中国-东盟海洋环境大数据服务平台设计与实现

中国-东盟海洋环境大数据信息服务平台是中国-东盟海上合作中心重要的组成部分,利用大数据、云计算、MPP并行数据库等先进技术,开展数据整合处理、数据管理、数据存储云平台等技术研究,建成内容全面、体系完整的中国-东盟海洋环境大数据信息服务平台,基于互联网面向东盟地区提供海洋资料的服务共享。该平台实现了数据服务、产品服务、大数据可视化、大数据技术研究、新闻动态等门户系统功能,以及综合信息发布、系统管理等平台管理功能。     

元数据技术在海洋观测数据集成中的应用研究

文章分析、研究了元数据技术及其发展情况和元数据在数据管理、交换中的应用,并对国际上几种海洋元数据的特点进行了归纳、分析和比较。并在此基础上针对海洋环境观测数据的多源性、多态性、多样性以及其分散性等特点,依托重大项目"赤潮监测与预警系统集成与示范"对数据通信与集成的需求,分析了元数据在海洋环境观测数据集成中的应用,以实现对海洋观测数据有效的、合理的集成管理及共享。     

基于Hadoop的海洋数据存储平台设计与实现

海洋数据具有多来源、多尺度、多频度等复杂特性,传统事务型数据库无法满足海量非结构化数据在存储管理、关联查询、复杂分析等方面的需求。针对这一问题,本文采用HDFS+MapReduce+HBase的分布式数据存储架构,利用数据编码压缩存储技术,实现了数据分布式存储管理和处理,并提出了一种多级索引存储管理技术以实现数据快速关联查询;开发了基于WebService的数据查询接口、海洋环境数据信息共享接口、决策支持数据服务接口、智能分析数据服务接口等应用接口。实验表明,对比传统技术架构,该平台在非结构化海洋数据的数据存储管理、数据处理和业务应用等方面具有一定优势。     

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。     

海上锚定抗冰环境监测平台技术研究

海上锚定环境监测平台是海洋环境长期定点立体实时观测的基本手段,是海洋环境监测的重要技术装置。它可以在无冰海域实现无人值守的全天候、全天时观测,不仅可以观测海面附近的环境参数,还可观测水下剖面环境参数。冬季海洋结冰区域的环境监测数据长期缺失,一定程度上影响了海洋观测和海上资料的连续性,给预警预报、科研生产、国防建设和海洋开发等人类活动带来重大影响。文中提出了困扰我国科研及预报等部门的冬季冰期海洋环境监测数据缺失的问题,通过对锚定抗冰平台工作载荷的理论分析和结构设计计算,可为具有抗冰能力的平台结构设计和锚泊系统设计提供依据,完成海上相对固定抗冰平台系统的样机研制,对实时获取海上冰期和非冰期连续现场数据,以及海上抗冰平台的产业化具有重要意义。     

海洋环境观测预报技术需求与“十三五”发展重点——以北海区为例

发展海洋环境观测预报技术是认识海洋、开发海洋的一项基础性工作,是发展海洋经济、开发海洋资源的必然要求,具有迫切的国家需求。我国提出了建设海洋强国的宏伟目标,在新的形势下如何进一步提升我国海洋环境观测预报技术水平及业务应用能力,满足海洋事业全面发展的迫切需求,值得我们深入思考和研究。以我国北海区为例,概述了我国海洋环境观测预报技术体系的发展现状,指出了面临的突出技术问题,据此提出了"十三五"期间我国海洋环境观测预报发展的重点,主要包括:数据考古、研发新型观测技术与装备、推动新型观测技术的业务应用、发展智能化的海洋观测数据管理技术、海洋环境组网观测、海洋环境预报精细化、加强国际合作、产学研用结合的业务化支撑体系建设等方面。     

海洋环境大数据系统建设研究进展

海洋环境大数据是诸多学科研究领域的基础,也是实施海洋强国战略和建设海洋强国奋斗目标的先决条件。文章从全球海洋环境观测计划及系统出发,探讨现阶段全球海洋环境大数据观测、国家数据库建设、数据质控方法以及数据应用现状,阐明了海洋环境大数据在国家发展中的重要性,客观地分析了目前海洋环境大数据发展在基础设施、数据处理及数据质控能力建设等方面面临的关键问题与挑战,以期为将来海洋环境大数据在多尺度、多学科、多行业的深入发展与深度融合提供可靠的资料与建议。     

天津大神堂海洋特别保护区监视监控系统建设

文章介绍了天津大神堂实施离岸监视监控的可行性和重要性,提出了离岸海洋环境下,海洋监视监控平台前端数据采集、无线数据传输、后端数据接收和处理等技术要求及设计原则,并对监视监控系统建设技术要点进行了分析,以期为我国海洋观测和监测台站建设提供参考。     

海洋环境适应性保障技术研究进展

原位观测是海洋环境观监测与安全保障的基础手段,对提升海洋环境时空变化规律的认识和数值预报水平起着至关重要的作用。但是实施基于原位观测的海洋环境保障措施存在覆盖范围有限、观测成本高昂,以及非常时期实施困难等问题。随着海洋强国战略的深入推进,未来国家海洋利益空间将不断拓展,海洋环境保障的立体性、复杂性、未知性将不断增强,这对系统化、信息化、智能化的海洋环境保障提出了更高要求。当前有效解决方案之一是通过实施环境适应性保障对有限的原位观测资源布局进行优化设计,最大化海洋环境观测网建设效益。本文系统介绍了美国海军在海洋环境适应性保障建设方面的成果与经验,通过海上试验展现了实施海洋环境适应性保障措施的必要性和优越性,随后梳理了高分辨率海洋水文环境数值模拟技术、海洋水文环境适应性观测敏感区诊断技术、无人移动平台协同组网观测技术及无人移动平台观测资料同化技术等海洋环境适应性保障建设涉及的关键技术及其发展现状,最后总结了我国在海洋环境适应性保障建设方面的研究进展。作为一项复杂的系统工程,海洋环境适应性保障将有助于颠覆传统海洋环境保障模式,牵引我国海洋环境保障装备发展,推动相关研究领域理论和技术进步,对我国海洋环境保障体系建设产生深远影响。     

海洋观测预报集成服务系统建设及其应用

近年来,随着社会经济的大力发展,海洋环境保护、海洋综合管理、滨海旅游和航运交通安全面临了巨大的压力。厦门海洋环境预报台根据厦门市海洋与渔业局应急指挥需求,开发了基于WebGIS的海洋观测预报集成服务系统,包含日常海洋预报发布、海洋灾害发布、实时数据显示及海洋功能区视频监视共享平台等功能区块,为海洋渔业部门的应急指挥工作提供了有力、有序、有效的技术支持。描述了海洋观测预报集成服务系统的建设及其应用,为海洋渔业部门的管理工作提供基础支撑。     

海洋观测数据管理系统的设计与实现

针对我国目前海洋环境监测工作对海洋观测数据从人工到计算机智能化管理的实际需求,设计开发了一套切实可行的海洋观测数据管理系统。系统利用先进的计算机软件技术和数据库管理技术,整合了现有的观测设备数据,实现了海洋观测数据的智能化管理,有效降低了海洋观测系统的管理成本,同时系统为海洋信息动态发布网站提供了更多的数据信息和资源。系统在国家海洋局闽东海洋环境监测中心站试运行半年,稳定可靠,综合效益明显。现场应用表明,该系统较好的完成了预期任务,具有较大的推广价值和应用前景。     

海洋大数据管理技术:架构、平台与存储策略

海洋大数据管理是数据共享利用、价值发挥的核心基础.大数据时代,海洋数据在数据量、时效性、数据类型等方面发生了翻天覆地的变化,传统海洋数据管理方式的不足之处日益凸显,亟待引进大数据管理技术理念和方式.本文通过分析梳理大数据生态架构和技术架构的优缺点和对海洋数据的适用性研究,提出了海洋大数据平台架构和海洋大数据资源池架构,...     

国际海洋观测技术发展趋势与中国深海台站建设实践

20世纪80年代以来,海洋观测呈现"多元化、立体化、实时化"的发展趋势,地区和国家的海洋观测系统在关键海域发挥着重要作用。随着技术的发展和理念的创新,区域海洋观测系统被广泛应用并得到不断完善。国际海洋观测台站如英国爱尔兰海区域、美国卡罗来纳州海区和加拿大维多利亚海底实验观测网的多元化观测系统(VENUS)都是值得借鉴的例子,他们把多元化、立体化的实时测量数据与海洋物理、生态和生物化学模式紧密结合起来,实现了海洋环境的可预报性。同时,美国、英德法等国和日本实施的一系列海底观测系统,使海洋观测更加完备化。在这种国际大背景下,我国积极推进的海洋观测研究网络工程中的第一个深海台站——西沙海洋观测研究站在2008年已经建设完成并投入运行,该台站实现了长时效的多参数海洋环境实时监控。西沙观测系统主要包括自动气象站、岛屿外缘坐底式海底和海底边界层观测子系统、生物捕获器、西沙上层海洋环境观测子系统和海洋光学监测子系统等。由于海洋环境结构复杂、工作环境恶劣以及资源缺乏等因素的影响,海洋观测一直是高风险的工作。最后希望通过比较国内外观测系统,中国海洋观测事业能够学习国外先进的思路和技术,自身取得更大进步。     

海洋环境数据三维可视化系统设计与实现

针对目前海洋环境数据可视化技术存在的问题,结合海洋环境要素特点和我国对海洋环境信息化建设的实际需求,设计并开发了海洋环境数据三维可视化系统,重点从海洋环境数据组织和管理、海洋环境数据可视化表达、海洋环境数据查询分析、三维场景交互与视图控制四个方面入手,实现海洋多源信息的集成与可视化共享,为智慧海洋管理提供深入的信息集成、分析与可视化服务。     

面向对象的海洋地质调查数据服务平台实现

针对现有海洋地质调查数据的应用需求,采用面向对象技术和分布式技术,借鉴Epicentre数据模型提出了以面向对象数据模型作为统一数据模型的海洋地质调查数据服务平台。介绍了平台的体系架构及其所采用的关键技术,并对平台进行设计开发,初步实现了海洋地质调查数据的集成共享,为海洋地质调查数据服务系统建设提供了支持。     

基于模型驱动的海洋环境数据平台研究与应用

设计了基于模型驱动架构的海洋环境数据平台,论述了其数据模型设计和功能设计,开发了基于Web Services平台原型系统。该平台以数据对象模型为核心,实现了海洋环境数据与用户业务逻辑的松散耦合,解决了传统数据库设计模式在面对具有时空动态变化特性的海洋环境数据存储与管理时出现的效率低、扩展性和通用性不足等问题,提高了海洋数据管理效率和共享服务能力。     

海洋站自动观测设备智能监控报警系统设计

海洋环境观测数据是加强海洋行政管理、海洋环境保护和海洋防灾减灾能力建设的基础和重要技术保证,海洋环境观测数据的质量和时效在海洋灾害预警、防灾减灾中有着举足轻重的作用。保证观测数据的连续准确,不仅需要观测人员高度负责,而且还应配备稳定可靠、质量可行的观测设备和传送畅通的通信线路。随着海洋环境观测任务的增加和海洋观测自动化水平的提高,在观测设备运行中及时、准确地发现故障和查找问题亟须建立一套质量可靠、实时报警的监控系统。文章结合多年海洋站工作经验以及小麦岛海洋环境监测站实际情况,基于构建故障报警和监控系统在海洋站自动化观测系统中的作用,提出海洋站观测设备智能监控报警系统的设计构想,并对系统组成和系统应具备的功能进行论述。     

基于SOA的海洋环境观测集成系统框架研究

针对海洋环境观测集成系统面临的分布式异构环境下的动态集成、计算密集与数据密集等问题,结合"十五""十一五"海洋"863"计划的成果,文章引入面向服务的软件体系结构(SOA)的设计理念,提出了一种基于面向服务架构的分布式开发集成系统框架。整个框架主要由基础平台、数据层、组件层、服务层和应用层等组成。各层内部采用面向对象的方法进行设计,各层相对独立,层间的耦合性比较小,服务层包含了所有分布式子系统的服务抽象和封装,以服务的方式供应用层使用,开放性好、可重用性强,开发效率高。采用该框架的系统可以在分布式环境中应用,解决了海洋环境观测集成系统分布式异构环境的动态集成,同时系统的一些子模块可以高效地加以复用、修改,以满足不断增加的应用需求。     

东海区海洋观测预报减灾信息共享技术研究及框架设计

通过研究设计东海区共享网络、海区观测预报专题地图以及观测数据及预报产品共享工作流程,旨在搭建一套集观测预报数据共享、预报制作共享及平台服务共享于一体的东海区海洋观测预报减灾信息共享平台框架。该平台主要利用数据库及中间件技术实现东海区海洋观测资料及预报产品共享,并通过设计风暴潮预报制作系统,以及计算资源整合方案,实现预报业务的工作模式及资源共享,使预报资源效能发挥最大化;最终基于Web GIS建立一套信息展示共享平台,向共享网络内的专业用户及决策部门发布专题地图、观测数据、预报产品及减灾信息。通过以上研究工作,最终将实现观测预报数据共享--预报制作共享--平台服务共享的一体化、自动化业务流程。     

海洋观测资料共享服务平台设计与实现

所述的海洋观测资料共享服务平台在海洋信息化建设前期成果的基础上,充分加载、共享了业务化海洋观测获取的数据资源,提出一种基于云平台的海量小文件存储模型,设计相关流程并实现了海量小文件的即时监测转发,同时也实现了多种形式的数据可视化服务以及数据的快速检索、浏览和打包下载等功能。平台目前已在国家海洋信息通信专网部署运行,为沿海各省区市的海洋数据管理机构和相关国家业务中心提供服务。