数据集成-总结【参考】.doc

1 海洋观测数据 1.1．背景和必要性 通过对海洋实施长期、定点、连续、多要素的监测，能够得到大量的海洋观测信息， 这些信息对于海洋资源开发及有效管理、保障海洋环境安全起到重要的作用。但是，这 些海洋观测资料来源不同、类型不一、结构复杂，还有各种海洋观测系统提供了互补的 多变量观测资料，其中存在着大量有用信息可以为海洋预报提供初、边值，为海洋科学 研究提供高质量的、时空分布均匀的再分析资料集，并且给观测定位以及对计划的观测 系统进行客观的评价。因此，海洋观测信息的集成与智能管理研究可以最大限度地提 取观测数据中所包含的有效信息，提高和改进分析与预报系统的性能，并在此基础上做 出准确的预测、预报、警报和对策建议，帮助人类深刻认识和掌握自然灾害形成和发展 规律，这对于沿海地区防灾减灾、保障公众健康和社会稳定具有重要的作用。并且，还 可以及时了解和掌握海域的环境质量状况及其变化趋势，从而有针对性地开展海洋环境 保护工作，为海洋环境保护中涉及到的立法、规划、标准、评价、管理、治理、恢复以 及建设等各个方面工作，提供必要的资料和依据，有效地对海洋环境加以保护【1】。 近几年，随着海洋观测技术与设备的不断发展及更新换代，观测设备的广泛部署， 观测数据数量激增，数据背后隐藏着许多重要的信息，如何对其进行更高层次的分析， 以便更好地利用这些数据，变得越来越重要。因此，研究与开发创新性的数据处理、信 息集成与管理方法与技术成为当代海洋科学的首要问题。目前，世界各国的海洋科学家 以及相关领域的研究者对于数据处理与信息集成的研究如火如茶，主要目的是为了更加 有效地分析与利用数据，提高海洋灾害的监测与预报能力及精度。如数据预处理技术、 数据同化技术、数据融合、信息集成以及灾害预警应用系统等为当前研究的重点难点。【1】 海洋信息是开发海洋、建设海洋、管理海洋的重要基础。海洋信息资源己经 在海洋管理、生产、科研和国防建设等多个方面发挥巨大作用。科学的海洋管理 要以及时、海量的海洋信息资源作为基础。科学的、准确的、翔实的海洋数据信 息，是实现科学管海的重要依据。通过实现海洋信息化管理，建立全面、详细的 海洋信息元数据库，可以为海域使用管理、海洋环境保护和海洋资源管理工作提 供有效的决策辅助工具，从而实现海洋管理的科学化、规范化。【1】 1.1.1数据的异构性 海洋环境数据相比于其他行业有明显的异构性，丰要表现在如下方面【2】： (一)数据来源的多样性 海洋环境数据来源的多样性，是海洋环境数据异构性的丰要表现，也是造成海洋数据异构性的最根本原因。海洋环境数据的来源目前丰要有现场观测调查、遥感测量和数值模拟三大类。 (二)数据存储格式的多样性 存储格式多样性是海洋环境数据异构性的最直接体现。不同的测量仪器和测量于段、不同的计算方法和工具、不同的数据标准都造成了数据格式的异构。 1．由于测量仪器和测量手段造成的数据格式异构 2．由于所用的数据处理工具和方法造成的数据格式异构 3．由于采用不同的数据标准造成的海洋数据格式异构 (三)数据环境数据的多时空和多尺度性 海洋环境数据具有很强的时空特性。海洋的变化性比陆地要明显的多，一般情况下，可以认为海洋是时刻变化的，几个小时甚至几十分钟的时间内，海洋的各种属性值的变化都是不可忽略的，因此海洋空间数据的时空性是非常明显的。另外，海洋空间数据测量的于段决定了海洋空间数据的多尺度性，多尺度包括时间多尺度和空间多尺度，时间多尺度表现在测量数据的时间序列间距的不同，如：有些测量点每小时测一次数据，有些一天测一次甚至更长时间；空间多尺度表现在数据测量的精度方面，如：海洋遥感数据来源于不同的卫星，因其空间分辨率不同，造成了海洋空间数据的空间多尺度性。不同环境属性数据采集的传感器各不相同，甚至传感器搭载的卫星平台也不～样。另外，因为装载传感器的空间运载工具——卫星平台不同，传感器扫描地球表面的轨迹和周期都有很大的不同。就是同一种传感器如 果安装在不同的卫星上，比如说Jason和ERS-2上都有微波高度计，但是由于卫星运转轨道的不一样造成了数据采样的时空分布的完全不同。更有甚者安装在ERS-1上的微波高度计由于在不同的阶段任务不同，其扫描地球表面的轨迹也不一样。由于传感器和卫星平台的不同组合，造成了卫星遥感数据时空采样方案的复杂多样，因此也给很多的用户使用卫星遥感数据带来了不方便和网难。 (四)海洋环境数据多级别性 从数据应用的角度来说，不同类型的用户因为任务层次的不同对卫星遥感数据的要求差别很大。作为数据的最终用户的三大类：①公众；②政府管理与生产作业部门；③从事科学研究的专家学者。显然他们所关心的数据产品级别会有很大的区别。另外，专家学者在为某个特定研究专题准备数据时必须先对数据进行各种预处理和转换，有时候对多源数据产品进行