基于ComGIS的南海地理信息系统的设计与开发
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摘要
南海是我国海洋资源最丰富的海区，而且对于国防安全具有非常重要的战略意义。海洋的合理开发利用、海域的合理使用、海洋环境的保护、海洋权益的维护和海洋灾害的预防等都必须建立在海洋信息的综合管理与辅助决策支持之上。目前，海洋地理信息系统在国内外无论在理论上还是实践上尚处于起步研究阶段。本文对南海地理信息系统的建设作了初步的探索。
本文以南海的各种环境和资源要素作为研究对象，从软件工程的指导思想出发，以组件式GIS软件MapX4.0和面向对象的可视化编程工具Visual Basic6.0和Matlab5.3构架的技术体系为基础，开发了一套方便、实用的南海地理信息系统。
本文主要对系统建设的总体框架设计、数据组织与管理、信息分类与编码、数据库建设、应用模型的开发以及GIS平台与应用模型的集成等方面进行了初步研究。此外，还着重对本系统实现的一些关键性技术，如多源地学信息融合技术、三维可视化技术、任意地形剖面的绘制、动画的制作等方面分别作了较为深入的探讨。
总之，本研究既有理论意义，又有实际价值，对于南海地理信息系统的建设在理论和方法上都是一种有益的探索与尝试。
South China Sea is the most abundant ocean that contains plenty of marine resources and has strategic significance for the national defence. The reasonable utilization of the marine resources, the effective utilization of the maritime space and the marine ecological environmental protection, the keep of ocean rights are all rely on the general management of marine information. As to now, the research of Marine Geographical Information System is still on the preliminary stage inside and outside. There are still many problems to improve both in theory and methods. This paper presents the construction of South China Sea information system.
This paper studies with emphasis the environmental and resource factors directed by the thinking of software engineering, using the component GIS software MapX4.0 and the object oriented programming tools Visual Basic6.0 together with MatlabS.3 as tools to develop the SCSGIS.
This paper mainly illustrates the design of general frame and the data management and organization, information classification and coding, database construction, the development of the applied models and the integration of the GIS and applied models. Some of the key technologies of SCSGIS, such as 3D visual technology, the protraction of the topographical profile and the fusion of multi-geo-data are analyzed.
In a word, the research does some useful and meaningful try in SCSGIS both in theory and technology and has some creativity of analysis of SCS studies on modern GIS technology (especially in
components technology) which will help to promote the development of the theory and technique of MGIS.
本文以南海的各种环境和资源要素作为研究对象，从软件工程的指导思想出发，以组件式GIS软件MapX4.0和面向对象的可视化编程工具Visual Basic6.0和Matlab5.3构架的技术体系为基础，开发了一套方便、实用的南海地理信息系统。
本文主要对系统建设的总体框架设计、数据组织与管理、信息分类与编码、数据库建设、应用模型的开发以及GIS平台与应用模型的集成等方面进行了初步研究。此外，还着重对本系统实现的一些关键性技术，如多源地学信息融合技术、三维可视化技术、任意地形剖面的绘制、动画的制作等方面分别作了较为深入的探讨。
总之，本研究既有理论意义，又有实际价值，对于南海地理信息系统的建设在理论和方法上都是一种有益的探索与尝试。
South China Sea is the most abundant ocean that contains plenty of marine resources and has strategic significance for the national defence. The reasonable utilization of the marine resources, the effective utilization of the maritime space and the marine ecological environmental protection, the keep of ocean rights are all rely on the general management of marine information. As to now, the research of Marine Geographical Information System is still on the preliminary stage inside and outside. There are still many problems to improve both in theory and methods. This paper presents the construction of South China Sea information system.
This paper studies with emphasis the environmental and resource factors directed by the thinking of software engineering, using the component GIS software MapX4.0 and the object oriented programming tools Visual Basic6.0 together with MatlabS.3 as tools to develop the SCSGIS.
This paper mainly illustrates the design of general frame and the data management and organization, information classification and coding, database construction, the development of the applied models and the integration of the GIS and applied models. Some of the key technologies of SCSGIS, such as 3D visual technology, the protraction of the topographical profile and the fusion of multi-geo-data are analyzed.
In a word, the research does some useful and meaningful try in SCSGIS both in theory and technology and has some creativity of analysis of SCS studies on modern GIS technology (especially in
components technology) which will help to promote the development of the theory and technique of MGIS.
引文
[1]王红梅，朱振海．海洋地理信息系统国内外研究进展．遥感技术与应用，1999，9，14(3)：49～55
[2]王红梅，郝天珧，张明华等．面向海洋油气资源综合预测的海洋地理信息系统研究．中国图象图形学报，2000，5(a)(10)：868～872
[3]郭亚曦．开发与保护蓝色国土发展海洋高技术-中国科学院在“863”计划海洋领域中的成果综述．中国科学院院刊，2001：365～369
[4]赵玲，赵冬至，张丰收．基于GIS的海域环境质量评价模型研究．遥感技术与应用，1998，13(3)：61～65
[5]高德章，唐建，陆志宏．中国海域重磁(含水深)数据库系统(98版)．海洋石油，2000，1：28～32
[6]罗佳、李建成、姜卫平．利用卫星资料研究中国南海海底地形．武汉大学学报(信息科学版)2002，27(3)：256～220
[7]恽才兴．海洋地理信息系统(MGIS)研究进展．海洋地质动态，2002，18(1)：23～26
[8]张鹰，丁贤荣．以GIS为平台的海岛资源环境信息系统．黄渤海海洋，1997，15(3)：46～50
[9]肖国林．应用GIS建立中国海域油气资源地理信息系统的思路．海洋地质动态，2000，18(3)：1～5
[10]宋扬，李见为，曾航，钟建．基于组件式地理信息系统的二次开发．重庆大学学报(自然科学版)，2000，23(6)：121～123
[11]叶仰明，黄加棋．中国数字海洋的总体技术系统框架．海洋科学，2001，25(5)：1～4
[12]薛永生，胡建宁．构建数字海洋系统的模式设计．海洋科学，2000，24(8)：4～6
[13]赵丽宁，李一凡，赵德鹏．数字海洋空间数据库的构建．大连海事大学学报，28(1)：34～37
[14]刘宝银，张杰．海洋科学的前沿-“数字海洋”．地球信息科学，2000，3(1)：8～11
[15]谢仕义．粤西数字海洋综合管理信息系统设计．计算机工程与应用，2003，3：216～220
[16]钱自立，张鹰．海洋技术中的GIS应用．海洋工程，2001，19(3)：108～112
[17]张鹰，李红．海岸带信息管理系统与风暴潮预警子系统开发．海洋预报，2000，17(2)：64～72
[18]方银霞，虞夏军．地理信息系统在海洋领域的应用．海洋通报，2000，19(3)：85～89
[19]宋关福， 钟耳顺．组件式地理信息系统研究与开发．中国图象图形学报，1998，3(4)：313～317
[20]戴前石．林业地理信息系统空间数据质量及误差初探．中南林业调查规划，2002，21(3)：41～43
[21]韩丽蓉．青海大学地理信息数据库建库数据质量探讨．青海大学学报(自然科学版)，2002，20(1)：42～43
[22]戴塔根，邱冬生，鲍光淑，姚锐，谢文兵．地学数据模型及数据融合技术．中南工业大学学报，2001，32(3)：221～223
[23]马洪超、胡光道．地学数据融合技术综述．地质科技情报，1998，18(1)：97～101
[24]涂小强．信息融合的原理与方法概述．电讯技术．，1999，3：1～6
[25]马洪超，胡光道．地学数据融合技术综述．地质科技情报，1999，18(1)：97～101
[26]吴国平，谢智仁，黄艳等．中国东部第四纪海面变化信息系统研究．海洋地质与第四纪地质，1999，19(1)： 123～127
[27]宋立松，虞开森．基于地理信息系统的水文资料整编系统设计．水科学进展，2001，12(4)： 541～546
[28]何建邦，李新通．对地理信息分类编码的认识与思考．地理学与国土研究，2002，18(3)：1～7
[29]叶仰明，黄加棋．中国数字海洋的总体技术系统框架．海洋科学，2001，25(5)：1～4
[30]姚敏，张柏．采用构件技术开发地理信息系统应用软件．测绘信息与工程，2000，3：35～38
[31]何廉声等．南海地质地球物理图集，广州：广东省地图出版社，1987
[32]刘光鼎主编．中国海区及邻域地质地球物理系列图，北京：科学出版社，1991
[33]李全兴主编．南海海洋图集，北京；海洋出版社，1990
[34]张超等．地理信息系统实习教程．北京：高等教育出版社，2000，8
[35]黄杏元，马劲松，汤勤．地理信息系统概论．修订版，北京：高等教育出版社，2002，8
[36]修文群．地理信息系统GIS数字化城市建设指南．北京：北京希望电子出版社，2001，9
[37]修文群，池天河．城市地理信息系统．北京：北京希望电子出版社，1999．6
[38]王人潮．农业资源信息系统．北京：中国农业出版社，2000，8
[39]陆守一，唐小明，王国胜．地理信息系统实用教程．第二版．北京：中国林业出版社，2000，1
[40]肖克炎，张晓华，王四龙，刘冬林等。矿产资源GIS评价系统．北京：地质出版社，2000，3
[41]邵全琴．海洋地理信息系统研究与应用．北京：科学出版社2001，3
[42]边馥苓等．地理信息系统原理和方法，北京：测绘出版社，1996，7
[43]刘良明，ArcView基础教程．北京：测绘出版社，2001，9
[44]Maplnfo 6.0应用开发指南，三味工作室．北京：人民邮电出版社，2001，1
[45]MapX培训教程．MapInfo公司，2002
[46]汤国安，赵牡丹．地理信息系统．北京：科学出版社，2000
[47]胥可辉．黄河三角洲地理信息系统总体框架与关键技术研究．青岛海洋大学硕士论文，2002．6
[48]王宏．海岸带综合管理地理信息示范系统研究．青岛海洋大学硕士论文，2001．6
[49]TopMap系列产品简介．北京慧图信息科技开发有限公司．2002．9
[50]http://www.scsio.ac.cn/中科院南海海洋研究所主页
[51]http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/seltopo.html全球水深数据
[52]Basu A. Development of a Marine Information System for Various Data Analysis and Data Integration in the Hawaiian Exclusive Economic Zone [J].
IEEE Oceans'95, 1995,1:146-153
[53] Davis B, Davis P. Marine GIS: concepts and Considerations [J]. Proceedings. GIS/LIS'88, San Antonio, 1998,1:159-168．
[54] Drutman J C, Rauenzahn K A. Marine Geophysics Modeling with Geographic Information Systems [J]. IEEE Ocean'94, 1994,3:528-531
[55] Rongxing Li, Saxena N K. Marine Geographic Information System: Approaches.Applications and Trends[J]. IEEE Oceans'93, 1993,3:49-54
[56] Yafang Su. Monterey Bay Marine GIS [J]. International Journal of Geographic Information Systems, 1997,2: 308-315．
[57] M.EI-Raey. Vulnerability assessment of the coastal zone of the Nile delta of Egypt, to the impacts of sea level rise. Ocean and Coastal Management, 1997(377) 1:29-40
[58] Lawrence A. West. Florida's Marine Resource Information System A Geographic Decision Support System. Government Information Quarterly, 1999,(16) 1: 47-62
[59] Yang Xiangheng. GIS-based decision support for drained wetland restoration in the Eel River watershed of N.E. Indiana, Ph.D. Dissertation, INDIANA STATE UNIVERSITY, 2000
[60] Hu Shunfu. Integrated multimedia approaches to the utilization of Everglades vegetation databases , Ph.D. Dissertation , UNIVERSITY OF GEORGIA, 1998
[61] Katherine B.STANBURY et al. Applications of Geographic Information Systems (GIS) to habitat assessment and marine resource management , OCEANOLOGICA ACTA, 22(1)
[62] M.S. Abdel-Rahman et al, Geographic information systems as a tool for control program management for schistosomiasis in Egypt, Acta Tropica 79 (2001) 49-57
[63] Porter, Dwayne E. et al, Assessing the impacts of anthropogenic and physiographic influences on grass shrimp in localized salt-marsh estuaries,
Aquatic Botany, Volume: 58, Issue: 3-4, October, 1997, pp. 289-306
[64] Steven A. Kuehl et cl., Subaqueous delta of the Ganges-Brahmaputra river system, Marine Geology, 144(1997) , 81-96
[65] Huang Qiaohua et al., Sustainable development and coastal management of tidal flat in Jiangsu Province, China, Chinese Geographical Sciences, 1998, 8/1, pp33-43．
[66] Ferron Risinger, Ren Clark, Marshall Earle et al. Work reports of government(U. S. A), NTIS NO:AD-A3 14791 / 2 / HDM.1996-0 9-1 6
[67] Basu A. Developmentof a Marine Information System for Various Data Analysis and Data Integration in the Hawai-ian Exclusive Economic Zone [J] . IEEE Oceans'95,1995,1:1 46-153
[68] Carey D A,Keith D.Schoenherr J,et al. Construction of a Regional Relational/ GIS Database in Support of Ocean Disposal Issues in Massachusetts Bay[J]. IEEE Oceans'92, 1992,1:207-212
[69] Trinanes JA,Cotos JM.Tobar A,etal. A Geographic Information System for Operational Use in Pelagic Fisheries-FIS[J].IEEE Oceans'94,1994,3:532-535
[70] Haddad,Kenneth D.Mac Aulay.McGarry G, et al. GIS and Fisheries Management[J]. Coastal Zone'93Coastal Zone:Proceedings of the Symposium on Coastal and Ocean Management,1993,1:68-78
[2]王红梅，郝天珧，张明华等．面向海洋油气资源综合预测的海洋地理信息系统研究．中国图象图形学报，2000，5(a)(10)：868～872
[3]郭亚曦．开发与保护蓝色国土发展海洋高技术-中国科学院在“863”计划海洋领域中的成果综述．中国科学院院刊，2001：365～369
[4]赵玲，赵冬至，张丰收．基于GIS的海域环境质量评价模型研究．遥感技术与应用，1998，13(3)：61～65
[5]高德章，唐建，陆志宏．中国海域重磁(含水深)数据库系统(98版)．海洋石油，2000，1：28～32
[6]罗佳、李建成、姜卫平．利用卫星资料研究中国南海海底地形．武汉大学学报(信息科学版)2002，27(3)：256～220
[7]恽才兴．海洋地理信息系统(MGIS)研究进展．海洋地质动态，2002，18(1)：23～26
[8]张鹰，丁贤荣．以GIS为平台的海岛资源环境信息系统．黄渤海海洋，1997，15(3)：46～50
[9]肖国林．应用GIS建立中国海域油气资源地理信息系统的思路．海洋地质动态，2000，18(3)：1～5
[10]宋扬，李见为，曾航，钟建．基于组件式地理信息系统的二次开发．重庆大学学报(自然科学版)，2000，23(6)：121～123
[11]叶仰明，黄加棋．中国数字海洋的总体技术系统框架．海洋科学，2001，25(5)：1～4
[12]薛永生，胡建宁．构建数字海洋系统的模式设计．海洋科学，2000，24(8)：4～6
[13]赵丽宁，李一凡，赵德鹏．数字海洋空间数据库的构建．大连海事大学学报，28(1)：34～37
[14]刘宝银，张杰．海洋科学的前沿-“数字海洋”．地球信息科学，2000，3(1)：8～11
[15]谢仕义．粤西数字海洋综合管理信息系统设计．计算机工程与应用，2003，3：216～220
[16]钱自立，张鹰．海洋技术中的GIS应用．海洋工程，2001，19(3)：108～112
[17]张鹰，李红．海岸带信息管理系统与风暴潮预警子系统开发．海洋预报，2000，17(2)：64～72
[18]方银霞，虞夏军．地理信息系统在海洋领域的应用．海洋通报，2000，19(3)：85～89
[19]宋关福， 钟耳顺．组件式地理信息系统研究与开发．中国图象图形学报，1998，3(4)：313～317
[20]戴前石．林业地理信息系统空间数据质量及误差初探．中南林业调查规划，2002，21(3)：41～43
[21]韩丽蓉．青海大学地理信息数据库建库数据质量探讨．青海大学学报(自然科学版)，2002，20(1)：42～43
[22]戴塔根，邱冬生，鲍光淑，姚锐，谢文兵．地学数据模型及数据融合技术．中南工业大学学报，2001，32(3)：221～223
[23]马洪超、胡光道．地学数据融合技术综述．地质科技情报，1998，18(1)：97～101
[24]涂小强．信息融合的原理与方法概述．电讯技术．，1999，3：1～6
[25]马洪超，胡光道．地学数据融合技术综述．地质科技情报，1999，18(1)：97～101
[26]吴国平，谢智仁，黄艳等．中国东部第四纪海面变化信息系统研究．海洋地质与第四纪地质，1999，19(1)： 123～127
[27]宋立松，虞开森．基于地理信息系统的水文资料整编系统设计．水科学进展，2001，12(4)： 541～546
[28]何建邦，李新通．对地理信息分类编码的认识与思考．地理学与国土研究，2002，18(3)：1～7
[29]叶仰明，黄加棋．中国数字海洋的总体技术系统框架．海洋科学，2001，25(5)：1～4
[30]姚敏，张柏．采用构件技术开发地理信息系统应用软件．测绘信息与工程，2000，3：35～38
[31]何廉声等．南海地质地球物理图集，广州：广东省地图出版社，1987
[32]刘光鼎主编．中国海区及邻域地质地球物理系列图，北京：科学出版社，1991
[33]李全兴主编．南海海洋图集，北京；海洋出版社，1990
[34]张超等．地理信息系统实习教程．北京：高等教育出版社，2000，8
[35]黄杏元，马劲松，汤勤．地理信息系统概论．修订版，北京：高等教育出版社，2002，8
[36]修文群．地理信息系统GIS数字化城市建设指南．北京：北京希望电子出版社，2001，9
[37]修文群，池天河．城市地理信息系统．北京：北京希望电子出版社，1999．6
[38]王人潮．农业资源信息系统．北京：中国农业出版社，2000，8
[39]陆守一，唐小明，王国胜．地理信息系统实用教程．第二版．北京：中国林业出版社，2000，1
[40]肖克炎，张晓华，王四龙，刘冬林等。矿产资源GIS评价系统．北京：地质出版社，2000，3
[41]邵全琴．海洋地理信息系统研究与应用．北京：科学出版社2001，3
[42]边馥苓等．地理信息系统原理和方法，北京：测绘出版社，1996，7
[43]刘良明，ArcView基础教程．北京：测绘出版社，2001，9
[44]Maplnfo 6.0应用开发指南，三味工作室．北京：人民邮电出版社，2001，1
[45]MapX培训教程．MapInfo公司，2002
[46]汤国安，赵牡丹．地理信息系统．北京：科学出版社，2000
[47]胥可辉．黄河三角洲地理信息系统总体框架与关键技术研究．青岛海洋大学硕士论文，2002．6
[48]王宏．海岸带综合管理地理信息示范系统研究．青岛海洋大学硕士论文，2001．6
[49]TopMap系列产品简介．北京慧图信息科技开发有限公司．2002．9
[50]http://www.scsio.ac.cn/中科院南海海洋研究所主页
[51]http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/seltopo.html全球水深数据
[52]Basu A. Development of a Marine Information System for Various Data Analysis and Data Integration in the Hawaiian Exclusive Economic Zone [J].
IEEE Oceans'95, 1995,1:146-153
[53] Davis B, Davis P. Marine GIS: concepts and Considerations [J]. Proceedings. GIS/LIS'88, San Antonio, 1998,1:159-168．
[54] Drutman J C, Rauenzahn K A. Marine Geophysics Modeling with Geographic Information Systems [J]. IEEE Ocean'94, 1994,3:528-531
[55] Rongxing Li, Saxena N K. Marine Geographic Information System: Approaches.Applications and Trends[J]. IEEE Oceans'93, 1993,3:49-54
[56] Yafang Su. Monterey Bay Marine GIS [J]. International Journal of Geographic Information Systems, 1997,2: 308-315．
[57] M.EI-Raey. Vulnerability assessment of the coastal zone of the Nile delta of Egypt, to the impacts of sea level rise. Ocean and Coastal Management, 1997(377) 1:29-40
[58] Lawrence A. West. Florida's Marine Resource Information System A Geographic Decision Support System. Government Information Quarterly, 1999,(16) 1: 47-62
[59] Yang Xiangheng. GIS-based decision support for drained wetland restoration in the Eel River watershed of N.E. Indiana, Ph.D. Dissertation, INDIANA STATE UNIVERSITY, 2000
[60] Hu Shunfu. Integrated multimedia approaches to the utilization of Everglades vegetation databases , Ph.D. Dissertation , UNIVERSITY OF GEORGIA, 1998
[61] Katherine B.STANBURY et al. Applications of Geographic Information Systems (GIS) to habitat assessment and marine resource management , OCEANOLOGICA ACTA, 22(1)
[62] M.S. Abdel-Rahman et al, Geographic information systems as a tool for control program management for schistosomiasis in Egypt, Acta Tropica 79 (2001) 49-57
[63] Porter, Dwayne E. et al, Assessing the impacts of anthropogenic and physiographic influences on grass shrimp in localized salt-marsh estuaries,
Aquatic Botany, Volume: 58, Issue: 3-4, October, 1997, pp. 289-306
[64] Steven A. Kuehl et cl., Subaqueous delta of the Ganges-Brahmaputra river system, Marine Geology, 144(1997) , 81-96
[65] Huang Qiaohua et al., Sustainable development and coastal management of tidal flat in Jiangsu Province, China, Chinese Geographical Sciences, 1998, 8/1, pp33-43．
[66] Ferron Risinger, Ren Clark, Marshall Earle et al. Work reports of government(U. S. A), NTIS NO:AD-A3 14791 / 2 / HDM.1996-0 9-1 6
[67] Basu A. Developmentof a Marine Information System for Various Data Analysis and Data Integration in the Hawai-ian Exclusive Economic Zone [J] . IEEE Oceans'95,1995,1:1 46-153
[68] Carey D A,Keith D.Schoenherr J,et al. Construction of a Regional Relational/ GIS Database in Support of Ocean Disposal Issues in Massachusetts Bay[J]. IEEE Oceans'92, 1992,1:207-212
[69] Trinanes JA,Cotos JM.Tobar A,etal. A Geographic Information System for Operational Use in Pelagic Fisheries-FIS[J].IEEE Oceans'94,1994,3:532-535
[70] Haddad,Kenneth D.Mac Aulay.McGarry G, et al. GIS and Fisheries Management[J]. Coastal Zone'93Coastal Zone:Proceedings of the Symposium on Coastal and Ocean Management,1993,1:68-78