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海洋基础科学数据库及其信息管理系统的建立 阎 军 代亮 范奉鑫 陈长安 （中国科学院海洋研究所，青岛 266071） 提要 探讨了把GIS技术和空间数据仓库技术引入正在建设的海洋基础科学数据库及其信息管理系统海洋基础科学数据库及其信息管理系统海洋基础科学数据库信息管理系统海洋基础科学数据库及其信息管理系统[1]： （1）数据系统随机性的综合信息提取功能差；（2）原有数据库系统是面向事物处理而非面向分析处理的；（3）原有系统难以适应研究对象对数据的要求。 地理信息系统（GIS）技术作为一种利用计算机对地球空间数据进行采集、存储、检索、查询、分析、建模 和表示的有效工具，不仅能够管理属性数据及空间数据，而且能够进行各种空间分析。自20世纪60年代中期，加拿大建立起世界上第一个地理信息系统（CGIS, 主要用于土地资源管理）以来，GIS在应用和技术方面都有了飞速的发展，在测绘、制图、环境及资源管理等传统领域有了更深入、更广泛的应用。随着海洋科学的不断发展，信息的大量增加,GIS技术已成为海洋科学研究中不可缺少的组成部分，在海洋科学研究与管理的各个领域发挥愈来愈重要的作用[2]。空间数据仓库技术是近几年才兴起的一门新技术。空间数据仓库就是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的空间数据集合，用以支持空间信息管理中的决策制定过程。自二十世纪90年代开始对海洋基础数据信息管理系统研究至今已有十余年的历史。最初的海洋基础数据信息管理系统是基于数据库、数模库的系统结构。实践证明，这种系统结构很难做到内在的统一和完整，加上缺乏面向最终用户的决策支持工具．多年来—直处于理论探讨和实验阶段，没有取得实质性进展。近年以来，国外兴起的空间数据仓库(Spatial Data Warehousing)技术、联机分析处理(OLAP)技术及数据挖掘(DM)技术为海洋信息决策管理系统的研究和系统开发提供了一条新的途径，将海洋研究推向了实用化阶段。空间数据仓库是现代计算机系统信息处理技术的热点之一[1]．更是计算机应用领域里的一个崭新方向。空间数据仓库以集成的、全海洋行业范围的历史数据作为坚实的基础，把行业的原始操作数据和来自外部的数据汇集和整理成数据库群，在此基础上通过通畅、合理、全面的信息处理．使最终用户从数据仓库提取数据．进行各种数据分析。可以迅速准确地对某一海域的科学研究、资源开发、利用和管理、环境监测与保护，油气生产宏观调控、及港口建设等提供基础数据，为各种方案的分析比较和重大战略决策提供信息服务。面向分析处理(oLAP)、支持数据的多维分析与挖掘（DM）、支持决策系统是数据仓库的主要持征，就是将空间数据仓库技术与空间数据挖掘技术运用到海洋基础科学数据库及其信息管理系统主要内容GIS）技术建立空间数据库是解决这一问题的途径之一。健全的海洋基础科学数据库及其信息管理系统 图1 海洋科学数据库结构框图 由于现在的GIS技术是一种面向空间数据管理及处理的技术，因此这就要求资源与环境信息系统设计中首先建立资源环境信息向GIS空间概念的影射关系，其空间特征的正确表达是最重要的。栅格数据和矢量数地理数据的操作和分析矢量数据空间分析和栅格数据空间分析将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出栅格数据和矢量数GIS）技术，将不同来源、不同格式的空间数据库资源有机结合起来，为用户提供统一、友好的界面，以人机交互方式实现海量数据的海洋科学信息分析系统，将极大的提高海洋科学信息的使用效率。 海洋基础科学数据库及其信息管理系统的结构设计30年的发展，在数据存储和管理方面已经非常成熟，非其它数据管理系统可比。目前不少关系数据库系统已支持数据分割技术，能够将一个大的数据库表分散在多个物理存储设备中，进一步增强了系统管理大数据量的扩展能力。采用关系数据库管理数百个GB甚至到TB的数据已是一件平常的事情。数据仓库要解决并行处理问题，在传统联机事务处理应用中，用户访问系统的特点是短小而密集；对于一个多处理机系统来说，能够将用户的请求进行均衡分担是关键，这便是并发操作。而在数据仓库系统中，用户访问系统的特点是庞大而稀疏，每一个查询和统计都很复杂，但访问的频率并不是很高。此时系统需要有能力将所有的处理机调动起来为这一个复杂的查询请求服务，将该请求并行处理。因此，并行处理技术在数据仓库中比以往更加重要，主要包括数据的录入、维护、查询等功能。录入模块将预处理过的数据资料经筛选、质控检验入库；维护模块负责对入库数据进行修正、剔除等操作；查询模块可查询输出已入库数据内容。系统是面向数据管理与操作人员的。通过系统可保证数据准确无误的入库。 3.3数据服务系统 系统包括信息发布、数据咨询服务等功能，是面向最终用户的。 3.4海洋基础科学数据库及其信息管理系统的工作流程（图2）