（计算机应用技术专业论文）海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究.pdf

海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究捅要海洋环境信息是开发海洋和建设海洋的基础，在我国政治、经济、军事和维护国家权益方面都具有举足轻重的地位。我国各有关部门、地方对海洋调查投入了大量的人力、物力和财力，取得了极为丰富的资料和数据，但是由于各方面的原因，这些宝贵的科学数据得不到充分利用，无法实现全社会的数据共享，造成了很大的浪费。因此，只有开展海洋环境信息共享，才能减少重复投资、重复调查，打破长期形成的各种数据壁垒，提高资源的使用效益。本文的工作是国家8 6 3 计划“基于网格的海洋环境数据共享与信息服务技术的研究”( n o 2 0 0 6 a a 0 9 2 1 3 9 ) 的重要组成部分。由于全球海洋环境信息的数据量十分巨大，并且海洋数据在存储方式上，跨越多个不同的平台，数据格式和结构各不相同，为了有效管理和使用这些数据，在分析海洋环境信息数据格式及特点的基础上，提出了利用网格技术对海洋环境信息数据进行共享管理的方法。将海洋环境信息数据等海量信息分布存储在网格的多个节点上，并对这多个节点上的数据进行有效管理，使用户可以在任何地点、任何时间都方便、透明、快速地访问和使用这些资源，从而为海洋科学研究获取海洋环境信息数据提供方便。要对存储在多个节点上的海量的海洋环境信息数据进行充分的共享，就要用网格的元数据管理和副本管理技术。通过元数据管理技术，可以用少量的元数据管理海量的信息数据，并且不论数据存放在哪个位置，用户都可以根据数据的描述或属性方便地查询到所需要的数据的唯一逻辑文件名，进而通过副本管理得到最快可访问到的数据副本的物理位置。数据副本管理技术为广域网环境下的客户提供多个数据备份，可以有效减少数据访问时间，降低网络带宽负载。本文通过对各种海洋环境信息数据进行分析，设计其存储和管理模型，采用g l o b u s 提供的网格中间件和工具集开发服务组件模块，实现对海洋环境信息数据进行共享管理的海洋环境信息可视化网格系统。系统结合g l o b u st o o l k i t 和w e bs e r v i c e s 技术，采用o g s a - d a i 作为底层支撑平台，增加数据共享服务和数据格式转换服务，为不同的用户提供可靠的数据共享支持。关键词：海洋；网格；数据共享；元数据；副本管理d a t as h a rin gt e c h n oio g ys t u d yo ng ridf o ro c e a nd a t avis u aliz a tio na b s t r a c to c e a ne n v i r o n m e n td a t ai st h ef o u n d a t i o no fe x p l o i t i n ga n du t i l i z i n go c e a n i tp l a y si m p o r t a n tr o l ei nt h ep o l i t i c a l ，e c o n o m y ，m i l i t a r ya f f a i r sa n dp r o t e c t i n gn a t i o n a li n t e r e s t so fo u rc o u n t r y m a n yd e p a r t m e n t sa n dp r e f e c t u r es p e n dp l e n t yo fp e o p l e ，m a t t e r sa n dm o n e yo no c e a nd a t as t u d y , a n do b t a i nal o to fm a t e r i a l sa n dd a t a h o w e v e r , t h ev a l u a b l ed a t ac a l ln o tb em a d eg o o du s ea n db es h a r e da d e q u a t e l yi nt h es o c i e t yf o ral o to fr e a s o n f o rt h es a k eo fr e d u c i n gi n v e s t m e n ta n di n v e s t i g a t er e p e a t e d l y , b r e a k i n ga l lk i n d so fd a t ab a r r i e r sa n di m p r o v i n gt h eu s eb e n e f i t so ft h er e s o u r c e s ，t h ed a t am u s tb es h a r e da d e q u a t e l y t h ew o r ki nt h i sp a p e ri sa ni m p o r t a n tp a r to ft h e 8 6 3 p r o j e c to fo u rc o u n t r y“s t u d yo ng r i db a s e do no c e a nd a t as h a r i n ga n di n f o r m a t i o ns e r v i c e ”( n o 2 0 0 6 a a 0 9 2 1 3 9 ) t h ea m o u n to ft h eo c e a ne n v i r o n m e n td a t ai sm a s s i v e t h es t o r a g eo ft h eo c e a nd a t aa c r o s sm u l t i p l ed i f f e r e n tp l a t f o r m s ，a n dd a t af o r m a t sa n ds t r u c t u r e sa r ed i f f e r e n tt o o f o rm a k i n gg o o du s eo ft h eo c e a ne n v i r o n m e n td a t a ，b ya n a l y z i n gt h ed a t af o r m a ta n dc h a r a c t e r i s t i co ft h eo c e a nd a t a , am e t h o do ft h eo c e a nd a t as h a r i n gm a n a g e m e n tb yu s i n gt h eg r i dt e c h n o l o g yi sp r o p o s e d t h el a r g ea m o u n t so fo c e a ne n v i r o n m e n td a t aa r ed i s t r i b u t e da tm a n yj o i n t si nt h eg r i d ，a n dt h e ya r em a n a g e de f f i c i e n t l y t h eu s e r sc a nv i s i ta n da c c e s st h eo c e a ne n v i r o n m e n td a t at r a n s p a r e n t l ya ta n yt i m ei na n yp l a c e t h u si tc a nh e l pt h eo o e a ns t u d yc o n v e n i e n t l y f o rm a k i n gg o o du s eo ft h em a s s i v eo c e a ne n v i r o n m e n td a t ai nt h ej o i n t s ，w en e e dt oa p p l yt h em e t a d a t am a n a g e m e n ta n dr e p l i c am a n a g e m e n tt e c h n o l o g y b yu s i n gt h em e t a d a t am a n a g e m e n tt e c h n o l o g y , w ec o u l dm a n a g et h em a s s i v ed a t aw i t hl i t t l em e t a d a t a a n dn om a t t e rw h e r et h ed a t al o c a t e s ，u s e r sc a nv i s i tt h eu n i q u el o g i c a lf i l en a m eo ft h ed a t aw i t ht h ed e s c r i p t i o na n da t t r i b u t i o no ft h ed a t a f u r t h e r m o r eu s e r sc a no b t a i nt h ep h y s i c a ll o c a t i o no ft h er e p l i c aw i t ht h er e p l i c am a n a g e m e n tt e c h n o l o g y t h er e p l i c am a n a g e m e n tt e c h n o l o g yp r o v i d e ss e v e r a ld a t ac o p i e sf o rt h eu s e r si nd i f f e r e n tp l a c e si nt h ew a n ，a n di tc a l lr e d u c et h et i m eo fd a t aa c c e s sa n dt h ei nl o a do ft h en e t w o r kb a n d w i d t h b ya n a l y z i n gt h eo c e a ne n v i r o n m e n td a t a , i t ss t o r a g ea n dm a n a g e m e n tm o d e la r ed e s i g n e d u s i n gt h eg r i dm i d d l e w a r ea n dt o o l k i t sp r o v i d e db yg l o b u sd e v e l o p ss e r v i c e sm o d u l ea n di m p l e m e n t st h eg r i ds y s t e mo fo c e a ne n v i r o n m e n td a t av i s u a l i z a t i o n t h es y s t e mu t i l i z e st h eg l o b u st o o l k i ta n dw e bs e r v i c e st e c h n o l o g y ,a n dt h eo g s a - d a ia ss u p p o s i n gp l a t f o r ma tt h eb o t t o m ，a d d i n gt h ed a t as h a r i n gs e r v i c e sa n dd a t af o r m a tc o n v e m i o ns e r v i c e s ，p r o v i d e st h er e l i a b l es u p p o r to ft h ed a t as h a r i n gf o rt h eu s e r s k e y w o r d s ：o c e a n ；g rid ：d a t as h a rin g ；m e t a d a t a ；r e pi ic am a n a g e m e n ti v独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得l 洼；垫壁直墓丝霞噩挂剔应明的：奎拦亘窒或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作糍：i 显礁签字日期：h 年月6e t学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解q ：校f i - 关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书)_ _ o f学做作糍：t 墅诌导师签字：签字日期：p 气年月6e t 签字日期：川年c ，月e l海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究0 前言2 1 世纪是海洋世纪，海洋环境信息数据对海洋资源利用、海洋环境保护和海洋气候灾害预防十分重要。中国是一个海洋大国，社会和经济发展必然越来越多地依赖海洋。为了迎接海洋2 1 世纪，我国从国家发展战略的高度出发，将“数字海洋列入“十一五 和国家海洋科学技术发展计划。开展海洋环境信息共享，使政府、科学界和公众了解海洋、掌握海洋，是我国实现海洋建设可持续发展的重要基础，也是我国面临的一个非常紧迫任务。海洋环境信息可视化网格平台的目标是将海量、异构分布的海洋环境信息数据、高性能计算机群、可视化工具等多种资源通过网格技术进行高效集成，利用中间件设计、应用软件部署等技术手段，构建面向海洋环境信息的分布式可交互的数据远程可视化系统，实现海量海洋静态环境和动态数据的远程可视化服务，以满足海洋环境信息数据可视化在时效性、动态性、精度和规模等方面的需求。本文的工作主要是负责海洋环境信息可视化网格平台中的数据共享技术的研究。近年来，数据共享技术随着科学技术的发展也越来越成熟。网格【m 】的出现，使地理上广域分布的各种资源包括计算资源和数据资源能够组织在一个统一的框架下共享使用。网格数据管理【3 叫环境不仅能提供安全的数据服务，还可以提供海量数据的分布式存储管理、数据聚集、传输服务、热点数据备份的副本管理以及安全、高速的数据传输服务。对于海量的海洋环境信息数据，我们希望能够任何用户能够方便、快捷地得到所需要的数据，并且把数据传到指定的处理机上，尽量减少传输时间。同时，我们也需要对一些处于热点状态的数据进行多处理机备份，即对数据进行副本管理。通过研究网格技术中的元数据管理嘲、副本数据管理【6 l 、数据访问与集成等数据共享技术，达到方便用户透明地进行数据访问与共享的目的。从而更好的利用海洋环境信息数据，为开发海洋和建设海洋提供支持，为我国的政治、经济、军事和维护国家利益做出应有的贡献。海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究1 绪论1 1 课题的研究背景本课题基于国家高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) 项目”基于网格的海洋环境数据共享与信息服务技术的研究( 2 0 0 6 a a 0 9 2 1 3 9 ) ”的子课题。海洋环境信息是开发海洋和建设海洋的基础，在我国政治、经济、军事和维护国家权益方面都具有举足轻重的地位。国家以及各有关部门也非常重视对海洋信息的调查研究，投入了大量的人力、物力和财力，取得了极为丰富的资料和数据，经过加工、分析和处理，产生大量的信息产品，在国民经济建设中发挥了巨大作用。但是，由于大家各自开展工作，已有的海洋数据资料分散掌握在各部门手中，宝贵的科学数据得不到充分利用，无法实现全社会的数据共享。有时候人们为了得到一些急需的海洋环境信息，不得不进行重复调查、重复工作，造成了各种资源的浪费，而且使得数据的可信度、权威性和完整性得不到保证。因此，只有开展海洋环境信息共享，才能减少重复投资、重复调查，打破长期形成的各种数据壁垒，提高资源的使用效益。可以说，开展海洋环境信息共享，使政府、科学界和公众了解海洋、掌握海洋，是我国实现海洋可持续发展的重要基础，是我国面临的迫切任务之一。随着我国海洋环境信息技术的不断发展和海洋空间数据基础设施建设的不断完善，我国的海洋环境信息共享服务【7 】将逐渐向空间化、可视化、产品化和网络化方向发展，为海洋管理、环境监测、资源开发、环境保护、科研生产、国防建设和海洋工程建设等提供全方位的信息服务。由于各部门单位是分别进行调查研究，数据的格式、存储方式等各不相同，要管理好这些数据，实现充分的共享也不容易，在本文中我们提出使用网格进行数据管理。网格使地理上广域分布的各种资源包括计算资源和数据资源能够组织在一个统一的框架下共享使用。网格数据管理环境不仅能提供安全的数据服务，还可以提供海量数据的分布式存储管理、数据聚集、传输服务、热点数据备份的副本管理以及安全、高速的数据传输服务。对于海量的海洋环境信息数据，我们希望任何用户都能够方便、快捷地得到所需要的数据，并且把数据传到指定的处2海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究理机上，尽量减少传输时间。同时，我们也需要对一些处于热点状态的数据进行多处理机备份，即对数据进行副本管理。由于网格中的海洋环境信息数据特别巨大，为了管理好这些数据，需要设计元数据管理的模型，以便用较少的元数据实现对海量的海洋环境信息数据的统一的管理。1 2 海洋环境信息网格的国内外研究现状当前，在网格研究的基础上，数据网格的研究工作也在世界各地逐步开展起来，各国政府和研究机构结合具体的应用领域推出了一系列重要的研究计划。国内外学术界在利用网格技术管理海洋环境信息的应用研究领域已开展了大量的初步研究工作。英国国家环境e s c i e n c e 8 1 研究中心的g o d i v a 9 j ( o r i df o ro c e a nd i a g n o s t i c s ，i n t e r a c t i v ev i s u a l i z a t i o na n da n a l y s i s ) 海洋数据分析、交互可视化和分析网格研究项目，通过监测数据和模型求解研究海洋温盐度循环，设计数据抽取、处理、分析和可视化网格服务，通过工作流技术组织分布式网格应用，并和其他e s c i e n c e研究计划网格项目开展合作。美国圣地亚哥中心的l o o k i n g 1 0 l ( t h el a b o r a t o r yf o r t h eo c e a no b s e r v a t o r yk n o w l e d g ei n t e g r a t i o no d d ) 研究项目主要研究如何通过网格技术将联合的海洋环境监测数据整合构造一个知识网格。主要研究内容包括：全面定量地表现选定区域的大气、海体和海底地貌的物理特性、流动特性；从相关系统单元中实时获取信息；根据实际情况重新设置观测取样系统；根据实际数据修改监测模型和监测行为；长期持续开展和海洋环境的实时交互。美国能源部资助的e s g i i 1 1 l ( e a r t hs y s t e mg r i di i ) 项目以网格技术为基础，协同存储在全国范围内的气象数据构成了整个气象研究方面的共享数据资源。e s g i i 对海洋环境信息数据的共享解决方案也进行了研究。e s g i i 采用了g l o b u st o o l k i t 作为网格中间件的解决方案，截止到2 0 0 6 年，北大西洋的5 t b 海洋数据已经作为测试数据提供到了e s g i i 平台上，并且未来将有更多的全球海洋数据通过e s g i i 共享和使用。p o s e i d o n 1 2 】是由美国麻省理工学院主持的以分布式计算为基础的海洋学研究项目，集成了建模、可视化和参数计算方法等功能模块，该项目通过分布式计3海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究算环境融合物理海洋学、生物海洋学、海洋声学等学科手段和可调整建模和采样实现数据驱动的海洋预测，构建数据分析和可视化以及预测数据模拟的无缝连接环境，通过面向科学工作者的w e b 界面方便海洋科学工作者对复杂分布式计算服务的使用。中国科学院开发的科学数据网格( s c i e n t i f i cd a t ag r i d ，s d g ) 【1 3 】是在科学数据库海量数据资源的基础上，利用先进的数据网格技术、连接分布在全国的四十多个研究所而建设的一个面向大规模分布式异构数据资源的共享平台和应用环境。在海洋监测数据方面能够提供海洋化学数据子系统、海洋地球物理数据库、优选断面数据子系统、波浪波谱数据子系统、a r g o 数据子系统、表层流数据子系统、大气科学数据库等的统一访问服务。1 3 课题研究的目的及意义本系统为海洋环境信息的共享和信息服务提供资源支撑，海洋环境数据来源主要有：海洋卫星遥感，多波束调查资料，历次海洋常规调查，台站浮标观测等。这些不同来源的海洋数据在数据获取方式主要具有以下的特点：数据标准不同、数据精度和分辨率不同、不同海区的数据密度不同、投影方式和基准面不同。另一方面，海洋数据在存储方式上，跨越多个不同的平台，数据格式和结构各不相同，并且数据量大。信息交换系统必须根据海洋数据的这些特征，发展海洋数据处理的关键技术，利用元数据进行数据转换为融合异构数据的服务。为了给用户提供统一和易用的数据访问接口，海洋环境信息管理必须抽象各种数据存储系统，形成一个抽象模型，为不同的数据存储系统提供统一的数据访问接口。数据访问服务的作用就是将存储、检索数据集等高层用户的请求映射为异构分布式存储环境中的底层存储访问操作，实现广域范围内对数据有效和统一的访问和管理。海洋环境信息可视化网格平台的目标是将海量、异构分布的海洋环境信息数据、高性能计算机群、可视化工具等多种资源通过网格技术进行高效集成，利用中间件设计、应用软件部署等技术手段，构建面向海洋环境信息的分布式可交互的数据远程可视化系统，实现海量海洋静态环境和动态数据的远程可视化服务，以满足海洋环境信息数据可视化在时效性、动态性、精度和规模等方面的需求。4海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究为了实现上述功能需求，海洋环境信息可视化网格平台结合g l o b u st o o l k i t和w e bs e r v i c e 技术，采用o g s a - d a i 作为底层支撑平台，在o g s a - d a i 的基础上增加数据共享服务和数据可视化服务，实现海洋环境信息的可视化应用。本课题主要研究海洋环境信息共享可视化中的数据共享技术。网格环境下数据管理的复杂性是多方面的，包括数据源的规模性、动态性、分布性以及自治性等。数据管理作为一个支撑模块，要向用户提供透明地访问和使用网格上数据资源的手段，使用户能够方便地访问可视化网格中的数据。因此研究如何将网格上分散的局部自治的众多海洋环境信息数据资源进行有效管理，使人们在任何地方、任何地点、任何时间都可以获得所需的、高效的数据和信息服务，具有特别重要的意义。1 4 本文的主要工作和内容安排本文共有七章组成，各部分的主要工作及内容安排如下：第一章，绪论。主要介绍本课题的来源及研究背景、对海洋环境信息网格的国内外研究现状进行简单的阐述，指出本课题研究的目的及意义，并对本课题的研究工作做出安排。第二章，海洋环境数据分析。分析各种海洋环境信息数据的特点及格式，并根据这些特点设计合适的海洋环境信息数据库，以便为管理这些数据提供数据结构支持。第三章，网格技术简介。介绍网格的基本概念和网格在国内外研究的进展情况，简单阐述了网格体系结构，并对网格的主要应用作简单介绍。第四章，网格数据共享技术研究。本章主要介绍网格中重要的数据共享技术，包括元数据管理技术、副本数据管理技术和副本一致性维护技术；以及网格中的数据访问与集成技术。第五章，海洋环境信息可视化网格平台体系结构。设计海洋环境信息可视化网格平台的体系结构，对简单阐述每一部分的功能作用，并对其中的数据共享模块的组成与功能作详细介绍。第六章，海洋环境信息可视化网格数据共享模块的设计实现。对模块功能开发中需要用到的工具及软件资源的安装配置作简要介绍，阐述海洋环境信息可视5海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究化网格系统中的元数据管理、数据副本管理( 副本创建，副本删除、副本选择，副本一致性管理) 的设计与实现。第七章，总结与展望。对本文的所完成的工作进行总结，对下一步的工作进行展望。6海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究2 海洋环境信息数据分析海洋环境信息主要包括海面高度、潮流、海流、海浪、温度、盐度、密度、气温、气压、湿度等。海洋环境信息数据分类一般采取两种方式：一是根据数据的空间属性，分为海洋海面要素( 海面高度、海表流和浪、海表温度、盐度、密度等) 和海洋水体要素( 潮流和海流、3 d 温盐密场、温盐密跃层、内波等) ；二是根据数据的特征属性，分为标量场( 温度、盐度、密度、湿度等) 和矢量场( 潮流、海流、海浪等) 。数据可视化处理方法主要是根据数据的特征属性实现，本文以第二种方式描述海洋环境信息。海洋环境信息数据来源主要有：海洋卫星遥感、多波束调查资料、海洋常规调查、台站浮标观测等。这些不同来源的海洋环境信息在数据获取方式具有以下特点：数据标准不同、数据精度和分辨率不同、不同海区的数据密度不同、投影方式和基准面不同；另一方面，数据在存储方式上跨越多个不同的平台，数据格式和结构各不相同，并且数据量巨大。2 1 海洋环境信息数据格式分析1 a r g o 观测数据结构a r g o n 钔是全球海洋观测业务系统计划中的一个针对深海区温盐结构观测的子计划，旨在通过国际合作的形式，建立一个实时、高分辨率的全球海洋监测系统。国际m 9 0 计划自2 0 0 0 年底正式实施以来，世界上共有2 5 个国家和团体已经在大西洋、印度洋和太平洋等海域陆续投放了5 0 0 0 余+ a r g o 剖面浮标，到目前为止，在全球海洋上正常工作的a r g o 音u 面浮标为3 0 0 0 多个。这些浮标每年可提供总数多达1 0 万个以上的海水温度和盐度剖面资料。全球海洋实时观nn a r g o 的数据量十分巨大，且每年以g b 级的数量增长。随着观测数据的增多，以及人们对数据资源共享要求的提高，就需要海量存储技术、快速查询技术和有效的数据访问与集成技术的支持。常用的a r g o 浮标数据格式有n e t c d f 、a s c i i 、t e s a c 和b u f r 等几种，后来经a r g o 资料管理小组研究，规定全球a r g o 资料中心一律使用相同的编码格式，即采用n e t c d f 基本格式分发或交换a r g o 数据。7海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究中国所用的a r g o 资料n 5 1 取自中国a r g o 实时资料中心，经过国际上推荐的a r g o 资料实时质量控制模式的处理，数据格式为a s c h 码，可以直接读取并使用。其文件名的格式为n n n n n n nx x x d a t ，其中n n n n n n n 为浮标w m o 编号，x x x 为剖面号。数据文件的内容主要分文件头信息和数据两部分，文件头信息包括浮标编号、剖面编号、投放日期、所属国家、测量者、类型、经度、纬度、儒略日、测量日期、样本趋势、数据类型等描述观测数据的基本信息。数据部分是由浮标测量得到的某一区域的海水的温度、盐度和压力值等观测数据。1 s o f t l r 噬v o r m ：l 0 1 , 1 22 0 0 ( 5 0 3 2 4h 巨棚rp z - r ，r o l 啊【n u d l tc k l en u 肋e rd a t ec r e a t 工o np 鼢j e c tn 珏p in 腿工n s t r u 腿n tt y p es a 肝l ed 工r e c t z o 曩d t 加d d ej 仉工 nd td t el o c t 工o nl t 工t u d el o n g 工r 0 d ef 工l e1 1 口0 1 ：2 1 5l2 0 0 4 0 5 0 6 1 l ，4 0 5 b (1u s r g op r o j 1 c tis t e v er 工s e r：a p s x _ s i s e1 6l a ( a = - a s c 尊n dl 茸d e c e n d l r ( r = r 1 1 一t i 1 ) = d e l 科o d - - u r o d o )：2 0 8 8 0 7 1 2 2 ( d a t si l 。l t o o1 9 8 0 - - 0 1 - - 0 10 0 1 0 0 1 0 0u 亿l2 0 0 1 、一0 3 一0 3 ( y r i t - - o e - - d d )i p r 0 0 u r ( d b l r )l c o r r e c t e d1 d r e s t u r c 曲r l q u a l i t yo np r 0 u r lt p o r i t u r ( d e r c e l = ：l u s )l c o r r c t dt o ：n t p e r i t u r o ( d e e r o e _ c o l i n ；v 8 )：h j l l i t ) ro nt e _ t p r i l k i t ；u r ls a l ：i n i t y ( p s u )lc o r r c to ds n i n i t y伊s u )lq 1 t l l i t yo ns - _ 1 i n i t yl f l - 匾o f d 12 r 0 7 92 7 0 0 22 6 0 1 32 6 9 0 22 6 8 9 72 6 8 9 02 6 4 3 42 5 6 5 62 4 8 3 02 t o t 9l3 7 3 5 93 7 3 5 9l2 7 0 0 2i3 7 3 5 83 7 3 5 812 6 9 1 313 t 3 1 5 53 t 3 5 512 6 9 0 2l3 t 3 5 53 t 3 5 5i2 6 8 9 tl3 7 3 5 53 t 3 5 5i2 6 8 9 0i3 7 3 5 33 t 3 6 3i2 6 4 3 413 7 3 8 33 t 3 8 312 5 6 5 6l3 7 2 6 t3 t 2 6 7i2 t 8 3 0l3 t 1 t 53 t 1 7 5i图2 一la r g o 数据文件格式表2 1a r g o 浮标数据文件头信息参数及其中文解释参数含义文p l a t f o r mn u m b e r浮标的w i o 编号件c y c l en u m b e r剖面的循环数头d a t ec r e a t i o n浮标投放日期信p r o j e c tn a m e项目名称息p in a m e项目负责人的名字i n s t r u m e n tt y p e浮标的型号s a m p l ed i r e c t i o n采样的方向d a t am o d e数据模式( r = r e a l - t i m e 实8器器器器器l ll l llllll海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究时质量控制d = d e l a y e d m o d e 延时质量控制)j u l i a nd a y儒略日( 自1 9 5 0 年1 月1 日o 时o 分0 秒起的天数)d a t e剖面的观测日期l a t i t u d e纬度l o n g g i t u d e经度数p r e s s u r e ( d b a r )压力( d b a r )据c o r r e c t e dp r e s s u r e ( d b a r )校正后的压力( d b a r )信o u a li t yo np r e s s u r e压力质量控制标记息t e m p e r a t u r e ( d e g r e e s elsiu s )温度( )c o r r e c t e d校正后的温度( )t e m p e r a t u r e ( d e g r e e _ c e lsi u s )q u a lit yo nt e m p e r a t u r e温度质量控制标记s a li n i t y ( p s u )盐度( p s u )c o r r e c t e ds a li n i t y ( p s u )校正后的盐度( p s u )q u a l i t yo ns a l i n i t y盐度质量控制标记f l a go fa l l总标志位2 中国国家海洋信息温盐信息数据库n 町国家海洋信息温盐信息数据库提供的数据是在海洋每一层观测到的温度和盐度的概况，这些数据主要来自于美国、日本、俄罗斯和韩国等国家的观测数据，覆盖了太平洋的西北部海域，涉及到3 0 0 6 0 5 个站点和3 4 1 6 8 1 2 条记录。国家海洋数据和信息服务中心已经为最终的用户对这些数据进行了标准化处理和质量控制。这些数据主要提供给国家管理部门对海洋区域进行规划、海洋环境保护和海洋资源管理。1 埔b 2 5 9 0 h 1 3 6 5 9 旺2 0 们盱3 们8 5 9 蚋国1 3s 3 b 2 53 4 3 3 131 口3 日1 13 4 3 2 532 5 2 9 8 83 4 3 5 2图2 - 2 温盐数据文件格式9海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究表2 - 2 温盐数据文件参数记录类型国家代号站点号纬度和经度测量时间海水深度记录类型测量的水深水温盐度3 中国海洋信息网n 力中国海洋信息网基础数据主要包括水文数据资料、海面气象数据资料、海洋化学数据资料、海洋生物数据资料、地球物理数据资料、n e a r - g o o s 气象数据、海洋信息产品和海洋环境监测站资料库。主要用于预报服务，包括每天的海浪预报，海温、海流预报，海冰预报和港口潮汐预报等；通过该测量数据，可对海洋环境质量进行分析，对海洋经济进行统计和对海洋灾害检测。x i a od 唧豫c h l m2 0 0 01103 9 21 2 2 74 0 03 98 06 01 0 2 5 6 9 9 94 4 - 9 9 g - 9 9 9x i a oc h a n g8 h 矾2 0 0 0i163 9 21 2 2 t4 0 05 91 2 04 01 0 2 2 8 9 9 94 4 - 9 9 9 - 9 9 9x i a oc h a r t 0s h m m2 0 0 01203 9 21 2 2 t5 0 0- 1 93 0 01 1 01 0 1 7 28 04 4 - 9 9 9 - 9 9 9图2 - 3 中国海洋信息网数据格式表2 - 3 中国海洋信息网数据格式参数c 0 1 1 - 1 51 6 - 1 92 0 - 2 32 4 - 2 93 0 - 3 63 7 - 4 34 4 - 5 0站点日期时间纬度经度可见度气温5 1 - 5 75 8 - 6 46 5 - 7 17 2 - 7 77 8 - 8 38 4 - 8 99 0 - 9 5风向风速气压降水量海洋温度海浪周期海浪高度4 美国海洋环境生态系统n 羽美国海洋学数据中心是全球的海洋学数据的存储和分发中心，为地球环境的变化和海洋气候的研究保存历史记录，这些数据包括自然学、生物学和化学等方面的测量数据。这些数据可以帮助了解气候变化问题、解释海洋现象，对海洋资源、海洋运输、国家安全和自然灾害进行管理。1 0海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究f i l e 丑b a d e rf o r1 4 l o 一2p l a t f o r i ：m o o r e db u o yi n ，t i t u t e ：u n i v e r s i t yo fa l u k a ，i n s t i t u t eo fm a r i n es c i e m c e =p r o j e c tn m ：m o o r i n zh a 口e ：s e a b i r ds e a c a t 砾n b e r ：d e p l o y e dd e p t h ：s t a r td a t e t i u ：班诅d a t e t i 柏：l a t i t u d e ：l o n g i t u d e ：d f t t c md e p t h ：两曩b e ro fr e c o r d s =h e c o r d i n zi 嗽e r v a l ：锄x c l 9 6d 1 - 9 51 4 l o 一24 6i o t r l1 i s e p 一1 9 9 50 5 ：0 0 ：0 00 3 0 e p 一1 9 9 82 1 ：0 0 ：0 0t l0 3 0 i 置1 5 93 1 6 7i e t 曩r s8 6 0 96 0i i 瑚n s1 1 0 d a t et i l ed e p t ht 唧c o n d s a l s i g m at1 9 81 i s e p - 1 9 9 50 5 ：0 0 ：0 04 6 5 - 1 6 5 9 02 6 0 1 2 13 2 7 3 7 6 2 6 3 3 8 31 9 91 i s e p - 1 9 9 50 6 ：0 0 ：0 04 6 5 1 6 5 9 92 5 9 2 7 2 3 2 6 2 1 1 2 6 2 4 3 72 0 0li s e p - 1 9 9 50 7 ：0 0 ：0 04 6 5 1 6 7 d 02 5 9 4 9 5 3 2 6 6 3 0 2 6 2 7 8 0图2 - 4 美国海洋环境生态系统数据格式表2 - 4 美国海洋环境生态系统数据参数工程名称锚泊名称锚泊号部署深度文件起始时间头信结束时间息纬度经度海底深度记录的数据量测量的间隔时间数据n o d a t e面m ed e p t ht e m p c o n d s a ls i g m at信息采样号日期时间水深水温传导性盐度s i g m a 温度5 英国实时浮标温盐数据埔1英国海洋学数据中心处理、存档并且分发有关生物、化学、物理和地球物理学等方面的海洋资料数据，最主要的作用是了解控制自然界的方法。这些数据可以帮助了解一些自然现象、预测灾难的发生，更好的保护人类以及环境资源。1 1海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究p a t a s e t ：n 0 10 1 s b e 3 7 p o s t r e c o u e r u 5 0 m i i cl a t 。上1 2 5 1 8 0 6 1 1 7 j 6 6 1 7 61 0 n 一7 0 5 6 5 2 2 2 7 d 上1 3 10 9d e p t h 5 0t e n p e r a t u r e 1 0 n 。一70 5 6 5 2 2 2 70 4 3 10 9t e n p e r a t u r e t e m p e r a t u r e r t e m p e r a t u r e t i m e = 5 2 1 1 1 0 7 7 3 6 1 1 1 1 1 1 】 t e m p e r a t u r e d e p t h = 5 日】【t e m p e r a t u r e 1 a t = 4 2 5 1 8 0 6 4 7 4 6 6 1 7 6 ，s 7 2 4 1图2 - 5 英国实时浮标温盐数据格式表2 - 5 英国实时浮标温盐数据参数文件文件名头信纬度息经度水深数据温度经度信息温度温度 温度时间= 温度深度= 儿温度纬度= ，温度值盐度经度盐度盐度 盐度时间= 盐度深度= 儿盐度纬度= ，盐度值6 加拿大海洋学数据捌加拿大太平洋区域海洋渔业科学研究中心主要提供关于加拿大水生生态系统和生物资源的信息、产品和科学建议。主要用于评估海洋条件变换对鱼类资源的影响和作用，其中包括检测和理解海洋食物链的功能，特别是环境因素对鱼类分布和数量的影响。海洋环境信息可视化网格数据共享技术研究m 2 _ ，1 2 ii f f ：1 ：6 sm 1 0 5l l e q d e ru e r s i o h1 72 ，2 2 0 n h 1 2 - f i l es t tt i h et i h ei c r e e h t啊e ro fr e c o r d so t d e s c r i p t i o hf i l e t v p e啪e h 口fc h i n n e l sd h i h i s t r t i 州一i s s i d hc e c vc o h t r 甲p r o j e c ts c l l t l ：tp l t f o r he l o c t i o hc e o c r p h i c e s t t i o he u h th u 啊e l a t i t u o el o t lt u d e啪t e rd e p t - i h s t r u h e h tt y p eh g d e ls e r i 囊lh u i e 膏t p r e s s u r ot e n p e r a t utrlt 一一一e o fh e n d e ra ，7 7 2 7 7 1 57 1 口t c2 ，2 ，s1 9 ：3 4 ：盯- 一1 6 6 6 7 e 一 t ( 4 a v r l n cu s )1 2 c t ds c i l，2 6 一_1 0 s o c m u ms c l e n c e sd i u i s i _ s l l n n y - c c j n a d l i n e ，o b t r th j h np t u l l yh ep a c i f i cp 12 2弘均c o oht(degn n )1 2 50 - 1 2 ( d e 9n i n )1 0 0：s e a - b i r dc t d：s b r 一9 1 1 p l u s：啪s a l i n i t ，t r a n s m o x g g e n ：5 i 。i t p ：5 5 。1 。1 7 ，0 1 7 9 s1 2 1 72 72 7 s 2 9 2 7