面向智慧海洋的海洋信息管理服务平台设计与实现

张皓

摘   要：目前，我国海洋信息化管理建设正处在转型之中，由数字化建设转向智慧海洋建设，而智慧海洋就是从整体和全面的角度理解、分析海洋数据，从而提供给海洋管理智慧交互服务。由于海洋数据具有归属复杂、数据格式多样化以及跨領域多学科交互的特点，对海洋数据收集、整理、分析就尤为复杂。为了解决上述问题，本文分析和设计了基于GIS技术的海洋信息管理服务平台，可以实现“感知理解，智慧交互”的对海洋数据进行收集、分析和整理，继而提升海洋数据信息管理的效率。

关键词：智慧海洋  GIS  信息管理  海洋环境分析  安全管理

中图分类号：TP311                                 文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0133-0

随着物联网技术的快速发展，目前我国海洋信息化管理建设正处在转型当中，由数字化建设转向智慧海洋建设，而智慧海洋就是从整体和全面的角度理解、分析海洋数据，从而提供了海洋管理智慧交互服务。由于海洋数据具有归属复杂、数据格式多样化以及跨领域多学科交互的特点，对海洋数据收集、整理、分析就尤为复杂。本文通过基于物联网的海洋信息管理服务平台的设计与实现，使得海洋数据资源检索能够实现“感知理解，智慧交互”的目标，进而提升海洋数据资源的利用率，更深层次挖掘相关数据的价值。

1  系统建设目标

海洋信息管理服务平台的总体目标是：立足为海洋与渔业经济建设服务、为海洋与渔业管理服务、为政府决策服务，在“统筹规划、分步实施;统一平台、资源共享;有限目标、面向服务;统一管理、安全保密;着眼业务化和实际应用”，以海洋与渔业信息基础平台建设为核心，以海洋与渔业专题信息应用系统建设为主体，建成集海洋与渔业信息采集、信息传输交换、海洋与渔业综合管理、执法与监管、行政审批、辅助决策支持与公众信息服务一体化，全市海洋系统上下贯通、左右联接、运转协调、便捷高效的比较完整的海洋与渔业信息化体系，最大程度地发挥海洋与渔业信息资源在社会和经济发展中的作用，使海洋与渔业信息化水平和能力满足我市海洋经济日益快速发展的需求。

2  功能需求

基于GIS 的海洋信息管理服务平台主要实现在线管理监测信息，预警信息的分析、查询与发布等。根据渔船安全管理以及海水环境监测预警的实际需求，本基于 GIS 的海洋信息管理服务平台的设计主要需要实现以下几个方面的目标：

（1）作为海洋信息管理服务平台，首先应该要具备对海洋环境各个要素的监测、数据持久化、检索以及动态同步等功能。

（2）需要对海洋海面、流、声、密、盐、高温等动态变化的海洋要素进行绘制，以此来对海洋物理环境的未来、现状和历史进行表达和分析。

（3）对海啸、台风等自然灾害进行监测的功能，并能及时生成预警信息，为渔船的安全提供保障。

（4）本海洋信息管理服务平台应该要具有比较好的可操作性，让受众能够以友好的方式与系统进行交互。

3  架构设计

海洋信息管理服务平台应用系统则主要采用B/S 结构，并且还结合了一些轻量级的开发框架，例如：Struts2、My Batis等框架。作为数据抽象与操作层的框架，与 Hibernate框架相比，它更为轻量级，同时能减少开发人员的工作量，减少数据库操作的风险，此外，Mbytes框架的另一个优势特点是具有让程序员编能写出优质的DML语句。该框架的主要概念就是将系统结构分成：数据服务层、表示层、业务逻辑层三个部分。让Mbytes框架只负责数据服务层，不仅可以提高系统的运行效率，而且还可以将SQL语句与代码分开，减少了混乱，确保了系统的稳定性。系统结构的三层结构如图 1 所示。

表示层获取用户输入和后端数据展示分别采用的是Struts2 框架和 JSP 页面。业务逻辑层和表示层之间的相连通过 Struts2 标签中的 Action 类来实现。而数据层则是采用 Mbyatis 框架来实现的，该框架可以实现采用结构化的XML 文件与之匹配，还可以起到 SQL 映射的作用，这样可以加快系统开发的效率和提高系统的质量。应用业务层的内容功能包括：GIS处理、系统管理、数据管理、海洋环境分析、渔船安全管理等功能。

4  系统实现

4.1 系统开发运行环境

本文选用My Eclipse作为海洋信息管理服务平台的开发平台，My Eclipse的功能非常强大，对各种脚本具有很好的兼容性，同时也是专注于J2EE方面的IDE开发工具，My Eclipse所具有的这些特性使其成为了现在应用最为普及的软件开发平台。本文主要结合Arc GIS Engine对J2EE 技术框架 环境下ArcGIS Engine的开发技术进行研究。

4.2 GIS处理模块实现

（1）地图显示：地图显示功能子模块主要包括前端和后端两个部分，其中后端功能主要是实现根据空间数据库中的地图数据对地图进行切块，形成一个个地图切块;前端部分则主要实现将后端返回的多个地图切块组合起来形成完整的地图。（2）地图平移：地图平移子功能模块主要实现对地图的上下、左右等方向的移动。（3）地图缩放：地图缩放功能子模块主要实现对地图的缩放功能，对地图的硕放也主要包括四种方式，分别为鼠标滚轮前后滚动缩放、点击缩放工具条缩放、点击滑动缩放条相应位置进行缩放以及拉动滑动缩放条缩放。（4）地图测量标注：地图测量标注子模块主要实现在地图上标注一个点的功能，地图测量标注功能子模块的输出界面如图2所示。

4.3 系统管理模块实现

用户管理功能模块主要实现管理员对用户信息的添加、删除、查询、修改等功能。用户信息的查询功能实现主要是管理员在用户信息输入搜索框内输入条件信息，按照的输入条件对用户信息进行查询。用户信息的删除功能可以实现对单个用户的删除，也可以实现同时删除多个用户。

4.4 数据管理模块实现

数据管理模块的功能主要是实现对水流速剖面仪数据、温盐深仪数据、风速风向数据以及温湿度数据等进行管理和查询的功能，主要通过图表结合的方式来对这些数据进行展示，并可以通过时间点信息来对这些数据进行查询。

4.5 海洋环境分析模块实现

海洋环境统计分析模块只要通过以预报数据、实况、再分析，结合剖面图、单点曲线、等值线/面的形式，描绘出海洋海面高、流、声、盐、温、密等海洋要素的动态变化，试图对海洋物理环境的未来、历史和现状作更深入的了解。

用户首先通过对该环境常规统计，进行再分析、接着是通过海洋环境实况和预报等模块，层深和可视化表达方式、时间、要素以及设置区域等参数，然后描绘出相应的图形。

4.6 渔船安全管理模块实现

本系统需要根据各个水文气象观测站点的数据，并结合国家关于气象灾害的相关规定，站点的要素的预警值超过其预警值时，在前台以色彩突出的形式进行显示。系统管理员可以根据灾害预警信息制定相应的对策，预防或降低灾害的影响。预警信息发布生成界面如图3所示。

渔船监控与查找定位功能：实时显示渔船定位信息，并根据预警信息，对受影响范围内的渔船进行查询、筛选、显示。

5  结语

本系统主要由GIS处理、系统管理、数据管理、海洋环境分析、渔船安全管理等功能模块组成，意在建立全面、规范、合理、通用的海洋信息基础资料数据库及海洋信息监测及发布的应用软件，改善海洋信息的管理手段，缩减海洋信息管理的时间，提升管理水平。

参考文献

[1] 刘会芳，余洁，徐凌宇，等.海洋信息云服务平台资源管理体系架构研究[J].计算机技术与发展，2016（2）：7-11.

[2] 孫浩.智慧海洋搜索引擎的分析与设计[D].天津大学， 2014.

[3] 何世钧.基于物联网的海洋环境监测系统的研究[J].传感器与微系统，2011，30（3）：13-15.