基于镶嵌数据集的海量数据存储管理 ——以青海湖流域为例

如何对多源、多尺度和不同分辨率的海量影像数据进行高效存储与管理已成为当前地理信息数据库建库的关键。镶嵌数据集是当前管理栅格影像数据的新技术。本文详细阐述了镶嵌数据集管理海量数据的处理方法与入库技术流程。同时以青海湖流域为研究区,选择最新的Landsat 8遥感影像数据与Aster DEM两种数据格式为例,应用新的镶嵌数据集数据处理与入库技术,实现了不同格式影像数据的镶嵌处理、数据系列产品的生成以及不同格式栅格数据的标准统一与数据建库工作。实验结果表明,使用镶嵌数据集可以高效地处理不同来源、不同时期以及不同格式的影像数据,可以实现多种类型影像数据及相关数据产品的实时构建、快速查询以及大容量数据的高效存储,说明应用镶嵌数据集在多源数据集成管理、数据显示以及网络并发访问等方面具有巨大的优势。     

十三陵地震台观测技术系统优化改造

在北京十三陵地震台建设了一个高度集成的地震观测监控系统,将原来分散的观测项目(如测震、GPS、气氡、气汞、电磁波、地电场等测项),改造为集中到一台服务器管理,在一个监控平台上统一实现了对台站数据的收集、入库、管理、处理、监控等业务;对这些观测项目可以在控制台上直接取数并将数据入库;初步实现了观测数据的收集、数据处理、数据管理、数据监控的软件管理系统,减少了系统维护工作量,方便台站工作人员操控。监控系统的地震前兆数据监管软件系统DataMonitor可准实时监视数据,检查数据的异常和到达情况,并向台站数据管理人员告警;可对数据库数据进行统计,包括数据到达情况统计、缺数统计、数据连续率统计等。该系统还提供多种前兆数据处理方法,实现对前兆数据的各种常规分析处理。     

十三陵地震台观测技术系统优化改造

在北京十三陵地震台建设了一个高度集成的地震观测监控系统，将原来分散的观测项目（如测震、GPS、气氡、气汞、电磁波、地电场等测项），改造为集中到一台服务器管理，在一个监控平台上统一实现了对台站数据的收集、入库、管理、处理、监控等业务；对这些观测项目可以在控制台上直接取数并将数据入库；初步实现了观测数据的收集、数据处理、数据管理、数据监控的软件管理系统，减少了系统维护工作量，方便台站工作人员操控。监控系统的地震前兆数据监管软件系统DataMonitor可准实时监视数据，检查数据的异常和到达情况，并向台站数据管理人员告警；可对数据库数据进行统计，包括数据到达情况统计、缺数统计、数据连续率统计等。该系统还提供多种前兆数据处理方法，实现对前兆数据的各种常规分析处理。     

基于GeoServer海底数据RIA WebGIS系统设计与建立

由于海底数据获取的困难性及数据的多源性,导致其共享与管理存在诸多问题,Web GIS可以将这些海底数据以矢量化的方式展现在网络上,实现大范围的数据共享。文章在分析海底数据特征基础上,将海底数据进行专题分类入库,并采用开源地图服务器Geo Server及开源GIS框架Open Scales技术,提出海底数据的RIA(Rich Internet Application,富互联网应用程序)Web GIS数据管理系统的设计与实现,介绍了系统开发的关键技术和流程,并以莱州湾为例实现系统的应用,最终实现了莱州湾海底数据的显示、管理及常规GIS功能。     

三峡库区上游沱江流域总磷浓度时空变化特性及影响因素分析

沱江是三峡水库上游重要的入库河流和主要的总磷(TP)来源,研究沱江流域TP时空变化特性及其成因对三峡水库TP入库污染物允许通过量达标和流域TP污染治理具有重要意义.利用2011—2018年沱江流域干支流20个国控和省控监测断面的水质数据和断面汇流区污染源数据,采用Pearson相关性分析法、单因素分析法和层次聚类分析法...     

地质灾害海量监测数据处理方法研究

随着地质灾害信息化管理的快速发展以及云技术、物联网、移动互联网技术的广泛应用,极大地推动了地质灾害无线自动化监测技术的进步,随着这一技术的成熟,地质灾害监测数据量突飞猛涨、数据类型也越来越复杂。本文结合具体科研项目,在总结地质灾害无线自动化监测流程和监测数据特征的基础之上,针对地质灾害海量监测数据对存储、检索方面的新要求,在硬件、软件方面进行了相应的优化工作,并开发了地质灾害监测数据自动入库系统,解决了多源监测数据集成的难题,同时基于数据挖掘技术,构建了地质灾害监测数据调试系统,充分挖掘大数据的隐藏价值,最终开发了地质灾害监测数据展示平台。     

三峡水库上游河流入库面源污染负荷研究

借鉴水文分割法的原理,在基流分割的基础上,建立了面源污染负荷估算公式. 基于相关性分析、回归分析,提出了污染类型判定和数据补插原则. 以2004和2005年的水文水质数据为基础,将该方法应用于三峡库区上游河流入库面源污染负荷研究, 并采用相关系数法作为对比,对该方法在应用中可能导致的结构性偏差予以探讨. 结果表明,2004年嘉陵江、长江干流、乌江三江入库COD_Mn,总氮和总磷的污染负荷(以包含溶解态和颗粒态成分的总物质通量表示)分别为168.96×104,70.30×104和10.95×104 t;2005年分别为228.24×104,66.64×104和14.24×104 t;在总量组成中,面源是三江入库污染物的主要来源,占总入库负荷的60%～80%;在空间分布上,长江干流对入库面源污染负荷的贡献占绝对优势,嘉陵江、乌江的面源污染总贡献率仅占13.4%～39.4%;在营养物负荷组成方面,氮对水体的影响以溶解态氮作用为主,磷对水体的影响以颗粒态磷作用为主. 水文分割法的改进值得进一步关注,但在尚未出现十分科学、合理的改进算法时,该方法仍不失为面源负荷研究的有效方法.      

基于EAM的水环境数据平台的设计与实现

通过研究水环境管理中的数据库或数据平台的规范建设模式,提出了基于EAM的水环境数据平台建设方法,采取EAM方法设计了分层数据库,引入了数据集市对业务模板分类管理,构建了多数据库兼容技术和算法生成模块,综合建设出一套适合大数据管理要求的水环境数据平台。实践表明,这种方法构建的数据平台,能有效解决目前多系统、多数据、应用需求动态变化、以及数据安全的问题,有利于提升水环境大数据建设的基础。     

三峡水库主要入库河流氮营养盐特征及其来源分析

以2004～2005年的三峡水库3条主要入库河流(长江、嘉陵江、乌江)中的水文、水质的调查数据为依据,研究了三峡水库入库河流中主要的水文变化特征、氮营养盐的季节性分布规律及其形态组成.结果表明,3条入库河流的流量、流速呈现季节性变化,三峡水库入库河流的主要水文特征值已处于水华暴发的危险范围内,很容易发生水华.3条入库河流中总氮含量年均值都在1.55～2.15 mg/L之间,总体偏高,乌江武隆断面的总氮浓度最高,嘉陵江北碚断面次之,长江朱沱断面最低,并且3条河流丰水期水体中总氮含量均高于枯水期,说明非点源对氮污染影响较大;溶解态无机氮(DIN)是总氮的主要存在形式,而其中又以硝酸盐氮(NO3--N)为主,平均占到DIN的70%以上.氮素污染多以还原态氨氮(NH4 -N)的形式排入水体,经过硝化作用,NH4 -N氧化成亚硝酸盐氮(NO2--N),然后再氧化成稳定的NO3--N,并且消耗掉水体中大量的氧.入库河流水体中的NO3--N主要来自农田径流、城市污水、城市径流以及淹没土壤的释放,NH4 -N的来源主要是城市污水、工业废水以及少量的生活垃圾和船舶废水.     

基于HJ-1卫星的丹江口库区水质遥感监测研究

丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地,其水质安全将直接影响到调水工程的成败。利用不同水质具有不同光谱特征的特点,采用遥感技术对水域水质进行大范围、准确、快速监测。根据丹江口库区2011年3月、7月、2013年3月、9月4景HJ1A/B卫星遥感影像,结合同步的地面实测水质数据,采用经验反演模型对丹江口水库叶绿素a浓度、水体悬浮物浓度和水体透明度进行了定量遥感反演研究。结果显示,由于2011年受到长江中下游区域重大旱情影响,汉江入库流量较小,造成丹江口水域面积减少;同年相比,水体叶绿素a浓度枯水期比丰水期高;2013年相比2011年水体叶绿素a浓度略有上升;丹库、汉库入库口的水体悬浮物浓度要高于其他区域,主要由于入库口的水流量较大,水体扰动较强。入库口区域较高的悬浮物浓度造成水体透明度要低于其他区域,丹库水域面积大,有利于悬浮物沉积,因此丹库水体透明度高于汉库。     

海洋环境监测信息化体系协同运行实践与思考

根据海洋环境监测数据来源的不同,以数据为核心,围绕着数据的获取、数据的存储、数据的分析评价、信息的发布等数据流向的各个环节,开展了不同数据来源全流程的信息化工作,数据流向的每个环节都有相应的成果且实现了协同业务化运行,构成了海洋环境监测信息化体系。本文阐述了海洋环境监测信息化体系及各组成部分协同运行原理,重点介绍海洋环境监测信息化体系中的关键组成部分,对其成功应用实践进行了总结和概括,并从实际应用的角度出发,提出了将来海洋环境监测信息化工作的重点和发展方向。     

海洋环境立体监测技术

为了保护和合理利用海洋,必须对海洋环境进行长期连续、多要素、多维空间的立体监控。海洋环境立体监测系统技术摒弃了传统将水样带回实验室预处理、存放再进行后期分析的低效方法,极大地提高了数据的采集效率,减轻了海洋监测工作者的劳动强度,节省了人力、物力和财力。本文介绍了海洋环境立体监测技术中的系统集成及数据分析平台等。     

海洋生态环境监测体系与管理对策研究

近几十年来,在国家和沿海各级政府的大力支持下,中国的海洋生态环境监测事业得到了迅速发展,监测体系逐步完善,监测能力显著提高,监测内容不断丰富,为海洋生态环境综合管理积累了海量的基础数据并提供了决策支撑.本文主要综述了中国的海洋生态环境监测体系,从管理体制、机构组成、监测内容等方面进行了介绍和研究,并分析了面临的主要问题,在此基础上提出了强化监测工作管理的对策.     

浙江省海洋水质浮标在线监测系统构建及应用

本文重点介绍了浙江省海洋水质浮标在线监测系统的构建及初步应用。系统构建包括浮标系统、监控平台、信息管理系统和运行管理四部分。浮标系统整体运行基本稳定;浮标系统的运行情况表明采用海洋水质监测浮标对海洋环境开展实时在线监测是可行的;浮标监测数据已初步应用于滨海旅游区环境状况速报和赤潮短期预警报,并取得了阶段性成果。文章最后对传感器技术研究、浮标数据的质量控制和数据应用研究等做了展望。     

通信技术在近海环境监测中的应用

本文针对海洋环境监测覆盖面广、站位分散、数据间断和频繁少量的特点以及海洋环境监测自动化、实时化和连续化的发展趋势,提出一种基于水上移动通信和水声通信技术的海底观测链方式,并以海床基监测数据实时传输系统为例,对系统组成、技术特点、技术原理和应用分别阐述,旨在推广通信技术在海洋环境监测领域中的应用。     

海洋环境突发事件的大数据协同治理体系研究

为了提升当前海洋环境突发事件治理体系在大数据时代收集、储存、分析、预警的能力并增强单一海上应急部门的处置能力,研究分析了大数据协同治理海洋环境突发事件的优势,构建了大数据背景下的协同治理体系,充分利用大数据对数据信息的收集、分析能力,在我国大规模开发海洋资源背景下,为处置海洋环境突发事件提供有效的支持。     

日本海洋环境质量标准体系现状及启示

岛国日本一直致力于海洋资源开发和海洋环境保护,研究日本海洋环境保护政策的重要内容,环境质量标准体系,具有重要意义.根据日本海洋环境监测的实施状况,分析了日本海洋环境质量标准体系的构成,概述了其主要内容.目前日本的海洋环境质量标准体系由环境质量标准项目、标准限值、分析方法、监测方法、评价方法和表征方法等构成;并根据社会需要和科技发展不断调整,其监控要求、手段、监测频次和控制力度层次不同,体现了从防患于未然到国家严格控制的污染物监测管理的需要.     

中国海洋保护区的生态环境监测工作

近年来,我国海洋保护区生态环境监测工作逐年加强,监测技术标准稳步发展,监测能力建设逐步推进,已在海洋保护区监管工作中发挥了重要作用。当前一些发达国家在海洋生态环境监测方面更加注重监测的制度建设,在形式上已步入“天-空-海、水面-水体-海底”立体监测时代。我国应借鉴国外的先进经验,着力构建和完善“天空地一体化”海洋保护区生态环境监测体系,加快推进海洋保护区生态环境监测标准化进程,加强海洋保护区信息共享机制建设,为我国海洋保护区生态环境监测工作的开展及海洋保护区监管工作提供有力支撑。     

海洋牧场多水层溶解氧在线监测系统的构建及应用

为满足海洋牧场养殖区域多水层溶解氧（dissolved oxygen,DO）含量实时、在线、连续监测的需求,本文设计了一种剖面DO在线监测系统,系统集成自主研发的光学DO传感器,设计了链式DO剖面测量结构,开发了基于STM32单片机的数据采集与控制系统,通过无线传输模块与远程监控中心通信对接,实现了海洋牧场多水层DO监测数据的实时传输与可视化显示,方便用户查看当前海水DO及温度变化状况、历史数据及变化趋势。性能测试表明,本系统DO探头漂移可控制在3%范围内,整套系统的稳定性好、可靠性高。2016年至2018年,本系统在山东烟台的东方海洋云溪牧场进行了应用示范。观测数据显示:DO与温度表现出相似的变化规律,即表层>中层>底层;表层水DO浓度较高且变化幅度较小,中层海水DO变化幅度明显高于表层和底层,底层海水在未有明显的垂直混合作用下,DO呈持续走低趋势。观测期间,2016年和2017年海洋牧场底层海水均出现了长达18 d以上的低氧现象,且测试数据的时间序列变化趋势与天气变化相吻合,为海洋牧场的养殖企业提供了预警预报,减少了低氧灾害所带来的经济损失。     

海洋资源环境承载能力监测预警业务体系构建与应用初探

本文在综合分析海洋资源环境承载能力监测预警技术框架的基础上,从业务组织体系、监测方案综合协调机制、数据库和软件模块4个方面构建了海洋资源环境承载能力监测预警业务体系,并探讨了海洋资源环境承载能力监测预警结果在海洋空间区域/规划、海洋生态补偿与生态修复、"湾长制"等海洋管理新制度、自然资源资产管理与追责、海洋与环保督察等具体海洋监管工作中的应用方向,为构建海洋资源环境承载能力监测预警长效机制探索切实途径。