梅元勋，薛 涛，曾兴国

(1．宁波市测绘设计研究院，浙江 宁波315000;2．中国科学院国家天文台月球与深空探测重点实验室，北京100012)

一、引 言

对于我国沿海省份而言，海洋与渔业信息是地理国情信息中的一项重要组成部分，对海洋与渔业信息的动态监测也是地理国情监测的一项重要目标，然而在实现这一目标的过程中却存在诸多问题。

首先，海洋与渔业信息与其生产业务密切相关，而不能简单地套用普通的基础地理信息，但迄今为止海洋渔业相关数据规范方面尚没有一个较好的方案;其次，海洋与渔业信息受市场、气候等多方面的影响，是一个时效性很强、动态变化快的地理相关信息，如何快速获取、时效管理是当务之急;最后，这些海洋渔业信息往往需要到各个海洋渔业相关的野外生产机构去调研获取，增加了数据获取的难度与成本。由于上述存在的诸多问题，导致了现有的海洋渔业信息的采集与管理处在一个缺失或滞后的状态。

针对上述存在的问题，可采用移动GIS的方法来解决，移动GIS技术是一种基于移动式客户端进行数据处理、管理、分析的GIS形态。在相关原理概念方面，李成名等研究了移动GIS的原理方法、关键技术与应用［1-3］，李海艳研究了移动GIS的概念体系［4］;在数据及其采集研究方面，Shi等研究了移动GIS动态数据模型［5］，Pundt研究了野外采集移动GIS数据语义信息及其质量控制的方法［6］;在移动GIS应用方面，Montoya等研究了移动GIS在灾害监测中的应用［7］，Tsou研究了移动GIS在环境管理方面的应用［8］，陈飞翔研究了其在LBS中的应用［9］，刘伟研究了其在应急救援系统中的应用［10］，胡志明研究了使用iOS进行移动GIS开发［11］。

在上述研究基础上，本文从海洋渔业的生产管理需要出发，对其相关数据进行分类规范，使用移动GIS的方式来快速采集和管理海洋渔业信息，以实现对海洋渔业信息的动态监测管理。

二、设计方案

1．海洋渔业信息的数据分类设计

根据宁波市海洋渔业相关生产需要，海洋与渔业信息主要分为3类，即基础地理数据、海洋渔业专题数据及辅助管理数据。

基础地理数据为海洋渔业信息提供空间参考(落地服务)，具体落实到海洋渔业信息中，可以体现为其处于的地名、地址、作业空间范围等。

海洋渔业专题数据是海洋渔业信息最为重要的部分，包括与海洋渔业相关的港口、养殖、流通等各类专题数据。以宁波市为例，宁波市海洋渔业信息主要包括渔港信息、水产养殖信息、流通加工信息3个大的方面。其中，渔港信息按照功能主要划分为小型渔港、重点渔港、主要渔港;水产养殖信息按照养殖方式划分为池塘养殖、大水面养殖、网箱养殖、工厂化养殖及苗种繁殖5大类水产养殖信息，各个主要大类下面又分若干子类;流通加工信息按照生产环节主要划分为水产企业、批发市场等。

辅助管理数据是对海洋渔业生产管理相关的数据，主要包括渔业相关的公司信息、法人信息、设备信息等。

这3类数据通过基础地理信息进行关联，所有的海洋渔业专题数据、辅助管理数据都通过空间信息关联到相应的基础信息之上进行集成、分析、管理。

2．海洋渔业信息的采集流程设计

对海洋渔业信息进行规定之后，在此基础之上，设计海洋渔业信息的采集流程，本文设计主要包括以下几个步骤。

(1)数据野外采集与数字签名

通过移动客户端野外采集海洋渔业各类相关数据，以PDA客户端为例，首先按照各类数据进行标准输入，数据内容格式包括基本版与扩展版，根据需要分别使用，输入完毕之后，需要进行数字签名的存储，以保证数据的真实可靠。这一步主要在移动端环境，由数据采集员在野外调研采集完成，如图1所示。

图1 PDA数据采集面板

(2)数据的审核与修改

初步录入的数据只包含简单的文本信息，需要对这些信息进行审核验证，对于有误的数据进行更正，对于不正确的数据进行删除，以确保信息的正确。这一步也主要在移动端环境，由野外调研人员完成，如图2所示。

图2 数据审核与修改面板

(3)数据的空间关联与入库

审核完毕之后，按照数据的专题类别，进行数据入库，同时将专题数据、辅助管理数据进行空间关联，使其落地，与基础地理信息数据融合，形成一个完整的海洋渔业空间数据库。这一步主要在服务端，由内业人员完成，如图3所示。

图3 数据空间关联与入库

3．海洋渔业信息管理与分析设计

海洋渔业信息的采集管理主要目的在于实现对海洋渔业信息的动态监测，为动态监察执法和渔业护航提供基础数据支撑。基于此，在设计其管理分析应主要兼顾以下3个功能。

(1)海洋渔业信息统计分析

统计分析的目的在于能够对海洋渔业信息综合概要性的分析，以统计图表的方式提供给用户或决策者，让其更快速地了解海洋渔业信息的总体情况。

(2)海洋渔业信息空间分析

空间分析是海洋渔业相关辅助决策支持最为重要的分析功能，除了简单的空间查询、定位外，还包括历史情况对比、用户交互标注分析等，使得隐含在数据中的规律变化充分暴露在用户或决策者面前，使其能够作出正确的分析判断，这对于海洋渔业监测执法尤其重要。

(3)三维可视化分析

三维可视化分析是针对海洋渔业特殊复杂环境而言所必需的一种分析方式，海洋渔业所包括的海港信息是一个涵盖海陆空间信息的复杂地理环境，通过三维仿真，才能更逼真、更直观地显示重点区域的实际情况，更好地展示海洋与渔业信息的细节情况。

三、海洋渔业信息系统的实现

1．系统结构

根据上述设计方案，初步实现了一个海洋与渔业信息化综合管理平台，系统体系结构划分为1个基础平台(海洋与渔业GIS综合管理平台)、3个体系(标准规范体系、安全保障体系和系统管理维护体系)和5个层次(数据采集层、资源管理层、应用支撑层、业务应用层和表现层，移动端主要包括数据采集层，服务端包括后面4层)，具体如图4所示。

图4 系统体系结构

如图4所示，其中，标准体系主要为海洋渔业信息提供数据标准规范;安全保障体系和系统管理维护体系是系统的软硬件系统支撑和运维支撑;表现层是以上各层的人机交互界面。

2．实例应用

以宁波市海洋与渔业信息化综合管理平台为例，其主要功能包括海洋渔业信息采集、信息传输交换、海洋与渔业基础信息管理与应用、应急管理、执法监管、行政审批、辅助决策支持与公众信息服务一体化，以水产养殖普查数据为基础，建立专题数据野外采集、数据入库、综合管理、三维仿真应用的模式，具体功能叙述如下。

(1)海洋渔业信息综合情况统计分析

统计海洋渔业渔港总体情况，如图5所示。

图5 海洋渔业信息统计分析

(2)海洋与渔业信息化综合管理空间分析

基于基础地理数据和水产养殖等专题数据实现系统管理、图层控制、定位查询、属性查询、报表输出、历史对比、系统管理和用户标注等基本功能，如图6所示。

图6 海洋渔业信息空间分析

(3)宁波市海洋与渔业GIS三维仿真应用

基于宁波基础地理空间数据，结合海洋与渔业管理特点，对崇堍塘避风渔港、中国水产城、石浦渔港(部分)等重点区域开展三维仿真应用，逼真、直观地显示重点区域的实际状况，展现宁波海洋与渔业蓝图，如图7所示。

图7 宁波海港三维可视化分析

四、结束语

通过分析海洋渔业信息监测存在的数据标准不一、数据动态更新快、数据采集环境复杂等问题，本文提出了在海洋渔业数据规范化的基础上，采用移动GIS海洋渔业信息采集管理方案，在移动端进行复杂环境海洋渔业信息的快速采集，在客户端集成统计分析、空间分析、三维可视化分析的海洋渔业信息的管理与分析方案，并以宁波市海洋渔业信息管理平台中对该方案进行了实现和验证。试验表明，该方案可以较好地解决现在存在的一些技术问题，为海洋渔业信息动态监测和决策支持提供帮助。

本方案的不足之处在于:海洋渔业信息是一类庞大而复杂的空间信息，本文的数据分类规范主要建立在宁波市的海洋渔业生产具体情况之下，对于其他区域或全国范围内的海洋渔业情况不一定普遍适用;其次，本方案实现的数据的管理与分析也主要针对宁波市的海洋渔业信息的管理与生产，但主要应用较为简单。这两方面的内容都需要在以后的研究中，进一步加强与其他沿海城市的合作，以更好地设计和完善其数据管理与分析功能，从而在整个国家层面，形成一个更加完整规范的海洋渔业信息数据规范和应用规范，为我国的地理国情监测项目提供海洋渔业信息的动态监测方面的保障。

［1］ 李成名，王继周，刘勇．移动GIS的原理，方法与实践［J］．武汉大学学报:信息科学版，2005，29(11):990-993．

［2］ 康铭东，彭玉群．移动GIS的关键技术与应用［J］．测绘通报，2008(9):50-53．

［3］ XU Hanwei．The Key Technology of Mobile GIS Development and Its Application Prospects［J］．Engineering of Surveying and Mapping，2003(1):11-14．

［4］ 李海艳．移动GIS的概念体系研究［D］．西安:长安大学，2006．

［5］ SHI W，KWAN K，SHEA G，et al．A Dynamic Data Model for Mobile GIS［J］．Computers＆Geosciences，2009，35(11):2210-2221．

［6］ PUNDT H．Field Data Collection with Mobile GIS:Dependencies between Semantics and Data Quality［J］．GeoInformatica，2002，6(4):363-380．

［7］ MONTOYA L．Geo-data Acquisition through Mobile GIS and Digital Video:An Urban Disaster Management Perspective［J］．Environmental Modelling＆ Software，2003，18(10):869-876．

［8］ TSOU M H．Integrated Mobile GISand Wireless Internet Map Servers for Environmental Monitoring and Management［J］．Cartography and Geographic Information Science，2004，31(3):153-165．

［9］ 陈飞翔，杨崇俊，申胜利，等．基于LBS的移动GIS研究［J］．计算机工程与应用，2006，42(2):200-202．

［10］ 刘伟．基于移动GIS的应急救援指挥系统的设计与实现［D］．北京:中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)，2012．

［11］ 胡志明．基于ArcGIS for iOS的移动GIS开发研究［D］．上海:华东师范大学，2012．