“数字海底”数据库:海底多源综合数据的集成与管理方法研究

回顾了近几年海底资料信息化的发展概况,在全面分析海底数据特点的基础上,结合先进的数据库管理系统ORACLE以及空间数据引擎SDE,对海底数据的存储组织结构、分布-集中式数据库体系、归一化空间库技术以及海底元数据管理结构进行了分析和研究,系统地提出了一套海底综合数据的整合方法,在物理上和逻辑上对其进行有效的集成和表达,统一组织管理这些海底数据资源。同时,应用该海底数据集成与管理方法,建设以渤海工程地质数据为主的渤海范围内的海底综合数据库,实现了来自不同单位、不同专业领域的海量海底数据的整合,满足渤海油田工程地质环境探测和海洋工程建设的实际应用需求。

基于web3d的海底地层三维可视化平台

针对海底多源综合数据的内容和特点,设计了"剖面—钻孔"三维空间建模方法,将海上地震勘探获取的海底地层剖面离散点数据进行Kriging插值,得到每一地层界面的均匀网格;然后,为每一层界面构建Delaunay三角网模型,同时以钻孔测试数据对其缓冲区内的点集进行高度值修正,确定海底地层界面模型,并且采用GPU着色器对每一层进行专题渲染。通过对三维网络引擎技术的研究,实现了网络环境下的海底地震剖面、地层结构和地质体的三维建模和显示。采用东营附近海域获得的海底综合数据,对该平台的功能进行了初步的应用和示范,取得了较好的效果。

海洋地球物理空间数据仓库系统的设计与实现

本文将空间数据仓库技术引入到海洋地球物理空间数据的管理和应用上来,探索一套适合于海洋地球物理调查和科研工作的空间数据仓库构建方法.本文重点从数据提取工具、空间数据仓库和应用服务器等几个方面对海洋地球物理空间数据仓库系统进行设计和开发,实现海洋地球物理空间数据的组织和管理,向用户提供便捷、直观、高效的面向应用主题的空间数据查询、分析、统计和可视化等服务.

基于WebGIS技术的黄海大海洋生态系信息共享系统

主要基于WebGIS技术,设计和开发了一套适合于减少黄海大海洋生态系环境压力(YSLME)项目应用需求的信息共享系统——YSLME GIS系统,系统能够通过Internet提供元数据查询、数据查询、基于电子底图的空间数据查询以及系统管理等功能,从而实现对项目多源异构数据的有效管理,并且向科学家和公众提供高效便捷的在线信息共享服务。

黄海大海洋生态系数据库设计

由联合国开发计划署/全球环境机构(UNDP/GEF)资助的"减少黄海大海洋生态系环境压力"项目在实施过程中积累了大量关于黄海区域的生物多样性、渔业、生态系统和污染等多种类别的空间数据和属性数据。针对这些多源异构的综合数据,设计和建设了适合于黄海大海洋生态系GIS信息共享系统的专业数据库,主要包括元数据库和数据库逻辑结构的设计。从而实现黄海大海洋生态系综合数据的统一高效管理,更好地为信息共享系统提供数据支持服务。

面向二维Delaunay构网的点定位算法优化

逐点插入法是构建Delaunay三角网的主要方法之一,而在众多三角形中能否快速找到插入点所在三角形是影响整个逐点插入法构网速度的重要因素。在分析现有点定位算法的基础上,结合三角形重心的几何性质,提出了一种新的点定位算法,简化了待插点位于三角形两条边外侧时的寻找下一三角形的计算步骤,避免了求三角形重心坐标和相交边的过程,并将新算法应用到点云数据地形建模中。实验结果表明,上述算法较目前其它点定位算法能够有效的缩短搜索路径,避免了目前已有算法存在的搜索路径长、搜索路径求解计算量大等问题,较其它算法能提高Delaunay三角网构网过程中点定位的效率,并减少点云数据地形建模时间。

GIS技术在海洋工程地质勘探中的应用

基于ArcGIS地理信息系统平台和ORACLE数据库管理系统，研究了海洋工程地质信息系统的技术体系，对其总体设计、功能设计及数据存储进行了分析，系统全面地提出了海底信息综合集成、管理和应用的体系结构，并将其应用在渤海油田示范区的建设中。

胶州湾湾口海底沙波地形地貌特征及其活动性研究

利用多波束、侧扫声纳以及单道地震资料对胶州湾湾口潮流作用下形成的典型海底沙波地貌的平面形态、剖面特征和分布特点进行了分析研究。根据实测的水文资料计算了不同潮流流速下沙波的瞬时移动速度,推测了直脊型沙波和新月型沙波的形成]化过程:区内新月型沙波在西向优势流的作用下大约以50m/a的速度向西迁移,直脊型沙波则在两端方向不一致的优势流长期作用下,发生逆时针旋转,同时在往复流的作用下以一个平衡位置左右摆动;就地貌形态而言,新月型沙波是不稳定的,直脊型沙波达到相对平衡状态。

“数字海底”系统建模中的关键技术研究

基于“数字海底”系统的理论基础研究和在海底科学应用中的具体实践,提出了“数字海底”的涵义、系统组成和体系结构,对空间数据管理技术、基于XML的WebGIS空间数据表达技术、复杂海底三维建模技术、多源信息的一体化集成显示技术、虚拟现实技术等“数字海底”系统建模中的关键技术进行了探讨,为从事海底资源研究和开发的人员提供各个层次的参考或帮助.

ArcSDE在数字海底系统中的应用

在数字海底系统中的开发中 ,应用了 Arc SDE对渤海工程地质空间数据和属性数据在 Oracle中进行了统一存储和管理 ,并以此数据库为基础 ,实现了渤海工程地质空间数据的查询显示、虚拟现实等应用。文章重点讨论了 Arc SDE的原理及其在数字海底系统中的应用。

胶州湾地磁场特征及其工程地质意义

通过对胶州湾进行大比例尺磁力测量,绘制了胶州湾磁力异常图。胶州湾磁异常呈以下特征:在胶州湾中北部为变化较平缓的正磁异常区,梯度变化较小。西部则是NW向条带状强磁变化异常区,磁异常正负变化剧烈,呈明显的条带状展布。胶州湾东北角磁异常则表现为团块状分布,并以正异常为主。南部表现为混合异常,上部(大致为胶州湾最中间地带)磁异常为近东西向条带状展布,而胶州湾南部基本呈NE向正负相间分布。上述磁异常现象表明,胶州湾的断裂构造比较发育,在NE向断裂构造大背景下,从磁异常分布图上可以清楚地判别出NW向及近东西向断裂分布,这些断裂对胶州湾的工程建设将产生不利的影响。

数字海底的理论基础和技术实现——以渤海油田工程地质示范区系统为例

渤海油田资源的勘探开发促进了海洋工程建设的迅速发展。为避免海底不稳定性造成海洋工程巨大损失或灾难性后果,在该区开展了大规模的海洋工程地质综合调查和评价研究。通过对数字海底技术的理论基础研究和在渤海油田工程地质示范区的具体实践,基于GIS理论、计算机硬件、软件以及网络技术,对渤海油田工程建设中的多源异构数据和图形进行标准化/整合、输入/输出、存储、查询和显示,研究开发的示范区系统可提供多种综合分析及应用服务,为海洋工程建设和油田工程安全保障提供了共享基础科学数据,对于防止海洋地质灾害、降低工程建设造价和保障工程安全运行具有重大的应用价值。

南沙地块花岗质岩石矿物学特征及其成因信息

样品来自南沙地块北缘、洋陆过渡带附近2个拖网站位,主要为代表陆壳基底的中-酸性侵入岩,如花岗闪长岩(中性组)和二长花岗岩(酸性组)等。分析了这些中-酸性侵入岩的长石、黑云母和角闪石等矿物的主量元素成分。中性组的斜长石的牌号(An为13～38)明显高于酸性组的斜长石的牌号(An值为9～12),岩石主要组成部分的斜长石成分与岩石类型一致。两组岩石的黑云母均为富镁黑云母,黑云母成分反映其岩浆物质来源为幔源或壳幔混源,且酸性组的黑云母成分反映其寄主岩石受到地幔物质的影响要大于中性组,角闪石只出现在中性岩石内,为壳幔混合成因,反映其寄主岩石为典型的I型花岗岩。矿物共生组合温压条件计算表明,中性组岩石的结晶温度和深度分别为544～630℃(平均为573℃)和18～19 km,而酸性组岩石的结晶温度和深度总体上都低于中性组岩石,分别为416～538℃(平均为494℃)和9～10 km。本研究所揭示的矿物化学特征与所计算的温压条件为基于全岩元素地球化学特征提出的岩石成因模型提供证据。

OA系统在科研院所办公信息化建设中的应用探索

OA系统基于工作流概念,采用Internet/Intranet技术,可实现全员高效协同无纸化办公。以某研究所OA系统建设为例,分析了科研院所使用OA系统应用现状、存在问题、需求调研、架构设计并根据调研过程中的经验给出建议。

渤海油田示范区地理信息系统(GIS)的规划设计

在进行了充分需求分析基础上,对渤海油田示范区地理信息系统的数据库和应用系统进行了详细设计,数据库的设计主要是本着对象模型和关系模型相结合的原则进行的,而应用系统的设计主要考虑了以下原则,即先进性和实用性、开放性和标准性、可扩展性和可维护性、安全性和保密性、可靠性和稳定性以及具有良好的二次开发能力等。对于系统的体系结构设计,主要从系统的层次结构、硬件体系结构和软件体系结构等方面作了详细的规划设计。

冲绳海槽中段磁异常特征

磁异常显示在东海陆架坳陷带以降低负磁异常为主 ,而陆架边缘隆褶带异常区则以跳跃升高的正磁异常为主 ,冲绳海槽异常区表现出 2种磁异常面貌 :在西部陆坡表现为较平缓的负磁异常 ,而冲绳海槽底部则表现为高频跳跃变化升高异常。琉球岛弧异常区则表现为降低平缓负磁异常 ,只有在靠近冲绳海槽一带表现为高频升高正磁异常。磁力异常在这几个构造带显示出明显的条带状分布特征。在测区的中南部 (2 7°4 0′ N ,12 7°0 0′ E附近 ) ,磁异常呈现出明显的磁条带特征 ,与海底地形吻合很好 。

基于OSG的海洋环境虚拟仿真平台设计与实现

在分析当前数字海洋三维可视化关键技术及发展的基础上,深入研究Open Scene Graph(OSG)三维可视化引擎的仿真平台构建及渲染机制,建立合理、高效的海洋环境虚拟仿真和可视化模型,建立基于OSG的三维球体可视化框架体系,并初步设计和实现了一个海洋环境虚拟仿真平台。

海洋地球物理数据库设计与实现

在对海洋地球物理数据类型和特点进行分析的基础上,从海洋地球物理元数据、基础数据库和空间数据仓库等几个方面对海洋地球物理数据库进行设计,并基于C/S和B/S架构开发了海洋地球物理数据库管理系统。经应用实践,该系统能够实现海洋地球物理数据的高效化管理和便捷化共享,提高了数据的使用效率,满足海洋调查、科研、管理等工作的需求。

面向海岛规划的空间数据仓库构建

针对海岛规划的具体应用,在了解海岛规划所需信息以及规划重点内容的基础上,对海岛空间数据仓库体系结构进行设计,并以海岛植被分布为例,阐述了维度模型的构建过程,最后对其今后在海岛规划工作中的具体应用进行了展望。

基于粒子系统的大分子三维常规表达可视化

随着众包成为大数据问题的流行解决方案,虚拟社区逐渐被应用到科学研究中,并借助手机交互,人们在追求高质量渲染的同时也开始探索渲染方法的普适性。本文研究一种蛋白质大分子三维可视化方法,该方法通过粒子系统管理大量原子,改进着色方法减少每个原子渲染时间,可以表达甘草和范德华模型,二级结构等常规表达。选取从103至105尺度的分子作为用例,与流行方法比较静止和交互时的效率,均具有更高效率,更适于移动平台。对分子结构进行域分解优化,进一步提高交互性能。成果发布至手机,可流畅运行。