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基于GoogleEarth的海域使用管理信息系统应用


第 27 卷   5 期 第
2 0 0 8年 1 0月

海 洋 环 境 科 学 MAR I E ENV IRONM EN TAL SC IENCE N

Vol. 2 7 , No . 5 October 2 0 0 8

基于 Google Earth的海域使用管理信息系统应用
Ⅰ. 浏览显示篇
金永福 ,郭伟其 ,苏   诚
(上海东海海洋工程勘察设计研究院 ,上海 200090)
3

摘   : 建立海域使用管理信息系统的目的是对每一宗海的海域使用类型等信息进行确权登记 , 为各级海洋行政管理部门 要 提供准确的基础信息资料 。对充分利用互联网提供的资源和先进技术 , 即将 Google Earth 免费提供的高分辨率的卫星影像 有效地用到海域使用管理信息系统中做了探讨 。 Google Earth 提供的卫星图像匹配了视图的方位 、 经纬度 、 视图高度 , 并可 以放入点位标记 、 影像贴图及多边型三维数据 ,而且基于其遥感地图的宗海图及海籍信息能更加生动形象的描绘海域使用 情况从而提升我国海洋管理和海洋资源开发利用的整体水平 。 关键词 : 海域使用 ; 卫星遥感 ; Google Earth

   地理信息系统 ( GIS) 、 全球定位系统 ( GPS) 和卫星遥 感 ( RS)已广泛地结合应用在很多工作和生活层面 , 它提 供了简捷便利的操作界面 , 使用的复杂度逐渐降低 , 使得 普通使用者跨入此领域的门坎也相对降低 , 从而开拓了
Earth就是三者结合应用的一个很好的例子 。

空间信 息 技术 逐步 朝 普 及 化 应 用 的 发 展 之 路 。 Google 本文的目的 , 主要是运 用 Google Earth 这个 免 费 平 台 ,结合海域使用现状调查的资料及技术探索建置海域 使用管理信息系统的方法 , 从而为海洋行政主管部门对 海域使用的管理提供强有力的信息支持 。

1  Google Earth的现况与相关发展

) Google Earth (以下简称“GE ”是 Google 公司在 2005

3 收稿日期 : 2006 2 2 修订日期 : 2007 2 2 08 25, 01 08

  作者简介 : 金永福 ( 1979 2) ,男 ,浙江宁海人 ,硕士 ,工程师 ,主要从事海洋地理信息系统研究 , E 2 mail: jyfee@ sohu. com。

中图分类号 : P741; X87    文献标识码 : A    文章编号 : 1007 2 6336 ( 2008) 05 2 0513 2 04
lization. Key words: sea area utilization; satellite remote sensing; Google Earth

Applica tion of Google Earth to in forma tion system of sea utiliza tion Ⅰ. Browse and d isplay chart
( Shanghai East Sea Marine Engineering Survey & Design Institute, Shanghai 200090, China)

m inistration. Through the resources and advanced technologyW eb, the Google Earth can p rovide the free satellite remote sensing im a2 ges, and match the view orientation and altitude, lat and lon, and embedded the point labels, paths, polygons, and im age. Based on the high 2clear three2dim ensional im age and collected or gained information. The GE flat can raise the level of adm inistration of sea uti2

Abstract: The info 2system of the sea utilization aim s at p roviding the up 2to 2date basic information to the different distinction of sea ad2

J IN Yong2fu, GUO W ei2qi, SU Cheng

年 6 月向全球推出的免费的卫星影像软件 。用户通过下 载全球卫星影像集成客户端软件并安装 , 浏览图像时采 用实时影音串流技术 , 透过因特网将远程的卫星影像传 送到客户端 ,因此用户不需购买价格高昂的卫星影像数 据 ,即可在线浏览全球各地的高清晰度卫星图片及使用 。
GE以各种分辨率的卫星影像为最基础数据 。卫星

影像的分辨率是指在影像中 , 将两个物体分开的最小距 离 ,而不是能看到的物体的最小尺寸 。 GE 免费提供的卫 星图片的分辨率在高清区域可以达到 0. 6 ~1 m , 相当于 比例尺约为 1: 2 500 的地图 ,对于海域使用现状调查等民 用调查或研究 , 精度足够 。截至目前已可以看见更新后 的亚洲众多地区的 DG捷鸟 0. 6 m 分辨率的卫星图更新 , 就浙江省沿海一带 ,已更新的高清区域有嘉兴海盐县 、 舟

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山岱山县 、 普陀区 、 宁波北仑区 、 鄞州区 、 象山县 、 温州乐 清市 、 瑞安市 、 平阳县等县 (市 、 ) 部分海域 ,各块高清区 区 域多为 16 km × km 左右的矩形区域 。由于 GE 本身尚 18 处于版本更新期 , 其提供的个别地区的图像的定位精度 不高 ,因此在应用时需要验证精度 。
GE采用超高速率的影像数据压缩传输的浏览技术 ,

架下所定义的经纬度坐标 , 海域使用管理信息系统采用 国家标准 ,要求坐标系也采用 W GS2 坐标系 。所以在项 84 目用海坐标数据汇入 Google Earth 之前 ,首先必须面临不 同坐标系统的转换问题 , 即需要将收集到的其他坐标系
(如北京 54 坐标系 、 各地独立坐标系等 ) 下的界址点等坐

将进行了金字塔式建库的 、 超大数据量的卫星影像以不 可思议的速度迅速传送给互联网用户 , 其时间的延迟基 本都不超过 10 s。 GE 具有随时提供视图的方位 、 经纬度 和视图高度以及计算两点间的最佳路线的功能 。 GE 公 布的一般是 1 ~3 a 前的卫星照片 , 但由于它和真实的地 球物理信息做了匹配 , 也就是说它的地形 、 海拔 、 经纬度 信息和 GPS输出的信息是完全重合的 。集成的图层管理 可以显示行政边界和道路 、 桥梁 、 铁路 、 机场以及沿海码 头、 港口 、 电厂等图层 , 特别是为用户提供了开放的视图 标注功能 ,可以方便地将感兴趣的地方标注出来供网络 分享 。 更为重要的是 , GE提供基于 Java Scrip t的 AP I, 免费 提供给程序员进行二次开发 。有了这个接口 , 程序员就 可以调用 Google网站的数据并在此基础上重新建造个性 化的网站或应用平台 。 Google Earth AP I适用于任何水平 的用户 ,公开的标准是基于业界已经公布的地理信息系 统标准 , 总体来说是一个官方的 、 稳定的和免费的工具 。
GE软件的功能允许用户直接于影像上加注点位注记 、 影

像标记等 ; 同时也可以读档的方式汇入这些数据 , 即支持
km l的开放格式 ,它是由 xm l的语法架构而成 , 其中可以

放入点位标记 、 影像贴图及多边型三维数据 。所以用户 可利用此交换格式自行编写或修改这个文件 , 把用户自 订的数据汇入 Google Earth中 ,并和卫星影像结合进行三 维数据展示 。

2  基于 Google Earth 的海域使用管理信息系统
海域使用管理信息系统是各级海洋行政主管部门对 所辖海域的项目用海进行依法管理的重要工具 , 主要目 的是基于位置管理项目用海 , 实现宗海定位查询 、 可视化 显示宗海实地现状 、 基于位置管理宗海资料 、 叠加显示宗 海所在海域海洋功能区划图等功能 , 从而全面了解宗海 现状 ,有效管理宗海资料 。建立此系统的基础信息来源 于海域使用测量 ,即对项目用海位置 、 界址 、 权属 、 面积和 用途等进行实地核定 、 调查和测量 , 然后设计并建置基于 调查数据的数据库 、 图形库及海域使用管理信息系统 。 由于中国沿海经济发展迅猛 , 海域使用项目众多且用海 类型纷杂 ,以宗海为单元逐地进行资料收集 、 勘测 、 绘图 , 工作量十分庞大 。因此应充分利用高新技术产品如近期 的遥感影像或航片等资料 , 能直接反映项目用海的位置 、 边界以及港口 、 码头等信息 。 GE 正是符合我们需要的一 款工作平台 。 在坐标转换方面 , GE 本身是架构在 W GS2 坐标框 84

标转换到 W GS2 坐标系下的坐标 。 84 后加注在点标记的 km l文件中 。 和校正后 , GE界面如图 1 所示 。 所示 。

海域使用管理的信息主要是宗海的位置 、 界址 、 权

属、 面积 、 用途 、 用海年限等基本情况 、 海域使用与海洋功 能区划的一致性以及海域使用金征收情况等 。对不同用 海类型 (如渔业用海 、 交通运输用海 、 旅游用海等 ) , 用海 基本情况都可以通过 GE 界面二次开发后直接反映 。 GE 支持 HT 超文本标示语言和 Java 语法 , 可以像制作网 ML 页一样编写图文并茂的项目用海描述 , 可以添加项目用 海简介 、 项目用海区现场踏勘拍摄的照片 、 地貌影像 、 项 目用海资料库超级链接等 , 多方位展示项目用海信息 。 如宗海的位置可通过加注点标记显示 , 界址信息可以通 过移动鼠标或点击点标记读取 , 面积信息可结合一定的 计算方法获取 ,其他宗海信息通过资料收集或实地核定 由于宗海数量庞杂 ,可针对每一县 (市 、 ) 对应每一 区

宗海的基本情况等信息都归入到此 km l文件中 , 制作独 立的 km l文件 。如需查看 , 只需直接打开此 km l文件 , 海 域使用管理信息平台就会显示需查看的宗海 , 移动或点 击鼠标至所查宗海会显示此宗海的基本信息 。 宗海信息 ,对系统开发及应用过程作一说明 : 以下就舟山市定海 2 山海缆工程岱山南浦登陆点的 岱
( 1 ) 按照项目所在地理位置建立省 、 、 (区市 ) 三 市 县 ( 2 ) 添加标注 。在宗海位置上按照宗海经纬度坐标 (3) 添加宗海的描述 。在对应宗海的点标记对话框 ( 4 ) 与海洋功能区划对照功能一致性 。利用 GE 工 ( 5 ) 将上述点 、 、 线 面标记存储为一个 km l文件 。存

级目录 ,以此宗海的国海证号命名最后一级目录 (宗海 ) 。 信息添加点标注 ( Placemark) 、 ( path) 、 ( Polygon) , 制 线 面 作面的对话框需设定相应的拐点坐标位置 (经纬度 ) 、 形 状大小 、 颜色 、 透明度等信息 。这些代表宗海位置等信息 的点 、 、 线 面等标注添加完成 , 并对照收集资料进行核实

Descrip tion一栏中添加此宗海相关信息 , 基于 xm l语法和

文件格式的 km l被 GE 显示的过程与 htm l网页被浏览器 处理差不多 ,而且和 htm l一样 , km l也使用一种基于标签
(名称和属性 ) 的语法格式来描述宗海标注信息 , 如图 2

具 Add I age Overlay地图叠加功能 , 将舟山市海洋功能 m 区划图对应角点经纬度坐标叠加到 GE 三维界面上 ,确保 两者重叠 ,通过调节透明度 、 放大缩小 、 改变视角 、 倾斜观 察等 ,全面观察项目用海区及周边的地形地貌及海洋功 能区划 ,根据功能区划图中对应位置的海洋功能和图例 说明 ,对照两者功能是否一致 ,如图 3 所示 。

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储为 km l文件 (地标文件 ,一宗海对应文件大小只有几 K 字节 )是为了发布和共享 。海洋管理部门可以此作为网

上传输和共享的管理信息文件 , 方便各级部门查阅和管 理。

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图 3  叠加海洋功能区划图对照功能一致性
Fig 3 Comparison w ith the partition map of sea function .

3  应用前景及结语
GE的出现 ,给我们提供了一种全新的 GIS 工具 , 其

用还不够深入 , 提出的应用方案还不够完善 。随着人们 对 GE的认识程度加深 , GE服务功能的不断升级 ,借助这 个平台进行各种技术开发的尝试会逐渐增多 , 本文尝试 建置的海域使用管理信息系统可作为海洋行政主管部门 管理项目用海的一个工具 。

基于位置服务的功能 、 免费的遥感影像数据 、 高分辨率和 精确的位置基准等都为其在海洋 、 陆地等领域的应用提 供了一个很好的平台 。 GE 在海域使用管理信息系统中 的应用能方便快捷地让各级海洋管理部门通过客户端连 接网络服务器实现资源共享 , 以此作为项目用海管理的 一种工具取得了不错的效果 , 达到了基于位置管理项目 用海的目的 。但是就管理者而言 , 需要对现有的数据资 料进行分级规划和安全管理 , 对不同类型的用户设置访 问权限 ,如数据查询 、 数据更新 、 统计分析 、 档案管理等工 作 ,这些都需要结合网络数据库技术来实现 。为了达到 数据的网络共享和不同权限的安全访问 , 可以采用基于
B / S结构的数据库访问模式 ,如何在 GE 平台中开发此类

参考文献 :
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网络数据库平台是需要进一步考虑的一个问题 。 目前 GE不断增加卫星影像的图资 ,且提供的地区愈 来愈多 ; 同时透过 GE 的网络社区进行数据的分享 , 实现 了分布式空间数据的一个架构 , 更增添整个网络资源可 运用的素材 ,这对于未来数字海洋的建置 , 更进一步的数 字地球的环境建置 , 无疑是一个非常好的实现工具 。本 文对 GE在海域使用管理信息系统中的应用 ,仅做了初步 的探索 ,由于 GE出现的时间尚短 , 我们对它的研究和使

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