國家海洋公園生態(tài)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺信息系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

劉雙印,巫建偉,莊海東,劉曉東,滿旺

(1.廈門藍(lán)海天信息技術(shù)有限公司 廈門 361008;2.自然資源部第三海洋研究所 廈門 361005;3.廈門理工學(xué)院空間信息技術(shù)研究所 廈門 361024)

0 引言

國家海洋公園是指為保護(hù)海洋生態(tài)與歷史文化價值,發(fā)揮其生態(tài)旅游功能,在特殊的海洋生態(tài)景觀、歷史文化遺跡、獨(dú)特地質(zhì)地貌景觀及其周邊海域劃定的海洋特別保護(hù)區(qū)。國家海洋公園與一般的公園不同,屬于海洋特別保護(hù)區(qū)的一種類型,同時具有海洋特別保護(hù)區(qū)和公園的特征,其目的是建立海洋生態(tài)保護(hù)與海洋旅游開發(fā)相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展模式,在保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境的同時,合理發(fā)揮特定海域的生態(tài)旅游功能,實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)社會效益的雙贏。

近年來,我國國家海洋公園建設(shè)和管理取得積極進(jìn)展,國家海洋公園數(shù)量和面積增長迅速。截至2016年年底,我國已批準(zhǔn)建立49個國家海洋公園[1]。初步形成了包含特殊地理條件保護(hù)區(qū)、海洋生態(tài)保護(hù)區(qū)、海洋資源保護(hù)區(qū)和國家海洋公園等多種類型的海洋特別保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)體系[2]。

盡管我國的國家海洋公園在近幾年取得了跨越式的發(fā)展,但是目前我國的國家海洋公園仍存在重實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價值,輕生態(tài)修復(fù)、環(huán)境整治、公園保護(hù)以及公眾宣傳等。因此常常導(dǎo)致公園成立后對當(dāng)?shù)鼐用裼绊懶?生態(tài)及社會效益發(fā)揮不明顯等情況。

為了更好地增強(qiáng)對國家海洋公園環(huán)境與生態(tài)狀況的了解,提高海洋環(huán)境的管理水平,為海洋環(huán)境與生態(tài)保護(hù)及應(yīng)對環(huán)境災(zāi)害事故提供參考和技術(shù)支持。同時向民眾普及海洋環(huán)境保護(hù)知識,提高海洋環(huán)境意識,更好地保護(hù)國家海洋公園環(huán)境與生態(tài)。本研究探索建立國家海洋公園生態(tài)管理決策支撐信息管理系統(tǒng),重點(diǎn)探討國家海洋公園生態(tài)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺信息系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方法。

1 研究現(xiàn)狀

海洋保護(hù)區(qū)因具有特殊的地理條件、生態(tài)系統(tǒng)、生物與非生物條件及其在海洋生態(tài)保護(hù)方面的重要作用,很早就受到廣泛重視并進(jìn)行了大量研究。

2001年張華國等[3]通過對海洋自然保護(hù)區(qū)的特點(diǎn)和系統(tǒng)概念模型的分析研究,針對海洋保護(hù)區(qū)的空間決策分析與生態(tài)環(huán)境評價提出了海洋自然保護(hù)區(qū)地理信息系統(tǒng)(MNRGIS),并對其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行了初步的探討,同時對系統(tǒng)在建設(shè)過程中會碰到的問題進(jìn)行了說明并提出解決方案。

山東科技大學(xué)的劉冰等[4]借助遙感影像技術(shù)解決海洋特別保護(hù)區(qū)因所處位置較偏僻、數(shù)據(jù)難以獲取的問題,提高了保護(hù)區(qū)的數(shù)據(jù)獲取的便捷性,增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)性及可靠性;相詩堯[5]利用地理信息技術(shù)通過多源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對海洋特別保護(hù)區(qū)的全方位的信息刻畫,為海洋特別保護(hù)區(qū)的維護(hù)、管理和展示提供技術(shù)便利。

喬延龍等[6]以天津大神堂海洋特別保護(hù)區(qū)為試點(diǎn),構(gòu)建了包含監(jiān)測平臺、無線傳輸和岸基監(jiān)控中心的監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對海洋特別保護(hù)區(qū)的實(shí)時視頻圖像、生態(tài)環(huán)境、防災(zāi)減災(zāi)的監(jiān)視監(jiān)控,為海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展等提供助力。趙晴晴[7]則借助分析評價體系的構(gòu)建及其模型的實(shí)現(xiàn)對海洋保護(hù)區(qū)的水質(zhì)、沉積物、生物多樣性等進(jìn)行分析評價。

海洋公園是海洋保護(hù)區(qū)的一種類型,因?yàn)樘岢鰰r間較晚,研究的單位及其成果相對較少。

江蘇省連云港市海域使用保護(hù)動態(tài)管理中心經(jīng)過連云港海州灣國家公園的數(shù)據(jù)化管理過程,針對目前海洋公園管理過程中出現(xiàn)的問題提出通過硬件、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)對海洋公園的管理升級與優(yōu)化[8]。

國內(nèi)針對海洋保護(hù)區(qū)與海洋公園的信息系統(tǒng)建設(shè)多集中于政府信息管理、模型分析以及應(yīng)用決策方面,針對管理執(zhí)行、項目研究及其公眾科普的信息系統(tǒng)則相對較少,本研究以這三者為主要服務(wù)對象來構(gòu)建服務(wù)系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)構(gòu)建目標(biāo)與主要內(nèi)容

通過構(gòu)建國家海洋公園生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理信息共享與在線互動系統(tǒng),一方面為海洋管理機(jī)構(gòu)、項目研究機(jī)構(gòu)以及公眾之間提供合作交流的技術(shù)平臺,通過廣泛收集公眾的意見和建議,提升公園的能力建設(shè)和綜合管理服務(wù)水平,提高國家海洋公園的知名度和展示度,創(chuàng)造社會效益;另一方面作為國家海洋公園的綜合展示窗口,發(fā)揮示范帶動效應(yīng),提高國際影響力。

系統(tǒng)構(gòu)建涉及的主要工作內(nèi)容包括以下幾方面。

(1)進(jìn)行各國家海洋公園網(wǎng)絡(luò)成員基本信息、生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)信息整合,實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)獲取接口,構(gòu)建國家海洋公園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),研究并形成各個合作公園都能解讀的數(shù)據(jù)服務(wù)接口。

(2)依托生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)的全面分析與信息提取,研發(fā)國家海洋公園生態(tài)環(huán)境信息展示與生態(tài)評估可視化交互環(huán)境,為海洋功能生態(tài)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供智能、高效在線交流協(xié)作環(huán)境。

(3)形成國家海洋公園合作方合作交流、信息共享、經(jīng)驗(yàn)共享、管理決策的互動平臺,實(shí)時展示國家海洋公園的環(huán)境與工作動態(tài),發(fā)布項目工作進(jìn)展以及合作成果,促進(jìn)合作方交流。

(4)搭配以各國家海洋公園網(wǎng)絡(luò)成員生態(tài)旅游推廣、旅游移動定位服務(wù)、國家海洋公園生態(tài)保護(hù)宣傳公眾服務(wù)為主導(dǎo)功能的移動終端App軟件應(yīng)用的研發(fā),形成海洋生態(tài)保護(hù)、國家海洋公園網(wǎng)絡(luò)推廣在線宣傳窗口。

3 需求分析

3.1 用戶角色分析

面向系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求及系統(tǒng)管理需求,可將系統(tǒng)用戶劃分為3種用戶角色。

(1)系統(tǒng)管理員。具有系統(tǒng)最大的管理權(quán)限,擁有系統(tǒng)全局管理權(quán)限。權(quán)限內(nèi)容為系統(tǒng)內(nèi)所有用戶管理與用戶權(quán)限管理。

(2)公園管理員。國家海洋公園網(wǎng)絡(luò)合作方成員,通過系統(tǒng)進(jìn)行國家海洋公園數(shù)據(jù)信息共享、管理經(jīng)驗(yàn)共享,展示國家海洋公園的環(huán)境與工作動態(tài),發(fā)布項目工作進(jìn)展以及合作成果。權(quán)限內(nèi)容為:具備各國家海洋公園的瀏覽權(quán)限;具備所轄示范區(qū)國家海洋公園的數(shù)據(jù)的全部管理功能;具備所轄示范區(qū)國家海洋公園基本信息、管理情況進(jìn)行維護(hù)權(quán)限,包括公園介紹、保護(hù)目標(biāo)、功能區(qū)劃、管理條例、環(huán)保宣傳、科研活動、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)旅游,轄區(qū)生態(tài)環(huán)境、生物資源等內(nèi)容進(jìn)行編輯管理,更新新聞公告信息等。

(3)公眾。接受示范區(qū)生態(tài)旅游推廣和國家海洋公園生態(tài)保護(hù)宣傳的公眾,并通過系統(tǒng)進(jìn)行旅游體驗(yàn)分享。系統(tǒng)旅游方面的業(yè)務(wù)功能區(qū)別于傳統(tǒng)的旅游網(wǎng)站,主要功能集中于為公眾提供各國家海洋公園基本信息、基礎(chǔ)設(shè)施情況,吸引用戶的重點(diǎn)在于生態(tài)環(huán)境保護(hù)宣傳、生物生態(tài)知識科普。權(quán)限內(nèi)容為:國家海洋公園基本信息的瀏覽;海洋生態(tài)環(huán)境、生物資源科普及熱點(diǎn)信息瀏覽;公園多媒體熱點(diǎn)信息瀏覽與分享,具體體現(xiàn)為旅游現(xiàn)場多媒體信息分享,如,發(fā)布照片、視頻及文字描述等。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容

依據(jù)項目調(diào)查進(jìn)展情況以及數(shù)據(jù)收集情況,系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)形式包括以下幾種類別。

(1)表格數(shù)據(jù)。包括國家海洋公園現(xiàn)場調(diào)查與歷史收集整理數(shù)據(jù)等。

(2)矢量數(shù)據(jù)。包括國家海洋公園功能區(qū)劃數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、園區(qū)各種調(diào)查與要素數(shù)據(jù)等。

(3)柵格數(shù)據(jù)。遙感影像、無人機(jī)航測影像等。

(4)基礎(chǔ)環(huán)境場數(shù)據(jù)。區(qū)域風(fēng)流場、葉綠素開源數(shù)據(jù)等。

(5)多媒體展示數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場采集圖像、視頻素材等。

(6)360全景數(shù)據(jù)。現(xiàn)場采集360全景素材。

(7)三維場景數(shù)據(jù)。包括無人機(jī)傾斜攝影三維建模與地物獨(dú)立建模數(shù)據(jù)。

3.3 系統(tǒng)展示框架

依據(jù)系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)需要,同時根據(jù)系統(tǒng)需要展示信息及數(shù)據(jù)內(nèi)容的獲取區(qū)域范圍特征,將系統(tǒng)在界面展示層次上劃分為以下幾個部分。

(1)大尺度。由于項目各示范區(qū)分布在國家沿海省、市、自治區(qū),使用單位包括省、市、自治區(qū)、縣等地區(qū)的公園管理單位及公眾用戶,因此系統(tǒng)主頁面定位在全國的大尺度范圍,該尺度除了反映各示范區(qū)具體位置之外,也可以在大尺度范圍內(nèi)展示實(shí)時的全國海洋環(huán)境背景場數(shù)據(jù),包括風(fēng)場、流場、葉綠素場等。同時,基于系統(tǒng)設(shè)定的針對各示范區(qū)的生態(tài)環(huán)境評估與國家海洋公園管理評估模型,可以在該層次上展示各種評估結(jié)果。

(2)中尺度。該尺度為國家海洋公園現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)信息、國家海洋公園管理情況的主要展示層。具體尺度范圍為各國家海洋公園的區(qū)域范圍,在該尺度上可以以空間分布的形式展示各種帶有空間信息的數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果,同時可以將用戶興趣范圍聚焦于國家海洋公園區(qū)域范圍。

(3)小尺度。經(jīng)過無人機(jī)傾斜攝影測量以及獨(dú)立建模的國家海洋公園標(biāo)志性地物的三維場景,需要在更小的尺度上才能體現(xiàn)樣式,因此該尺度是在中尺度范圍基礎(chǔ)上的更小尺度展示,用戶可以對國家海洋公園的局部區(qū)域進(jìn)行瀏覽,除了高分辨率遙感影像可以具有更好的展現(xiàn)效果外,360全景素材也能更好地結(jié)合具體位置場景進(jìn)行展現(xiàn)。

(4)移動終端App。移動終端App的功能設(shè)計主要定位為國家海洋公園基本信息的瀏覽、生態(tài)環(huán)境保護(hù)宣傳以及用戶交流操作(熱點(diǎn)場景多媒體信息分享、國家海洋公園管理相關(guān)問卷調(diào)查),系統(tǒng)的部分展示內(nèi)容將集成為移動終端App向公眾發(fā)布。

4 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

依據(jù)系統(tǒng)構(gòu)建目標(biāo),國家海洋公園生態(tài)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。從總體上看,建設(shè)一個以計算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)通信平臺為依托,以政策、法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、信息化機(jī)構(gòu)以及安全體系為保障的實(shí)驗(yàn)室資源管理信息系統(tǒng),在良好的支撐環(huán)境下,為實(shí)驗(yàn)室資源的專業(yè)化管理提供服務(wù)。以“架構(gòu)統(tǒng)一、體系開放、分級考慮、體現(xiàn)個性”的設(shè)計思想,在充分保證系統(tǒng)所要求的各種屬性不變的前提下,采用組件化設(shè)計。整體框架包括基礎(chǔ)設(shè)施層、軟件平臺、數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)集成層、應(yīng)用層和用戶層等不同的層次。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)設(shè)施與軟件平臺層,包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟硬件設(shè)施等基礎(chǔ)設(shè)施,進(jìn)一步保障系統(tǒng)順利運(yùn)行。其中基礎(chǔ)設(shè)施層包括PC終端、服務(wù)器、交換機(jī)等硬件設(shè)施,軟件平臺包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)、ETL數(shù)據(jù)集成工具、報表工具等軟件環(huán)境。

數(shù)據(jù)層包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、水文氣象數(shù)據(jù)庫、社會經(jīng)濟(jì)人物數(shù)據(jù)庫、敏感信息數(shù)據(jù)庫、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫和生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)集成層在整個框架中具有承上啟下的作用,通過對集成預(yù)制管理、任務(wù)調(diào)度和監(jiān)控、抽取/加工引擎、數(shù)據(jù)質(zhì)控管理實(shí)現(xiàn)對信息資源的統(tǒng)一集中管理,并通過數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)共享等為上層綜合應(yīng)用系統(tǒng)獲取所需的數(shù)據(jù)資源提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)支撐服務(wù)。

綜合應(yīng)用層主要包括了國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)展示子系統(tǒng)和國家海洋公園生態(tài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)App。

用戶層指應(yīng)用系統(tǒng)的直接用戶,分為管理人員、維護(hù)人員、領(lǐng)導(dǎo)層、相關(guān)涉海單位和業(yè)務(wù)人員5個類型。

根據(jù)系統(tǒng)需求的理解,并參考相關(guān)平臺等系統(tǒng)的技術(shù)路線,系統(tǒng)采用模塊化、組件化、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計開發(fā)模式,基于SOA的組件化開發(fā)框架,基于J2EE的技術(shù)架構(gòu),以及采用Oracle數(shù)據(jù)庫。

5 功能模塊設(shè)計

依據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能需要與系統(tǒng)用戶角色情況,系統(tǒng)功能劃分為四大模塊。其中,區(qū)域調(diào)查數(shù)據(jù)管理與展示模塊,主要功能為調(diào)查數(shù)據(jù)均在中尺度GIS展示、分布情況面數(shù)據(jù)、公眾科普熱點(diǎn)數(shù)據(jù)提供App展示;國家海洋公園管理與展示模塊主要包括國家海洋公園基本信息管理、功能區(qū)劃信息管理、公園基礎(chǔ)設(shè)施管理、公園熱點(diǎn)景區(qū)管理、環(huán)保宣傳活動管理、科研活動管理、生態(tài)修復(fù)活動管理、新聞公告管理和生態(tài)旅游信息管理等,管理形式包括中尺度、移動終端App,GIS展示及文本內(nèi)容展示;國家海洋公園生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與管理水平評估模塊主要包括海水水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價、海洋沉積物環(huán)境質(zhì)量評價、海洋生物多樣性評估、國家海洋公園管理水平評估和調(diào)查問卷管理;旅游信息共享模塊主要包括旅游體驗(yàn)多媒體信息分享和公眾多媒體信息審核。

6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

結(jié)合總體的功能模塊劃分,整個項目按照使用受眾以及功能要求劃分為3個子系統(tǒng),分別為:國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)展示子系統(tǒng)以及國家海洋公園生態(tài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)App。

6.1 國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

建立國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)綜合數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫建設(shè)內(nèi)容包括:基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、社會經(jīng)濟(jì)人文數(shù)據(jù)庫、敏感信息數(shù)據(jù)庫、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫和生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)庫。

通過數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、現(xiàn)場監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)爬取等多種技術(shù)手段采集各國家海洋公園空間區(qū)域、地形地貌、基礎(chǔ)專題、衛(wèi)星遙感影像、DEM等地理信息數(shù)據(jù),通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)入庫、編輯處理、存儲,建成基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)存儲形式包括柵格和矢量兩種方式。

依據(jù)權(quán)威部門發(fā)布的統(tǒng)計年鑒、信息公報,以及權(quán)威行業(yè)網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過整合、甄選、加工,形成更加系統(tǒng)、專業(yè)的數(shù)據(jù)集。包括各國家海洋公園社會文化信息、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計信息、文獻(xiàn)資料信息等,建立社會經(jīng)濟(jì)人文數(shù)據(jù)庫。

敏感信息數(shù)據(jù)庫不同于一般的數(shù)據(jù)庫,對數(shù)據(jù)的安全性有著十分特殊的要求。首先,對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行脫密操作,脫密操作過程復(fù)雜,既要考慮到數(shù)據(jù)的敏感性也要考慮到脫密后的數(shù)據(jù)的可用性,通過對數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)覆蓋范圍、數(shù)據(jù)“分辨率”以及關(guān)鍵字段等內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍,使其安全可用。其次,制定授權(quán)機(jī)制,對內(nèi)部不同級別用戶進(jìn)行權(quán)限限制。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括基礎(chǔ)地貌、水深地質(zhì)、漁業(yè)資源分布、重點(diǎn)生境等信息。

建立環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。利用環(huán)境實(shí)時監(jiān)測或環(huán)境評價調(diào)查工作中獲得的大量數(shù)據(jù)資料建立數(shù)據(jù)庫,根據(jù)需要按時間、項目或采樣區(qū)域繪制成圖表進(jìn)行污染源分析,采用直方圖顯示環(huán)境質(zhì)量分析和進(jìn)行動態(tài)比較。包括各國家海洋公園水質(zhì)監(jiān)測、沉積物監(jiān)測等數(shù)據(jù)。

將獲取的生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)匯總形成數(shù)據(jù)集,詳細(xì)記錄調(diào)查時間、區(qū)域、方法和調(diào)查結(jié)果,包括葉綠素、浮游生物、游泳動物、底棲生物、魚卵仔魚等調(diào)查數(shù)據(jù),建立生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)庫。

6.2 國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)展示子系統(tǒng)

海洋基礎(chǔ)地理信息的展示,通過選擇收集地形數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)進(jìn)行三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息的采集,形成三維立體的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)展示環(huán)境。集成基礎(chǔ)WMS地圖服務(wù)功能,實(shí)現(xiàn)不同的WMS地圖服務(wù)的顯示,同時對圖層的顯示進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星遙感影像、航空遙感影像、無人機(jī)航拍影像、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、近海灘涂養(yǎng)殖分布、海水養(yǎng)殖現(xiàn)狀等地理信息的展示及控制。

360全景數(shù)據(jù)展示,通過采集各國家海洋公園重點(diǎn)區(qū)域的360度影像,制作網(wǎng)絡(luò)360展示平臺,用戶可任意選擇感興趣的視角對公園全景進(jìn)行查看,系統(tǒng)為用戶提供環(huán)視、俯瞰和仰視等身臨其境般的體驗(yàn)。360景觀功能模塊采用的是獨(dú)立功能模塊開發(fā),通過定義規(guī)范實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的腳本插件與接口,實(shí)現(xiàn)不同平臺對360景觀功能模塊的調(diào)用,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

視頻展示采用通用的視頻服務(wù)器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻播放要求,視頻服務(wù)器采用MPEG4或MPEG2等壓縮格式,在符合技術(shù)指標(biāo)的情況下對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼,以滿足存儲和傳輸?shù)囊蟆?/p>

水文氣象信息動態(tài)展示,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)場、流場等水文氣象信息的動態(tài)顯示功能,通過對動畫疏密、動畫長度及消失時間等參數(shù)的控制,實(shí)現(xiàn)對風(fēng)流場數(shù)據(jù)的動畫展示。系統(tǒng)基于道格拉斯-普克抽稀算法,根據(jù)不同的展示尺度對海量的海洋背景數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的抽稀與壓縮,從中提取關(guān)鍵性數(shù)據(jù),同時利用GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)以及HTML5的動態(tài)顯示技術(shù),結(jié)合坐標(biāo)投影算法與實(shí)時數(shù)據(jù)方向速度計算,實(shí)現(xiàn)風(fēng)場、流場、溫度、濕度等海洋水文氣象、環(huán)境監(jiān)測等數(shù)據(jù)在時間與空間上的動態(tài)展示,達(dá)到更加直觀的展現(xiàn)效果。

監(jiān)測斷面信息展示,通過GIS技術(shù),將海洋調(diào)查中的斷面采集信息在地圖上進(jìn)行直觀的展示,方便用戶查看斷面的總體監(jiān)測信息。

GIS基本操作主要包括圖形顯示(地圖自由縮放、漫游、刷新屏幕、圖形移動),圖層操作(地名、區(qū)劃、界線數(shù)據(jù)的點(diǎn)、線、面的打開、移動功能),地圖目標(biāo)選擇(點(diǎn)選取目標(biāo),矩形選取目標(biāo),多邊形選取和取消選擇功能),矢量和影像圖層切換,固定比例顯示,地圖坐標(biāo)顯示,全圖顯示等。

三維展示利用遙感影像中的高程信息,生成地形的三維模型,并將影像圖疊加后形成區(qū)域地形的三維效果。利用Web的三維展示技術(shù)實(shí)現(xiàn)地形三維效果的顯示。三維效果展示功能滿足本節(jié)中所提及的各項數(shù)據(jù)的集成展示要求。

6.3 國家海洋公園生態(tài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)App

通過文字、圖片、動畫和視頻等多種展示方式為用戶展示各國家海洋公園示范區(qū)內(nèi)的海洋、地理、社會、經(jīng)濟(jì)、人文等內(nèi)容信息,并將之有序地組合起來,形成一個整體,使用戶能更直觀和全面地了解各國家海洋公園示范區(qū)。通過App進(jìn)入國家海洋公園概況模塊,可通過選擇海洋、地理、社會、經(jīng)濟(jì)、人文類別,查看相應(yīng)海域的海洋介紹內(nèi)容。

6.4 系統(tǒng)應(yīng)用

項目成果在中國與東盟各國聯(lián)合的針對海洋公園的管理、科研、宣傳的合作項目中發(fā)揮了重要作用,項目收集整理了中國-東盟的公園的基礎(chǔ)信息、地理信息、環(huán)境信息、社會信息以及人文信息等并提供相應(yīng)的管理、分析、展示及大眾互動的功能,為海洋公園的管理、科研人員的信息交流以及針對大眾的科普宣傳等提供技術(shù)支撐,起到了很好的示范作用。

7 結(jié)論

為更好地保護(hù)國家海洋公園環(huán)境與生態(tài),增強(qiáng)對國家海洋公園環(huán)境與生態(tài)狀況的了解,提高海洋環(huán)境的管理水平,為海洋環(huán)境與生態(tài)保護(hù)及應(yīng)對環(huán)境災(zāi)害事故提供參考和技術(shù)支持,項目構(gòu)建了國家海洋公園生態(tài)管理決策支撐信息管理系統(tǒng),開展國家海洋公園生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險評估,為國家海洋公園生態(tài)管理的相關(guān)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

依據(jù)系統(tǒng)構(gòu)建目標(biāo),國家海洋公園生態(tài)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)以計算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)通信平臺為依托,以“架構(gòu)統(tǒng)一、體系開放、分級考慮、體現(xiàn)個性”的設(shè)計思想,在充分保證系統(tǒng)所要求的各種屬性不變的前提下,采用模塊化、組件化、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計開發(fā)模式,基于SOA的組件化開發(fā)框架與J2EE的技術(shù)架構(gòu),采用Oracle數(shù)據(jù)庫。整個系統(tǒng)體系的整體框架包括基礎(chǔ)設(shè)施層、軟件平臺、數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)集成層、應(yīng)用層和用戶層等不同的層次。系統(tǒng)功能模塊包括區(qū)域調(diào)查數(shù)據(jù)管理與展示、國家海洋公園管理與展示、國家海洋公園生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與管理水平評估和旅游信息共享。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、國家海洋公園生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)展示子系統(tǒng)和國家海洋公園生態(tài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)App 3個子系統(tǒng)。經(jīng)過測試,系統(tǒng)運(yùn)行良好,達(dá)到了預(yù)期目的。