式大规模高效并行效率的关键。从海洋科学、高性能计算以及深度学习深度交叉融合的角度,提出了实现海洋科学与深度学习相结合的6个途径,在此基础上,探讨了基于深度学习的参数化优化可能实现的途径。