海底管线巡检信息融合大数据平台研发与应用浅析

为了提升海底管线巡检作业效率和更加合理有效地管理巡检数据以科学分析和预测管线健康状况,采用WebGIS和三维可视化技术,构建了一个高效、智能的海底管线巡检智慧管理平台,平台具有作业流程自动化管理、作业现场可视化监控、巡检数据智能分析与可视化展示等功能。实际海域测试结果表明,该平台具有较高的先进性与可靠性,可为海底管线巡检系统的自动化、可视化、智慧化赋能。平台的完善与推广将对保障我国海底管线高效率、低故障运行具有重大意义。     

基于二三维一体化的山东省数字海域工程系统设计与实现

本文通过收集山东省管辖海域已有的海洋调查相关信息,采集获取海域海岛环境和资源信息,整合处理现有海域海岛管理数据,建立了数字海域管理核心数据库,通过二维、三维、全景等手段,开发了二三维一体化的山东省数字海域工程系统。实现了海域海岛管理全部业务的信息化、网络化办理,将管辖海域过去、现状和未来进行多尺度、多时空的数字化展示,通过评价分析预测未来海域海岛管理趋势,全面提升海域海岛管理的信息化水平和公共服务能力。     

智慧海洋多平台数据管理规范研究

我国未来智慧海洋观测系统将集成多种观测平台,获取全球范围、长时间和准实时的海洋数据。为更加科学而高效地管理数据,文章结合我国智慧海洋发展趋势,分析存在的问题,借鉴相对先进的数据管理规范,为建设智慧海洋国际共享应用平台提供参考。研究结果表明：与观测平台、传感器和通信技术的快速发展相比,我国海洋数据管理的发展十分缓慢,缺乏数据质量控制和存储等规范,严重制约海洋观测数据的有效管理和共享应用,不利于海洋大数据的融合和信息挖掘技术的发展;为各类观测平台制定科学而合理的数据管理规范,对于智慧海洋建设至关重要,亟须尽快组织专业人员成立工作组,落实和保障该项工作的有序开展,从而提升我国在海洋大数据信息处理方面的能力。     

西北太平洋海表温度融合产品交叉比对分析

海表温度产品是研究全球海洋大气系统的重要数据源,在海洋相关领域的研究和应用方面具有重要价值。以西北太平洋海域为研究区域,本文对2007-2014年的3个海表温度融合数据（AVHRR OISST,MISST和OSTIA）的产品特性与Argo浮标进行了真实性检验,并对融合产品进行了交叉比对分析。结果表明,3个融合产品在空间尺度上均能反映西北太平洋海域的海表温度变化趋势。融合数据与Argo浮标的平均偏差在±0.1℃之间,均方根误差小于0.9℃。融合数据与浮标数据存在明显的季节性变化,其中冬季融合数据与浮标数据的平均偏差和均方根误差较小。在高纬海域,融合产品和浮标存在正偏差。与另两个融合产品相比,OSTIA的数据质量与Argo浮标最为接近。3个融合产品在近岸和高纬海域差异较大,三者对海冰的标识和处理方式不同对融合结果也有影响。在2012年6月之前MISST和OSTIA的海表温度数据质量更为接近,但在此之后MISST存在系统误差。红外数据、微波数据和实测数据作为输入数据,是制作高时空分辨率高精度海表温度融合产品必不可少的要素。     

山东省渤海海域资源环境承载能力评价研究

文章利用GIS平台分析了山东省渤海海域使用现状;基于AHP和德尔菲法构建了海域资源环境承载力评价模型,从海洋空间资源、海洋环境质量和海洋生态环境等方面,以县级行政区管理海域为基本单元,评价了山东省渤海海域15个县级行政区管理海域的承载能力水平;运用空间分析模块,给出了反映15个评价单元海域资源环境承载能力的空间分布图。结果表明:山东省渤海海域资源环境承载能力较高的单元主要分布在长岛县、蓬莱市和龙口市等海域;海域资源环境承载能力较低的单元主要分布在无棣县、昌邑市和潍坊市寒亭区等海域;海洋资源环境承载能力呈现出东部高于西部、西部高于中部的特点。未来,应加强海洋资源环境保护,探求增强沿海地区承载能力的有效途径。     

大数据时代海域综合数据挖掘分析技术探讨

海域综合大数据挖掘技术是新时代海域综合管理的重要发展方向。本文主要对海域大数据的数据挖掘分析技术进行了探讨,阐述了大数据及海域综合数据挖掘的相关概念及特征,以及海域综合数据挖掘分析中常用的方法及挖掘处理过程。最后探讨了基于Map Reduce的海域综合数据挖掘平台的系统架构,为后期实际开展工作奠定了技术基础。     

强化系统应用 提升海域动态监管信息化水平

文章在用传统方法监测用海项目的基础上,将各类数据资源进行整合,融合软件功能,强化系统应用,最大限度地实现海洋信息化,发挥现代海域监管系统在海域管理工作中的支撑作用。     

基于ArcGIS Engine与ArcGIS Server的海域定级信息管理系统设计与开发

以Visual Studio 2012为平台,利用ArcGIS Engine强大的空间分析功能,以C#为开发语言结合第三方插件设计开发海域定级决策子系统,实现了不同用海方式海域的自动化定级,对海域定级基础数据、过程数据和结果数据进行综合管理,构建了一个具有一定实用价值的海域定级信息管理系统原型;此外,利用WebGIS将海域定级决策子系统分析生成的结果数据发布成服务,实现海域定级信息共享子系统。本研究为海域定级提供智能化平台,提高对海域定级及评估效率,有利于海洋可持续发展。     

胶州湾海洋生态保护信息化平台设计

“智慧胶州湾”是以服务胶州湾综合整治修复为目标,以信息化应用为手段,以信息采集、传输网络和大数据为基础,以物联网、智能化和移动互联技术为核心的海洋综合管理平台。通过搭建胶州湾基础数据服务平台,可基本实现海洋数据监测采集设备、数据传输网络以及数据计算和存储设施的虚拟化和资源池化,为智慧胶州湾综合管理平台及其应用提供大数据支撑,推进业务和数据的协同与共享。平台主要包括海洋环境立体实时在线监测系统、海洋智慧分析评价系统、海洋保护与管理信息系统、海洋功能区管控信息系统、海洋经济管理系统和虚拟胶州湾系统。通过平台的建设和应用,可掌握胶州湾海洋生态环境状况、保障胶州湾生态环境安全以及提高政府服务水平和效率。     

基于ArcEngine的海域定级系统的设计与实现

海域定级是采用定性和定量的方法将同一类型用海划分为不同级别,是海域管理最基础性的工作,对于科学合理地开发和利用海岸带资源至关重要。本研究以Visual Studio 2010为开发平台,采用C语言,结合嵌入式ArcEngine组件库,集成设计实现海洋领域具有较高专业性和实用性的海域定级系统。该系统采用海洋公益领域专家制定的指标体系,通过数据的管理、集成和分析,实现了海域定级相关方面的功能。该系统将海域定级原理与地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术相结合,为海域基层部门提高工作效率、实现海岸带资源科学有效管理提供了依据。     

中国南海极端风暴海况下固定式平台结构可靠性分析

基于中国南海海域风暴环境条件,研究分析南海海域固定式导管架平台结构整体性和可靠性,以及新建固定式平台结构设计准则。采用海洋环境数据后报方法,得到南海海域1972~2011共40年的风、浪、流联合数据,从中抽取风暴环境条件;利用通用荷载模型,将40年间的风暴环境数据转变成结构的荷载数据,即基底剪力或倾覆力矩;并计算得到风暴环境荷载的短期及长期分布,以及任意风暴下荷载的概率分布;根据结构可靠性模型,结合荷载的长期分布,研究基于结构暴露等级及失效概率的固定式平台结构强度储备比。根据计算,得到了不同暴露等级下中国南海平台的强度储备比,并与墨西哥湾及北海海域进行了比较,为新建平台提供设计参考。     

“数字海底”--海底数据集成管理与可视化研究

针对目前"数字海底"建设中存在海底调查数据集成管理与三维可视化表达不足等问题,本文采用GIS技术,以黄河水下三角洲埕北海域为研究对象,利用地理空间数据集成理论与三维建模方法,建立了埕北海域三维海底空间数据库,实现了研究区域地形数据、地层数据、钻孔数据、表层沉积物数据的有效组织管理与可视化,并在此基础上,采用ArcGIS Engine 10.0,结合.NET平台,在Visual Studio 2010开发环境下,利用C#语言进行了二次开发,实现了基于C/S (Client/Server)架构的三维海底虚拟仿真系统的开发,设计了一套面向埕北海域的三维海底虚拟仿真原型系统。     

北极海域海面风场和海浪遥感观测能力分析

卫星遥感是开展北极海域海面风场和海浪分布特征与变化规律研究的重要手段。本文基于在轨多源卫星遥感数据,从遥感观测空间覆盖、时间覆盖和多源卫星遥感数据融合等方面开展北极海域海面风场与海浪遥感观测能力分析,研究主要结果为:基于ASCAT和HY-2A散射计可实现北极海域海面风场遥感观测,通过多星联合观测可获取北极海域时空分辨率优于12 h和0.1°的海面风场遥感融合数据;基于HY-2A、CryoSat-2、SARAL和Sentinel-3高度计可实现北极海域海浪遥感观测,同样通过多星联合观测可获取北极海域时空分辨率优于1 d和0.25°的海浪有效波高遥感融合数据;基于2016年北极海面风场和海浪遥感融合数据,分析得出北极海域海面风场和海浪在2月处于极大值,然后逐渐减小,7月最小,随后开始逐渐增大。本研究表明,基于多源散射计和高度计遥感观测可实现北极海域海面风场和海浪的高时空分辨率遥感业务化监测。     

“南海挑战号”半潜式平台原型测量系统

深水海洋平台的现场原型监测是对其最直接的研究方法和安全保障措施,是我国深水油气开发研究中的必要技术。为了改变我国缺乏南海半潜式浮体实测经验的现状,为半潜式浮体设计与安全保障提供实测数据支持,在南海LH11-1油田"南海挑战号"半潜式平台上进行了台风期的原型测量工作。原型测量工作采用针对南海浮式平台应用所研发的原型测量系统,对平台工作海域的环境参数、平台姿态以及水下系泊和立管系统进行了监测,获得了跨台风期中大量的实测数据,最终对所获得的数据进行了初步的分析。分析结果显示原型测量系统在海洋平台上使用具有很高的稳定性,捕获了台风期中所有过境平台的台风数据,获得的数据能够为平台性能评价和新平台设计提供第一手资料。     

智慧海洋国际共享应用平台发展趋势及其对策建议

当前,我国正在全面开展智慧海洋建设,各种新研发观测平台不断涌现,但是围绕智慧海洋的信息化建设仍显落后,在数据管理、质量控制方法和系统开发等方面与发达国家仍存在较大差距。文章通过分析国内外海洋共享应用平台的发展趋势及其特点,从数据管理方法、质量控制和系统设计开发等多个方面找出差距所在。研究表明,与国外相比,国内存在共享平台业务化运行不多的问题,为实现数据的规范化,并给出尽快制定针对不同观测平台数据管理规范、加强数据质量控制方法研究、加强具备专业知识的系统设计人才培养等建议。     

海域动态监测数据治理框架研究

基于海域动态监测业务需求,所采集的卫星遥感、航空遥感、远程监控、现场监测等海域动态监测数据是海域综合管理的重要依据。通过对数据的有效治理,实现数据价值最大化和海域综合服务支撑,是数据治理的主要目标。文章分析了海域动态监测数据的特点,阐明了数据治理的目标和意义。研究结果表明:海域动态监测数据具有多源多类性、海量性、时空性和多维性,为避免同类信息化平台重复建设和同一数据重复获取及处理,构建了海域动态监测数据治理框架,明确了数据治理的4个要素即:目标要素、促成要素、核心要素和支持要素,核心要素中的各项工作开展要以目标要素为导向,支撑要素是核心要素各项工作开展的基础,促成要素保障核心要素各项工作的实施。     

多代同任务测高卫星数据的系统误差分析

利用T/P卫星、Jason-1卫星以及Jason-2卫星同步段的Corssh数据,研究了黄海海域同步段不同测高卫星的测高系统差,得到了T/P卫星与Jason-1卫星间升轨与降轨系统差为0.074m与0.075m,Jason-1卫星与Jason-2卫星间升轨与降轨系统差为0.066m与0.076m。通过计算多代卫星数据的系统误差,提高了融合数据成果的可靠性。     

山东省海洋空间开发保护现状、问题及对策

海洋是国民经济发展和社会进步的重要空间载体,海洋国土空间开发与保护对于实现可持续的经济增长、改善全球气候环境和提升人民生活福祉具有重大战略意义。山东省海域使用类型基本齐全,但开发利用结构规模不均衡,渔业用海比重较大,不合理的开发利用给海岸带和近海生态环境带来巨大威胁,严重制约了海洋经济的健康发展。文章根据山东省海域使用调查数据,综合分析了山东省海洋空间使用现状的特点以及存在的自然岸线保有压力增大、海洋空间开发利用科学性不足、近岸海域生态系统及服务功能受损较重、海洋污染造成的环境风险不容忽视、现代海洋产业体系不够完善、陆海统筹机制不健全等主要问题,在此基础上,从海洋空间资源、陆海统筹污染防治体系、现代海洋产业体系等角度提出了优化山东省海洋国土空间开发保护的相关对策建议。     

中国沿海海域使用现状综合水平评价

利用全国海域使用现状调查获取的基础数据,综合考虑海域使用程度、海域使用综合效益、海域使用可持续水平和海域综合管理水平４ 个控制因素,采用层次分析的方法,对沿海１１个省、市、自治区的海域使用综合水平进行分析和评价。结果表明,沿海１１个省、市、自治区的海域使用现状综合水平从高到低依次为海南省、广东省、天津市、上海市、福建省、浙江省、山东省、广西壮族自治区、辽宁省、江苏省和河北省。     

多源卫星高度计有效波高数据融合方法研究

有效波高数据融合可以弥补单颗卫星高度计数据存在的时间和空间分辨率不足的问题,为有效波高的海洋学应用提供更精确的分析资料.对反距离加权法、克里金插值法和逐步订正法等数据融合方法进行了研究,得到了适合于有效波高数据融合的模型和参数,并利用GFO,Jason-1和Envisat高度计获取的我国海域及其邻近海域有效波高数据,对不同融合方法、滤波器窗口和卫星个数等影响融合结果的因素进行了分析,结果表明:(1)融合后的有效波高分布特征与前人多年统计分析结果基本一致;(2)数据较密集时,不同融合方法的结果差别不大;(3)选择的滤波器窗口大小与时间分辨率有关,对于时间分辨率为10d的融合而言,采用2.5°×2.5°~3°×3°大小的滤波器窗口所得到的融合结果最合适;(4)参加融合的卫星个数至少为3颗.