多源數(shù)據(jù)融合的山東省智慧海域平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李陽(yáng)，岳英潔，單長(zhǎng)賀

（1.山東省淡水漁業(yè)研究院，濟(jì)南 250013；2.山東省國(guó)土測(cè)繪院，濟(jì)南 250100）

海洋信息化是認(rèn)識(shí)、開發(fā)、利用、發(fā)展和保護(hù)海洋的基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)已深度融入全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活，并逐步向海洋領(lǐng)域延伸，成為促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要?jiǎng)幽堋?/p>

作為擁有全國(guó)近六分之一海岸線，海域面積與陸地面積相當(dāng)?shù)暮Ｑ蟠笫。綎|省在全國(guó)率先提出智慧海洋突破行動(dòng)，計(jì)劃到2035 年基本建成與海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略相適應(yīng)，海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、海洋科技領(lǐng)先、海洋生態(tài)優(yōu)良、海洋文化先進(jìn)、海洋治理高效的海洋強(qiáng)省。山東省委、省政府印發(fā)的《海洋強(qiáng)省行動(dòng)計(jì)劃》中提出推進(jìn)智慧海洋突破行動(dòng)，要求加強(qiáng)海上新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并加快智慧化賦能。盡管山東省海域信息化建設(shè)已取得了一定成績(jī)，但與海洋強(qiáng)省行動(dòng)計(jì)劃要求相比還存在一定差距，特別是在多源數(shù)據(jù)融合、多系統(tǒng)銜接、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、智慧化分析等方面還存在很多不足之處。

1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)外海洋信息化發(fā)展現(xiàn)狀

美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）建立了統(tǒng)一的國(guó)家海洋數(shù)據(jù)中心，引進(jìn)來(lái)自國(guó)家合作伙伴、美國(guó)綜合海洋觀測(cè)系統(tǒng)（Integrated Ocean Observing System，IOOS）等數(shù)據(jù)源，并向公眾共享發(fā)布上述海洋信息。加拿大通過整合海洋觀測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)，建立了加拿大海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)( Ocean Networks Canada，ONC) 和智慧海洋系統(tǒng)（Smart Ocean Systems) ，通過海洋數(shù)據(jù)觀測(cè)、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)據(jù)分析等，服務(wù)于科學(xué)研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、海上安全、漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域[1]。

我國(guó)的海洋信息化建設(shè)起步相對(duì)較晚，整體發(fā)展過程可分為三個(gè)重要階段:用直觀數(shù)字體現(xiàn)的“數(shù)字海洋”、用海量信息認(rèn)識(shí)的“透明海洋”和用知識(shí)服務(wù)的“智慧海洋”。近年來(lái)我國(guó)海洋信息能力建設(shè)步伐加快，形成了涵蓋由“天-空-海-岸-海底”組成的海洋觀測(cè)網(wǎng)基本框架，建設(shè)了東海及南海海底科學(xué)觀測(cè)網(wǎng)等一批海洋信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施；成功發(fā)射自主海洋衛(wèi)星，初步形成了海洋環(huán)境全天候監(jiān)測(cè)能力；完成了我國(guó)80 海里范圍內(nèi)海域重要海島（礁）測(cè)繪工作，建立了新一代全球海洋環(huán)境資料數(shù)據(jù)集和海洋綜合數(shù)據(jù)庫(kù)[2-5]。

原國(guó)家海洋局自2006 年開始建設(shè)國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)主要來(lái)自衛(wèi)星遙感、航空遙感和地面監(jiān)視監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)運(yùn)行在海域?qū)＞W(wǎng)，確保數(shù)據(jù)安全和快速傳輸，搭建了海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)控與指揮辦公、海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理、海域動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與決策支持三個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，分別在2006－2008 年和2009－2010 年兩個(gè)階段建設(shè)了國(guó)家、省、市、縣四級(jí)海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)體系和系統(tǒng)軟硬件、傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)化運(yùn)行。通過系統(tǒng)，能夠快速反映國(guó)家海域使用動(dòng)態(tài)，縮短行政審批周期，基本實(shí)現(xiàn)辦公數(shù)字化，提升了海域使用管理部門的管理效能。

1.2 多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)已有諸多學(xué)者對(duì)多源數(shù)據(jù)融合開展研究。李仕峰針對(duì)時(shí)空大數(shù)據(jù)多來(lái)源、多粒度、多模態(tài)、海量和時(shí)空關(guān)聯(lián)復(fù)雜等特點(diǎn)，通過對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚技術(shù)、時(shí)空數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行研究，構(gòu)建了一整套多源異構(gòu)數(shù)據(jù)從匯聚、融合到應(yīng)用的流程，以推動(dòng)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)在政府決策、行業(yè)管理和社會(huì)公眾等領(lǐng)域的應(yīng)用，提升了政府?dāng)?shù)據(jù)分析和治理能力，提高了行業(yè)管理的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，增加了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值[6]。在智慧城市發(fā)展中，多源時(shí)空大數(shù)據(jù)通過與數(shù)據(jù)挖掘、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行融合和集成，實(shí)現(xiàn)從空間形態(tài)、建成環(huán)境、人類活動(dòng)、群體情緒，到空間-行為交互的多維城市動(dòng)態(tài)感知[7]，Cao 等通過構(gòu)建基于端到端的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，有效融合了衛(wèi)星遙感影像和基于人群活動(dòng)的社會(huì)感知數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)識(shí)別了城市中的功能區(qū)。研究表明，遙感影像與社會(huì)感知數(shù)據(jù)具有顯著的互補(bǔ)性[8]。Tu等通過融合遙感影像和手機(jī)定位數(shù)據(jù)，揭示了從城市中心到城市郊區(qū)的城市功能與人類活動(dòng)空間動(dòng)態(tài)[9]。

1.3 山東省海洋信息化發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，山東省海洋信息化工作有序推進(jìn)，海域海島管理信息化建設(shè)已取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化運(yùn)行，提升了管理工作的質(zhì)量和效能。但與國(guó)家和省關(guān)于海洋信息化發(fā)展的要求相比，還存在一些不足：一是已有系統(tǒng)不能與其他相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、國(guó)家系統(tǒng)進(jìn)行有效銜接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分散、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；二是已有系統(tǒng)未實(shí)現(xiàn)政務(wù)信息共享功能，不能滿足省政府辦公廳、省發(fā)改委、不動(dòng)產(chǎn)登記等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的對(duì)接需求；三是隨著信息技術(shù)手段的不斷進(jìn)步和監(jiān)測(cè)裝備的更新?lián)Q代，全景影像、三維數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻等成為海域綜合管理和決策的重要數(shù)據(jù)支撐，已有系統(tǒng)不能集成兼容多源數(shù)據(jù)。

在海洋強(qiáng)國(guó)、海洋強(qiáng)省等國(guó)家、省級(jí)重大戰(zhàn)略實(shí)施與自然資源管理“兩統(tǒng)一”改革的大背景下，海洋綜合管理面臨著新的挑戰(zhàn)和問題，迫切需要多源數(shù)據(jù)融合的空間數(shù)據(jù)體系和更加“智慧”的平臺(tái)進(jìn)行支撐。本文從海域綜合管理水平和服務(wù)效能的提升角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了山東省智慧海域平臺(tái)系統(tǒng)，針對(duì)二、三維數(shù)據(jù)融合以及海陸數(shù)據(jù)融合進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)了山東省智慧海域平臺(tái)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，取得了良好效果。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

山東省智慧海域平臺(tái)建設(shè)是在全省海洋信息化建設(shè)總體框架的基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)硬件與網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為依托，以智慧海域核心數(shù)據(jù)庫(kù)為樞紐，以海域海島動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)、海域項(xiàng)目審批管理等業(yè)務(wù)流程為主線，以智慧海域管理信息平臺(tái)為支撐構(gòu)建的互聯(lián)互通的海域資源數(shù)字化展示、業(yè)務(wù)管理和決策支持服務(wù)體系。

平臺(tái)設(shè)計(jì)了包括海域使用項(xiàng)目管理系統(tǒng)、海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、海島動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、數(shù)字化展示系統(tǒng)、海島使用項(xiàng)目管理系統(tǒng)、海底電纜管道路由管理系統(tǒng)、整治修復(fù)項(xiàng)目管理系統(tǒng)、海域行政界線管理系統(tǒng)8 個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，采用B/S 架構(gòu)，基于HTML、JavaScript、ArcGIS 和Skyline 進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle11gR2、ArcSDE軟件進(jìn)行建庫(kù)[10]。

平臺(tái)采用分布式部署，在前期國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)建設(shè)的海域?qū)＞W(wǎng)中運(yùn)行，海域?qū)＞W(wǎng)接入了省政府電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)，遵循電子政務(wù)廣域網(wǎng)管理規(guī)章，構(gòu)建了縱向和橫向網(wǎng)絡(luò)，縱向網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通省、市（縣）海洋主管部門，橫向網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通省政府相關(guān)專業(yè)部門，提供專業(yè)版海洋專題信息服務(wù)。

從分層架構(gòu)的角度來(lái)看，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都由4 個(gè)層次構(gòu)成，即支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層，安全保障體系和運(yùn)行保障體系貫穿整個(gè)平臺(tái)，總體框架如圖1所示。

圖1 總體框架圖

（1）支撐層

支撐層包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備、存儲(chǔ)備份系統(tǒng)、安全保密系統(tǒng)等。

（2）數(shù)據(jù)層

山東省智慧海域核心數(shù)據(jù)庫(kù)，由基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、影像及模型數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、管理信息數(shù)據(jù)組成，所有數(shù)據(jù)資源在邏輯上規(guī)范一致、物理上分布，彼此互聯(lián)互通。

（3）服務(wù)層

服務(wù)層主要包括海域使用項(xiàng)目管理、海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理、海島管理以及數(shù)字化展示等服務(wù)。本層對(duì)外提供數(shù)據(jù)操作接口、業(yè)務(wù)流接口、地圖服務(wù)接口和數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)更新交換并支撐主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

（4）應(yīng)用層

面向終端用戶，包括省、市、縣三級(jí)海域綜合管理業(yè)務(wù)用戶、省、市、縣三級(jí)海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管中心及其他相關(guān)處室、技術(shù)支持單位，服務(wù)用戶完成相關(guān)業(yè)務(wù)流程，協(xié)助技術(shù)支持單位進(jìn)行信息維護(hù)。

3 數(shù)據(jù)融合

3.1 數(shù)據(jù)資源組織

山東省智慧海域平臺(tái)收集、采集、制作的數(shù)據(jù)主要有四大類：一是空間矢量、行政區(qū)劃、地址地名等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)；二是二維遙感影像、實(shí)景影像（地面實(shí)景及空中實(shí)景）、三維港口等實(shí)體模型和三維地形地貌數(shù)據(jù)等影像及模型數(shù)據(jù)；三是視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)車輛、無(wú)人機(jī)運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控類數(shù)據(jù)；四是各類規(guī)劃數(shù)據(jù)、保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)、權(quán)屬數(shù)據(jù)以及行政審批、動(dòng)態(tài)監(jiān)管等業(yè)務(wù)過程中產(chǎn)生的管理類數(shù)據(jù)（圖2）。

圖2 智慧海域數(shù)據(jù)資源組織

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)包括各級(jí)行政區(qū)劃、政務(wù)地圖、電子海圖、海岸線、海域界線等，該類數(shù)據(jù)主要從相關(guān)部門收集得到。

影像及模型類數(shù)據(jù)包括各種分辨率的衛(wèi)星影像、航空影像、三維實(shí)景影像、各種三維模型、海岸帶數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）、海島DEM 等，二維影像主要通過收集入庫(kù)、對(duì)接天地圖等數(shù)據(jù)資源服務(wù)獲得；海岸帶、海島DEM 通過收集獲得；三維實(shí)景影像及三維模型主要通過自主采集和生產(chǎn)制作獲得，三維實(shí)景影像通過“地面車載三維激光全景采集系統(tǒng)+單兵三維激光全景采集設(shè)備+無(wú)人機(jī)空中全景采集設(shè)備”完成海岸帶三維實(shí)景采集，通過影像處理軟件完成拼接，與采集軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)與全景進(jìn)行融合、配準(zhǔn)，最終生成海岸帶三維實(shí)景影像數(shù)據(jù)集，并通過軟件發(fā)布為可調(diào)用的三維實(shí)景地圖服務(wù)。三維模型是利用三維激光掃描儀采集的激光點(diǎn)云來(lái)建立港口等區(qū)域的模型。點(diǎn)云三維框架構(gòu)建主要由HD Pt Modeling 軟件完成相關(guān)模型框架建立，將模型框架導(dǎo)入3DMAX 中進(jìn)行紋理貼圖后將模型文件統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為具有紋理金字塔的Skyline xpl 文件格式，利用Skyline 軟件將三維模型打包處理為三維網(wǎng)格圖層數(shù)據(jù)（3D Mesh Layer，3DML）格式。3DML 包括所有模型數(shù)據(jù)的多分辨率網(wǎng)格切片，支持用戶瀏覽和查詢無(wú)限制大小的三維網(wǎng)格圖層。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)類數(shù)據(jù)包括海洋環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和各類視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以及監(jiān)控設(shè)備的實(shí)時(shí)位置、軌跡數(shù)據(jù)，主要通過系統(tǒng)接入的實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行獲得。

管理類數(shù)據(jù)包括各類權(quán)屬數(shù)據(jù)、規(guī)劃、區(qū)劃數(shù)據(jù)、生態(tài)紅線數(shù)據(jù)、各類保護(hù)區(qū)規(guī)劃數(shù)據(jù)以及海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)和成果數(shù)據(jù)等，其中海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)流轉(zhuǎn)不定期生成，其余管理類數(shù)據(jù)通過收集獲得。

以上數(shù)據(jù)來(lái)源多樣化、數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式均不統(tǒng)一，需要首先進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，主要包括：數(shù)據(jù)分層、格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)編輯、符號(hào)庫(kù)制作、入庫(kù)前質(zhì)量檢查等內(nèi)容，并且針對(duì)不同專題數(shù)據(jù)需分別進(jìn)行符合其特點(diǎn)的個(gè)性化處理工作，完成對(duì)于該專題數(shù)據(jù)的融合前準(zhǔn)備。

3.2 數(shù)據(jù)融合

智慧海域平臺(tái)將來(lái)源于不同平臺(tái)、不同格式的空間數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的方式存儲(chǔ)到空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，整合國(guó)家、省、市、縣各級(jí)海域?qū)ｎ}數(shù)據(jù)資源，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)接口，統(tǒng)一地理信息服務(wù)。平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用分布式部署模式，按照“分建共享”原則，根據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范整理制作數(shù)據(jù)。

本文重點(diǎn)介紹二維影像、地圖與三維實(shí)景影像、三維模型等的二、三維數(shù)據(jù)融合以及海陸垂直基準(zhǔn)統(tǒng)一和海陸一體化電子地圖表達(dá)的海陸數(shù)據(jù)融合。

3.2.1 二、三維數(shù)據(jù)融合

采用基于流模式的三維模型處理方式，將三維模型和二維影像數(shù)據(jù)統(tǒng)一制作成多分辨率、最優(yōu)流方式的3DML，同時(shí)將所有地形和影像數(shù)據(jù)建立影像金字塔結(jié)構(gòu)，將模型對(duì)象構(gòu)建線性四叉樹和R 樹空間索引，將紋理通過關(guān)聯(lián)模型建立順序索引并入庫(kù)，利用二、三維一體化GIS 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同采集形式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信息在數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)管理、可視化和分析功能等方面的融合。海量二維數(shù)據(jù)可以直接在三維場(chǎng)景中高性能可視化，二維分析功能可以直接在三維場(chǎng)景中操作，同時(shí)遙感影像、DEM 和各類矢量數(shù)據(jù)可為三維模型提供具有真實(shí)地形感的、可靈活交互式的景觀服務(wù)。例如三維量測(cè)與分析功能，可在三維景觀交互環(huán)境中進(jìn)行距離量測(cè)、面積量算、淹沒分析、通視分析等（圖3）。

圖3 二、三維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及空間索引模型

3.2.2 海陸數(shù)據(jù)融合

在海陸垂直基準(zhǔn)統(tǒng)一方面，利用衛(wèi)星測(cè)高數(shù)據(jù)及長(zhǎng)短期驗(yàn)潮數(shù)據(jù)建立高程深度基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換模型的技術(shù)方法，采用驗(yàn)潮站訂正技術(shù)構(gòu)建海域深度基準(zhǔn)面模型，實(shí)現(xiàn)了離散、跳變和不連續(xù)的深度基準(zhǔn)面無(wú)縫化，構(gòu)建山東省區(qū)域高程深度基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換模型，與現(xiàn)有的向海洋延伸的高精度山東省區(qū)域似大地水準(zhǔn)面模型疊加完成山東省區(qū)域海陸垂直基準(zhǔn)的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)海域不同范圍水深測(cè)量成果的融合（圖4）。

圖4 高程/深度基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換

在海陸電子地圖融合方面，統(tǒng)一海陸要素分類分級(jí)體系和編碼規(guī)則，規(guī)定了海圖電子地圖數(shù)據(jù)分層與命名、地圖分級(jí)、地圖表達(dá)等內(nèi)容，通過海陸一體電子地圖符號(hào)庫(kù)，建立了一套海陸多源海量數(shù)據(jù)融合技術(shù)流程，通過建立陸海地理要素類別映射關(guān)系集，統(tǒng)一要素分類分級(jí)體系和編碼規(guī)則，將陸海多源地理要素統(tǒng)一在相同語(yǔ)義框架下。在此基礎(chǔ)上，提出了空間相似性的同名實(shí)體匹配融合方法，完成了同名實(shí)體匹配和幾何圖形合并，實(shí)現(xiàn)了山東省域海陸數(shù)據(jù)的一體化融合（圖5）。

圖5 海陸數(shù)據(jù)融合流程圖

4 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

數(shù)字化展示系統(tǒng)作為海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理、海島動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理、海域使用項(xiàng)目管理、海島使用項(xiàng)目管理等7 個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)系統(tǒng)，貫穿其整個(gè)業(yè)務(wù)流程，負(fù)責(zé)其他業(yè)務(wù)信息、分析結(jié)果的統(tǒng)一展示。本文著重就數(shù)字化展示子系統(tǒng)和海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用進(jìn)行舉例闡述。

4.1 數(shù)字化展示子系統(tǒng)

數(shù)字化展示子系統(tǒng)是整個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過調(diào)用各種面向服務(wù)架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）的數(shù)據(jù)接口服務(wù)及功能接口服務(wù)，基于“服務(wù)+適配器+Open API”的方式開發(fā)，實(shí)現(xiàn)資源瀏覽、地圖展示、三維瀏覽、全景展示、空間分析和二、三維聯(lián)動(dòng)等功能。數(shù)字化展示子系統(tǒng)融合了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、影像及模型數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)類數(shù)據(jù)和管理類數(shù)據(jù)，對(duì)全省海域、海島、港口、岸線等進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空、多角度的綜合展示，為海域?qū)徟峁┱鎸?shí)全面的現(xiàn)場(chǎng)狀況，為海洋預(yù)報(bào)減災(zāi)和港口運(yùn)營(yíng)及安全管理提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐（圖6）。

圖6 數(shù)字化展示子系統(tǒng)

（1）海洋預(yù)報(bào)減災(zāi)應(yīng)用情況

平臺(tái)提供覆蓋全省海岸帶的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，覆蓋率達(dá)85%以上，測(cè)量平面坐標(biāo)誤差小于0.1 m，高程誤差小于0.15 m，快速生成海岸帶DEM，為風(fēng)暴潮等海洋災(zāi)害提供快速精確的淹沒區(qū)域計(jì)算，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行精準(zhǔn)防范；全景影像可以直觀地了解受災(zāi)區(qū)域的概況并緊急疏散擁堵區(qū)域，結(jié)合全景影像和DEM 地形數(shù)據(jù)劃定安全區(qū)域并進(jìn)行合理疏散。

（2）港口運(yùn)營(yíng)及安全管理應(yīng)用情況

基于平臺(tái)的港口空地一體化全景數(shù)據(jù)及精細(xì)化三維模型數(shù)據(jù)，可清晰直觀地了解港區(qū)內(nèi)物流運(yùn)輸?shù)穆窂讲㈡i定集散擁堵區(qū)域，加快運(yùn)輸車輛出入港的運(yùn)行效率；利用三維模型進(jìn)行風(fēng)暴潮災(zāi)害的淹沒區(qū)域分析；設(shè)置電子圍欄攔截?；峰e(cuò)誤堆放，為港口安全應(yīng)急提供精準(zhǔn)化、可視化的指揮決策支撐，有效提升港區(qū)的綜合管理能力和安全應(yīng)急能力（圖7）。

圖7 智慧港口應(yīng)用案例

4.2 海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)

海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)為B/S結(jié)構(gòu)，基于ASP.NET、ArcObject 及Silverlight 進(jìn)行開發(fā)。實(shí)現(xiàn)用海項(xiàng)目及海域空間資源監(jiān)視監(jiān)測(cè)任務(wù)下達(dá)、執(zhí)行、成果上傳的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行和多源監(jiān)管數(shù)據(jù)展示以及海域使用動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)分析功能，并與國(guó)家海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)銜接（圖8）。目前系統(tǒng)已實(shí)施到2015 年以來(lái)省級(jí)批復(fù)的用海項(xiàng)目海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)管中，完成了8個(gè)領(lǐng)?；c(diǎn)海島、2個(gè)待開發(fā)利用海島的周邊海域調(diào)查，用于15個(gè)重點(diǎn)海灣、5 個(gè)重點(diǎn)河口、98 個(gè)海岸帶整治修復(fù)項(xiàng)目、990 km2重點(diǎn)海域以及全省砂質(zhì)岸線和重點(diǎn)生態(tài)岸段的動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)工作，全省海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的業(yè)務(wù)化運(yùn)行階段。

圖8 海域動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)應(yīng)用

5 結(jié)語(yǔ)

掌握海洋空間資源，強(qiáng)化海陸統(tǒng)籌，樹立海陸一體的國(guó)土空間思想是山東省實(shí)施海洋強(qiáng)省戰(zhàn)略的重要指引。本文介紹了山東省智慧海域平臺(tái)系統(tǒng)的框架、功能以及數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵技術(shù)，并展示了平臺(tái)的應(yīng)用成果。通過山東省智慧海域平臺(tái)建設(shè)，構(gòu)建了多來(lái)源、多尺度、多時(shí)空、海陸一體化深度融合數(shù)據(jù)中心,實(shí)現(xiàn)了海域綜合管理業(yè)務(wù)縱向一體化、橫向協(xié)同化的一站式集成服務(wù)，提升了海洋空間資源綜合管理及應(yīng)用水平，并且在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為智慧海洋建設(shè)提供了山東樣板。未來(lái)將繼續(xù)在海洋強(qiáng)國(guó)、海洋強(qiáng)省的戰(zhàn)略引領(lǐng)下，在智慧海洋行動(dòng)的框架指導(dǎo)下，繼續(xù)提高海洋綜合管理及運(yùn)用的智慧化水平。