面向智慧海洋的海洋信息管理服務平臺設計與實現

張皓

摘? ?要：目前，我國海洋信息化管理建設正處在轉型之中，由數字化建設轉向智慧海洋建設，而智慧海洋就是從整體和全面的角度理解、分析海洋數據，從而提供給海洋管理智慧交互服務。由于海洋數據具有歸屬復雜、數據格式多樣化以及跨領域多學科交互的特點，對海洋數據收集、整理、分析就尤為復雜。為了解決上述問題，本文分析和設計了基于GIS技術的海洋信息管理服務平臺，可以實現“感知理解，智慧交互”的對海洋數據進行收集、分析和整理，繼而提升海洋數據信息管理的效率。

關鍵詞：智慧海洋? GIS? 信息管理? 海洋環境分析? 安全管理

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0133-0

隨著物聯網技術的快速發展，目前我國海洋信息化管理建設正處在轉型當中，由數字化建設轉向智慧海洋建設，而智慧海洋就是從整體和全面的角度理解、分析海洋數據，從而提供了海洋管理智慧交互服務。由于海洋數據具有歸屬復雜、數據格式多樣化以及跨領域多學科交互的特點，對海洋數據收集、整理、分析就尤為復雜。本文通過基于物聯網的海洋信息管理服務平臺的設計與實現，使得海洋數據資源檢索能夠實現“感知理解，智慧交互”的目標，進而提升海洋數據資源的利用率，更深層次挖掘相關數據的價值。

1? 系統建設目標

海洋信息管理服務平臺的總體目標是：立足為海洋與漁業經濟建設服務、為海洋與漁業管理服務、為政府決策服務，在“統籌規劃、分步實施;統一平臺、資源共享;有限目標、面向服務;統一管理、安全保密;著眼業務化和實際應用”，以海洋與漁業信息基礎平臺建設為核心，以海洋與漁業專題信息應用系統建設為主體，建成集海洋與漁業信息采集、信息傳輸交換、海洋與漁業綜合管理、執法與監管、行政審批、輔助決策支持與公眾信息服務一體化，全市海洋系統上下貫通、左右聯接、運轉協調、便捷高效的比較完整的海洋與漁業信息化體系，最大程度地發揮海洋與漁業信息資源在社會和經濟發展中的作用，使海洋與漁業信息化水平和能力滿足我市海洋經濟日益快速發展的需求。

2? 功能需求

基于GIS 的海洋信息管理服務平臺主要實現在線管理監測信息，預警信息的分析、查詢與發布等。根據漁船安全管理以及海水環境監測預警的實際需求，本基于 GIS 的海洋信息管理服務平臺的設計主要需要實現以下幾個方面的目標：

（1）作為海洋信息管理服務平臺，首先應該要具備對海洋環境各個要素的監測、數據持久化、檢索以及動態同步等功能。

（2）需要對海洋海面、流、聲、密、鹽、高溫等動態變化的海洋要素進行繪制，以此來對海洋物理環境的未來、現狀和歷史進行表達和分析。

（3）對海嘯、臺風等自然災害進行監測的功能，并能及時生成預警信息，為漁船的安全提供保障。

（4）本海洋信息管理服務平臺應該要具有比較好的可操作性，讓受眾能夠以友好的方式與系統進行交互。

3? 架構設計

海洋信息管理服務平臺應用系統則主要采用B/S 結構，并且還結合了一些輕量級的開發框架，例如：Struts2、My Batis等框架。作為數據抽象與操作層的框架，與 Hibernate框架相比，它更為輕量級，同時能減少開發人員的工作量，減少數據庫操作的風險，此外，Mbytes框架的另一個優勢特點是具有讓程序員編能寫出優質的DML語句。該框架的主要概念就是將系統結構分成：數據服務層、表示層、業務邏輯層三個部分。讓Mbytes框架只負責數據服務層，不僅可以提高系統的運行效率，而且還可以將SQL語句與代碼分開，減少了混亂，確保了系統的穩定性。系統結構的三層結構如圖 1 所示。

表示層獲取用戶輸入和后端數據展示分別采用的是Struts2 框架和 JSP 頁面。業務邏輯層和表示層之間的相連通過 Struts2 標簽中的 Action 類來實現。而數據層則是采用 Mbyatis 框架來實現的，該框架可以實現采用結構化的XML 文件與之匹配，還可以起到 SQL 映射的作用，這樣可以加快系統開發的效率和提高系統的質量。應用業務層的內容功能包括：GIS處理、系統管理、數據管理、海洋環境分析、漁船安全管理等功能。

4? 系統實現

4.1 系統開發運行環境

本文選用My Eclipse作為海洋信息管理服務平臺的開發平臺，My Eclipse的功能非常強大，對各種腳本具有很好的兼容性，同時也是專注于J2EE方面的IDE開發工具，My Eclipse所具有的這些特性使其成為了現在應用最為普及的軟件開發平臺。本文主要結合Arc GIS Engine對J2EE 技術框架 環境下ArcGIS Engine的開發技術進行研究。

4.2 GIS處理模塊實現

（1）地圖顯示：地圖顯示功能子模塊主要包括前端和后端兩個部分，其中后端功能主要是實現根據空間數據庫中的地圖數據對地圖進行切塊，形成一個個地圖切塊;前端部分則主要實現將后端返回的多個地圖切塊組合起來形成完整的地圖。（2）地圖平移：地圖平移子功能模塊主要實現對地圖的上下、左右等方向的移動。（3）地圖縮放：地圖縮放功能子模塊主要實現對地圖的縮放功能，對地圖的碩放也主要包括四種方式，分別為鼠標滾輪前后滾動縮放、點擊縮放工具條縮放、點擊滑動縮放條相應位置進行縮放以及拉動滑動縮放條縮放。（4）地圖測量標注：地圖測量標注子模塊主要實現在地圖上標注一個點的功能，地圖測量標注功能子模塊的輸出界面如圖2所示。

4.3 系統管理模塊實現

用戶管理功能模塊主要實現管理員對用戶信息的添加、刪除、查詢、修改等功能。用戶信息的查詢功能實現主要是管理員在用戶信息輸入搜索框內輸入條件信息，按照的輸入條件對用戶信息進行查詢。用戶信息的刪除功能可以實現對單個用戶的刪除，也可以實現同時刪除多個用戶。

4.4 數據管理模塊實現

數據管理模塊的功能主要是實現對水流速剖面儀數據、溫鹽深儀數據、風速風向數據以及溫濕度數據等進行管理和查詢的功能，主要通過圖表結合的方式來對這些數據進行展示，并可以通過時間點信息來對這些數據進行查詢。

4.5 海洋環境分析模塊實現

海洋環境統計分析模塊只要通過以預報數據、實況、再分析，結合剖面圖、單點曲線、等值線/面的形式，描繪出海洋海面高、流、聲、鹽、溫、密等海洋要素的動態變化，試圖對海洋物理環境的未來、歷史和現狀作更深入的了解。

用戶首先通過對該環境常規統計，進行再分析、接著是通過海洋環境實況和預報等模塊，層深和可視化表達方式、時間、要素以及設置區域等參數，然后描繪出相應的圖形。

4.6 漁船安全管理模塊實現

本系統需要根據各個水文氣象觀測站點的數據，并結合國家關于氣象災害的相關規定，站點的要素的預警值超過其預警值時，在前臺以色彩突出的形式進行顯示。系統管理員可以根據災害預警信息制定相應的對策，預防或降低災害的影響。預警信息發布生成界面如圖3所示。

漁船監控與查找定位功能：實時顯示漁船定位信息，并根據預警信息，對受影響范圍內的漁船進行查詢、篩選、顯示。

5? 結語

本系統主要由GIS處理、系統管理、數據管理、海洋環境分析、漁船安全管理等功能模塊組成，意在建立全面、規范、合理、通用的海洋信息基礎資料數據庫及海洋信息監測及發布的應用軟件，改善海洋信息的管理手段，縮減海洋信息管理的時間，提升管理水平。

參考文獻

[1] 劉會芳，余潔，徐凌宇，等.海洋信息云服務平臺資源管理體系架構研究[J].計算機技術與發展，2016（2）：7-11.

[2] 孫浩.智慧海洋搜索引擎的分析與設計[D].天津大學， 2014.

[3] 何世鈞.基于物聯網的海洋環境監測系統的研究[J].傳感器與微系統，2011，30（3）：13-15.