3s技術(shù)在海洋中的綜合利用

1、3s技術(shù)在海洋中的綜合利用0820206郎愛娜3S技術(shù)是遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的統(tǒng)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導航技術(shù)和計算機技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。RSRS是指從高空或外層空間接收來自地球表層各類地物的電磁波信息，并通過對這些信息進行掃描、攝影、傳輸和處理，從而對地表各類地物和現(xiàn)象進行遠距離控測和識別的現(xiàn)代綜合技術(shù)。GISGIS就是一個專門管理地理信息的計算機軟件系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)輸入、預(yù)處理功能、數(shù)據(jù)編輯功能、數(shù)據(jù)存儲與管理功能、數(shù)據(jù)查詢與檢索功能

2、、數(shù)據(jù)分析功能、數(shù)據(jù)顯示與結(jié)果輸出功能、數(shù)據(jù)更新功能等。地理信息系統(tǒng)一般由計算機、地理信息系統(tǒng)空間軟件數(shù)據(jù)庫、分析應(yīng)用模型圖形用戶界面及系統(tǒng)人員組成。GPSGPS是具有海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。GPS是由空間星座、地面控制和用戶設(shè)備等三部分構(gòu)成的。GPS測量技術(shù)能夠快速、高效、準確地提供點、線、面要素的精確三維坐標以及其他相關(guān)信息，具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。作為建立數(shù)字海洋的三大支撐技術(shù)GPS,GIS和RS,在海洋空間數(shù)據(jù)處理中各具特點,又密切相關(guān)。GPS可在瞬間產(chǎn)生目標定位坐標，GIS具有較好的查詢檢索、空間分析計算和綜合處理能力,

3、RS可快速獲取區(qū)域面狀信息。3S集成技術(shù)充分發(fā)揮各自的長處,形成了多功能綜合技術(shù)系統(tǒng),實現(xiàn)了海量信息獲取與信息處理的高速、實時和信息應(yīng)用的高精度和定量化，即GPS和RS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位,GIS進行相應(yīng)的空間分析。當前,3S技術(shù)在海洋領(lǐng)域主要應(yīng)用于海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋災(zāi)害預(yù)警預(yù)報、海洋資源調(diào)查方面,近幾年擴展到海岸線測量、海域勘界、厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生機制和各種尺度的海氣相互作用過程等科學研究領(lǐng)域。一、3S在海洋資源與環(huán)境中的應(yīng)用目前,越來越多的地理信息已在國民經(jīng)濟建設(shè)諸多領(lǐng)域中顯示出巨大的應(yīng)用價值。GIS技術(shù)用于對空間環(huán)境數(shù)據(jù)進行管理、查詢、分析，并且利用GIS的統(tǒng)計制圖功能

4、形象地展示出各種環(huán)境專題內(nèi)容、環(huán)境數(shù)據(jù)空間分布與數(shù)量統(tǒng)計規(guī)律,以滿足環(huán)境保護實際需要。3S、專家系統(tǒng)及決策支持系統(tǒng)是當今信息時代的尖端技術(shù),它們?nèi)￠L補短、相輔相成,為資源開發(fā)、環(huán)境保護提供比較完善的技術(shù)支持,有助于海洋資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。借助3S,應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)與通訊和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，建立現(xiàn)代化海洋實時立體監(jiān)測管理系統(tǒng),實現(xiàn)信息更新、信息共享,并通過圖形方式對管理與決策前景進行動態(tài)模擬,為海洋資源開發(fā)、海洋環(huán)境和氣候的監(jiān)測、海洋防災(zāi)減災(zāi)以及維護國家海洋權(quán)益服務(wù)。二、3S與海洋資源的開發(fā)利用海洋中蘊藏豐富的石油、天然氣、天然氣水合物、多金屬結(jié)核、海底熱液多金屬硫化物等礦產(chǎn)資源,它們的分布、規(guī)

5、模、儲量評價、開發(fā)利用的環(huán)境條件及可行性等,無疑依賴于快速、高效、準確的探查技術(shù)。根據(jù)海洋資源數(shù)據(jù)庫中的物探、化探資料及GPS和RS提供的信息，應(yīng)用GIS空間分析功能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)來探索海洋成礦特點和規(guī)律,為海洋管理、海岸帶和海島資源開發(fā)提供科學依據(jù)。成本低、速度快，有利于克服自然界惡劣環(huán)境限制，減少投資盲目性。三、3S與海洋環(huán)境保護利用3S建立海洋環(huán)境和災(zāi)害信息庫、海洋環(huán)境質(zhì)量評價和災(zāi)害預(yù)報系統(tǒng)，能夠為環(huán)境監(jiān)測、管理、規(guī)劃及評價提供重要的技術(shù)支持，為保護海洋環(huán)境及海上航行、生產(chǎn)安全服務(wù)。環(huán)境監(jiān)測遙感技術(shù)在海洋調(diào)查中顯示出大范圍、多時像、高分辨率的特點，RS在河口泥沙規(guī)律研究、海水海溫監(jiān)測、漁

6、場監(jiān)測、海洋污染監(jiān)測等方面發(fā)揮了重要作用，對厄爾尼諾效應(yīng)、赤潮等的監(jiān)測也收到較好的效果。環(huán)境管理GIS等技術(shù)能對各種海洋環(huán)境、資源，如海洋生物資源、大氣質(zhì)量、海洋水資源、污染物排放范圍等進行實時監(jiān)測、更新，并能有效地進行環(huán)境統(tǒng)計分析，進而進行環(huán)境總體規(guī)劃;可動態(tài)展示污染源位置、類型、負荷及對區(qū)域環(huán)境造成的影響。環(huán)保應(yīng)急反應(yīng)對于重大環(huán)境事件，環(huán)境保護部門要具有應(yīng)急反應(yīng)能力，并能針對事件的特性做出迅速反應(yīng)和決策，如水質(zhì)污染、油船泄露等。環(huán)境規(guī)劃應(yīng)用GIS進行近岸海流模擬分析，同時還可以分析近海岸帶懸浮物的分布情況。另外,GIS等技術(shù)可以快速、準確、客觀、動態(tài)地對重點海域的環(huán)境質(zhì)量進行趨勢預(yù)報，為區(qū)

7、域環(huán)境規(guī)劃工作提供全面支持，為國家和地方進行宏觀決策提供科學依據(jù)。環(huán)境評價我國目前正在或?qū)⒁M行的資源開發(fā)和重大工程項目，如南海大陸架石油開發(fā)等，應(yīng)用GIS等技術(shù)可以對其進行勘探、選址及建成前后的環(huán)境問題進行分析、預(yù)測和研究，并實現(xiàn)其動態(tài)、連續(xù)、準確的監(jiān)測、評價與環(huán)境影響規(guī)劃方案的制定。與海洋精細漁業(yè)海洋精細漁業(yè)指將3S、計算機、通訊、網(wǎng)絡(luò)及自動化技術(shù)等高科技與地理學、漁業(yè)、生態(tài)學、沉積學等基礎(chǔ)學科有機地結(jié)合，對魚群、水質(zhì)、底質(zhì)進行從宏觀到微觀的實時監(jiān)測，以實現(xiàn)對魚苗生長、發(fā)育、營養(yǎng)狀況、災(zāi)害以及相應(yīng)的環(huán)境進行定期信息獲取和動態(tài)分析。通過診斷和決策制定計劃，并在GPS和GIS集成系統(tǒng)支持下發(fā)展

8、信息化現(xiàn)代海洋漁業(yè)。四、3s與海洋災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)報海水入浸實時監(jiān)測當前，全球氣候變暖，海平面上漲，且海水入侵面積仍有擴大的趨勢。我國海岸線長，沿海地區(qū)面積大、海拔低，海平面單位高度的上漲會對沿海地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成巨大危害。應(yīng)運用3S動態(tài)、實時監(jiān)測海水入浸，分析、預(yù)報災(zāi)情，提供有效的措施及建議。重大自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報東部沿海地區(qū)為海洋災(zāi)害多發(fā)區(qū)，其中最為嚴重的是臺風、海流、風暴潮、海浪、赤潮等災(zāi)害。因此，如何準確預(yù)報重大災(zāi)害，提高區(qū)域綜合減災(zāi)能力，已構(gòu)成可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的重大科學問題。用GPS測定災(zāi)區(qū)的準確地理位置，結(jié)合GIS中已存儲的災(zāi)區(qū)地形、交通等信息，即可對災(zāi)害進行評估、預(yù)測，

9、并能對不同決策方案的效果進行模擬、對比，向各級決策部門提供救災(zāi)、減災(zāi)的輔助決策方案。海洋生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測海上溢油事故頻繁發(fā)生、沿海工業(yè)廢水排放量日益增多、海水養(yǎng)殖業(yè)趨向于高密度大面積的產(chǎn)業(yè)化、工廠化養(yǎng)殖，造成環(huán)境質(zhì)量下降、近海營養(yǎng)鹽過剩，赤潮頻發(fā)，嚴重危害著海洋生態(tài)平衡。運用3S建立海洋環(huán)境動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及海洋生態(tài)變化監(jiān)測系統(tǒng)，對合理管理海域、分析環(huán)境變化和預(yù)測海洋生態(tài)狀況具有重大意義。海洋工程安全立體監(jiān)測與預(yù)報近海資源與環(huán)境的開發(fā)依賴于海洋工程構(gòu)筑物，工程安全狀況直接影響開發(fā)工作的經(jīng)濟、環(huán)境效益，甚至決定開發(fā)工作的成敗。海洋工程安全性既取決于工程結(jié)構(gòu)本身狀況，也取決于周圍的環(huán)境荷載，如風、浪、冰、地震荷載等。建立對海洋工程構(gòu)筑物狀況