地理信息系統(tǒng)及其在海洋科學(xué)中的應(yīng)用

謝敬謙

（國(guó)家海洋局南海調(diào)查技術(shù)中心,廣東廣州,510380）

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地理信息系統(tǒng)及其在海洋科學(xué)中的應(yīng)用

謝敬謙

（國(guó)家海洋局南海調(diào)查技術(shù)中心,廣東廣州,510380）

摘要：地理信息系統(tǒng)是處理地理信息的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GIS，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于采集、存儲(chǔ)、管理、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。具有地圖處理、數(shù)據(jù)庫(kù)和空間分析這三大功能，可以根據(jù)現(xiàn)有情況預(yù)測(cè)火情，也可以準(zhǔn)確尋找魚(yú)群，可以使短期內(nèi)捕魚(yú)量增長(zhǎng)，但不能持續(xù)增加，很多漁民已經(jīng)開(kāi)始利用該項(xiàng)技術(shù)。本文主要分析了地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)地理信息系統(tǒng)在海洋科學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；海洋科學(xué)；應(yīng)用

0　引言

地理信息系統(tǒng)有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。近年來(lái)，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展受到了大多數(shù)人們的關(guān)注，在這個(gè)計(jì)算機(jī)信息時(shí)代，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展也在海洋科學(xué)領(lǐng)域中涉及到了。隨道計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和空間技術(shù)的發(fā)展, 地理信息系統(tǒng)已經(jīng)超出了“地理學(xué)” 的應(yīng)用范疇, 而應(yīng)用于整個(gè)空間信息的處理領(lǐng)域。

1　地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1數(shù)據(jù)組織融合方面

目前推動(dòng)地理信息資源向社會(huì)開(kāi)放，推進(jìn)自動(dòng)駕駛地圖保密處理技術(shù)與公開(kāi)使用政策研究。同時(shí)，加快建設(shè)天地圖戰(zhàn)略性信息平臺(tái)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。地理信息作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和流量入口，在各種“互聯(lián)網(wǎng)+”領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，受到政府重點(diǎn)扶持，并得到科技巨頭們的爭(zhēng)奪。建新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系，全面提升測(cè)繪地理信息服務(wù)能力。預(yù)計(jì)在今后的十幾年，地理信息系統(tǒng)將形成信息化測(cè)繪體系，全面建成數(shù)字地理空間框架，基本形成新型基礎(chǔ)測(cè)繪、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)和應(yīng)急測(cè)繪為核心的完整測(cè)繪地理信息服務(wù)鏈條。

1.2地理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展

地理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)量非常大，而且數(shù)據(jù)大都分散在政府、私人機(jī)構(gòu)、公司的各個(gè)部門(mén)，數(shù)據(jù)的管理與使用就變得非常復(fù)雜，但這些空間數(shù)據(jù)又具有極大的科學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家都比較重視空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建立工作，許多研究機(jī)構(gòu)和政府部門(mén)都參與到空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建立的研究工作。并且地理信息系統(tǒng)在商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場(chǎng)潛力。例如大型商場(chǎng)的建立如果不考慮其他商場(chǎng)的分布、待建區(qū)周?chē)用駞^(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的市場(chǎng)和服務(wù)面。有時(shí)甚至商場(chǎng)銷(xiāo)售的品種和市場(chǎng)定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年 齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來(lái)考慮。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)功能可以解決這些問(wèn)題。

1.3地理信息系統(tǒng)的資源管理

地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)域發(fā)展，可以良好的解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場(chǎng))分布、分級(jí)、統(tǒng)計(jì)、制圖等問(wèn)題。主要回答“定位”和“模式”兩類問(wèn)題。并且它在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國(guó)范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問(wèn)題。地理信息系統(tǒng)在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

2　地理信息系統(tǒng)在海洋科學(xué)中的應(yīng)用

2.1水下地形模擬

水下地形模擬主要是依據(jù)水位深淺顯示圖表或探測(cè)深度數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)處理分析系統(tǒng)將水下地形的狀況清楚直觀地顯示出來(lái)，無(wú)論是平面的還是立體的，三維的還是多角度的。海洋是世界萬(wàn)物生存之源，是人類賴以生存的寶貴財(cái)富。過(guò)去我們認(rèn)為海洋海底深不可測(cè)，充滿著神秘的氣息。但隨著科技的不斷發(fā)展，不僅研究開(kāi)發(fā)出水下深度探測(cè)儀器，還結(jié)合信息數(shù)字系統(tǒng)(如海道信息系統(tǒng))將海洋的各個(gè)特性顯示出來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)已在澳大利亞完美運(yùn)用，而我國(guó)尚且處在低級(jí)摸索的階段。在二十世紀(jì)后

期,據(jù)資料顯示，我國(guó)有一批資源環(huán)境研究人員通過(guò)計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和地理信息系統(tǒng)助力下，在黃河三角洲地區(qū)進(jìn)行了水下地形摸擬試驗(yàn)勘測(cè),取得了豐碩的研究成果。九十年代后期,南京大學(xué)某一國(guó)家試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)并結(jié)合數(shù)學(xué)模型等其他方法,證明了三亞港擴(kuò)建萬(wàn)噸級(jí)碼頭的想法不是夢(mèng)，之后就有了現(xiàn)在面向港口建設(shè)的地理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功地模擬了三亞港水下地形的立體概貌, 并對(duì)海洋納潮量、工程土方等要素進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算，使水下的樣子生動(dòng)直觀的呈現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)對(duì)水下地形的模擬，使各大港口海洋海岸的進(jìn)出口貿(mào)易往來(lái)降低一點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，利于漁業(yè)的發(fā)展。

2.2海洋漁業(yè)資源勘查和海岸帶污染檢測(cè)

海洋資源主要包括海洋生物資源、海底油氣資源、深海礦產(chǎn)資源、海洋空間資源。海洋中充滿著豐富的資源，是大自然饋贈(zèng)給人類的寶貴財(cái)富。以海洋為中心衍生了海洋制鹽業(yè)、海洋增養(yǎng)殖業(yè)、石油開(kāi)采業(yè)、海洋旅游業(yè)等多種新興產(chǎn)業(yè)。其中海洋漁業(yè)的資源勘查就是運(yùn)用了地理信息系統(tǒng)這一技術(shù)。借助水下水形水質(zhì)的勘測(cè)和遙感技術(shù)等地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用，對(duì)海洋地形地貌和漁場(chǎng)的分布都有了大致的了解，對(duì)漁業(yè)漁場(chǎng)的開(kāi)采提供了科學(xué)依據(jù)。對(duì)海岸帶是海洋系統(tǒng)與陸地系統(tǒng)相連接，復(fù)合與交叉的地理單元，既是地球表面最為活躍的自然區(qū)域，也是資源與環(huán)境條件最為優(yōu)越的區(qū)域，與人類的生存與發(fā)展的關(guān)系最為密切。隨著人口的大量增加和城市化進(jìn)程的不斷加快，海岸帶正面臨著全球氣候變化、海平面上升、區(qū)域生態(tài)環(huán)境破壞、生物多樣性減少、污染加重、漁業(yè)資源退化等巨大壓力，嚴(yán)重影響了海岸帶的可持續(xù)發(fā)展。利用地理信息系統(tǒng)可以對(duì)海洋海岸一帶的污染狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)，為研究污染物對(duì)海洋生物及環(huán)境的影響提供有效的依據(jù)，并能針對(duì)其產(chǎn)生的后果及時(shí)準(zhǔn)確采取有效措施。

3　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)的了解及其以上對(duì)地理信息系統(tǒng)在海洋科學(xué)中的應(yīng)用的分析，可以得知地理信息系統(tǒng)對(duì)海洋科學(xué)研究領(lǐng)域和人類生活的重要性不可小覷。地理信息系統(tǒng)的技術(shù)迎來(lái)革新?lián)Q代的時(shí)代絕不是沒(méi)有，相信隨著社會(huì)科學(xué)的進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)將會(huì)被越來(lái)越多的人熟知，成為人們生活的依賴的一部分。海洋科學(xué)的考究不能中斷，海洋神秘的面紗和未知的領(lǐng)域永遠(yuǎn)都值得人類追隨和思考。我們期待地理信息理論會(huì)越來(lái)越完善，越來(lái)越多的地理測(cè)繪工作者、海洋科學(xué)工作者能保持上下求索的科學(xué)態(tài)度，積極投入到科學(xué)工作當(dāng)中來(lái)，使地理信息系統(tǒng)更加完善，更有效的為人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張則飛.海洋地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)研究[J].城市建設(shè)理論研究, 2014，(11)：125-127.

[2]邵宇賓,李國(guó)勝.遙感與地理信息系統(tǒng)在海洋初級(jí)生產(chǎn)力研究中的應(yīng)用[J].地理學(xué)報(bào), 1995,地理學(xué)報(bào), 2015, (S1):119-125.

[3]崔松雪,劉艷艷,陳戈.數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)在海洋大氣地理信息系統(tǒng)平臺(tái)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2014，(S1):455-458.

Geographic information system and its application in Marine Science

Xie Jingqian
(State Oceanic Administration South China Sea survey technology center Guangzhou Guangdong,510380)

Abstract：Geographic information system (GIS) is dealing with geographic information system,GIS,including spatial data,graphics data,remote sensing image data and attribute data, used for the collection,storage, management,processing,retrieval,analysis and expression of geospatial data in the computer system is the general technique of the massive geographic data analysis. Map has processing,database and spatial analysis of the three functions,can according to the existing situation prediction of fire,can accurately find the fish, can make short-term fishing volume growth, but can not continue to increase,many fishermen has begun to use the technology.This paper mainly analyzes the development trend of geographic information system, and makes a brief exposition of the application of GIS in marine science.

Keywords：geographic information system;marine science; application