海洋技術信息庫的研究與實現*

劉凌峰,周智海,高艷波,張 瑩

(國家海洋技術中心 天津 300112)

海洋技術信息庫的研究與實現*

劉凌峰,周智海,高艷波,張 瑩

(國家海洋技術中心 天津 300112)

在海洋觀測系統研究和業務化運行過程中,在獲取海洋觀測數據的同時,產生了大量的相關技術信息,這些信息包括:海洋觀測體系技術信息、海洋觀測技術類數據以及海洋觀測技術發展動態信息等。文章首先解釋了海洋技術信息的內涵及信息來源,進而簡要地描述了海洋技術信息庫的總體構架和組成,介紹了海洋技術信息庫現階段的工作進展,重點說明了4類技術信息數據庫以及兩個應用系統的建設情況,最后總結并指出未來的工作方向。

海洋觀測;海洋技術信息;海洋技術信息庫

1 引言

近年來,我國針對近海、管轄海域及西北太平洋開展了一系列海洋環境觀測相關科研業務活動,并通過一些大型專項的支持,初步建立了中國海洋環境觀測系統。在上述觀測系統業務化運行過程中,在獲取海洋環境觀測數據的同時,產生了大量的相關技術信息,例如:海洋觀測體系技術信息、海洋觀測技術類數據[1]以及海洋觀測技術發展動態信息等。本研究從海洋觀測技術發展研究及業務化運行管理出發,對上述海洋技術信息進行系統地收集、處理、存儲,并提供信息分析與共享服務,與收集處理水文、氣象等海洋環境觀測數據具有同等重要的意義。

2 海洋技術信息

2.1 含義

海洋技術是海洋調查與觀測、海洋資源開發、海洋工程、軍事海洋、海洋環境保護等諸多方面技術的總稱,因此海洋技術信息涵蓋的范圍也很廣。但是,鑒于國家海洋技術中心業務職能及現有條件,本文所探討的海洋技術信息僅包括海洋觀測體系技術信息、海洋觀測技術類數據以及海洋觀測技術發展動態信息3個方面。

海洋觀測體系技術信息,主要是指海洋觀測體系組成要素的相關技術信息,包括:海洋觀測標準規范以及各種觀測平臺、觀測設備、觀測集成系統的分類、組成、技術指標等技術信息。

海洋觀測技術類數據,主要由兩類數據組成:一類是各種用于海洋觀測的浮標、岸站、船用以及潛水器設備等在研發過程中產生的相關技術數據,例如:浮標的搖擺數據、拖曳體的阻力數據、光學的譜吸收數據等;另一類是指上述設備在業務化應用中產生的運行狀態信息,例如:設備位置、電壓、復位次數、門警、水警等。

海洋觀測技術發展動態信息,主要是指國內外海洋觀測相關技術發展動態信息。包括:海洋技術發展戰略規劃、高新技術研究進展、研究成果及其產業化信息、海洋科技文獻及國際交流合作動態信息等。

2.2 信息獲取途徑

海洋技術信息的分類從表面上看只有上述3種,但其中每類信息又可分為若干小類,信息繁多且復雜,收集渠道分散。技術信息的獲取方式主要有4種:① 通過實地走訪或去信、去函調研獲得信息。對于易于走訪或需要詳細技術指標的信息,需由專人前往相關機構,收集資料信息。② 通過瀏覽互聯網或相關出版物獲得信息。對于國內、外較公開的信息,可通過網絡或查閱相關出版物,獲得相關技術信息。③ 在科研活動中記錄并保留相關信息。在設備研發、實驗過程中或項目建設工作中保存各種技術類數據,使之成為海洋技術信息的來源之一。④ 業務化運行過程中記錄狀態信息。設備業務化運行過程中,通過監控軟件系統自動獲取并存儲其運行狀態信息。

3 海洋技術信息庫總體架構概述

海洋技術信息庫不是簡單地完成上述技術信息的存儲功能,因為單純的數據存儲沒有任何實際應用價值,海洋技術信息庫的建設目標是建立一套集海洋技術信息的獲取、存儲、處理、共享于一體的對海洋觀測技術可持續發展具有重要支撐作用的綜合系統。海洋技術信息庫總體上應由以下3個部分組成。即:數據庫、應用系統和服務平臺,如圖1所示。

圖1 海洋技術信息庫總體架構

數據庫分為4個子庫,即:海洋觀測體系技術信息庫、海洋觀測技術類數據庫、海洋觀測技術發展動態信息庫和信息產品庫,分別記錄3類技術信息以及從基礎信息中通過分析、統計、評估后形成的各種信息產品。

應用系統主要由兩個子系統構成,即:信息獲取系統和信息共享系統[2]。其中:信息獲取系統將通過各種渠道獲得的技術信息錄入數據庫;信息共享系統則提供數據庫中的各種信息及信息產品的共享服務。

服務平臺是承載海洋技術信息數據庫及應用系統的軟、硬件平臺。服務平臺包括系統業務化運行必須的錄入設備、存儲設備、管理設備、與各類信息服務對象之間的網絡連接以及配套系統軟件等。

4 海洋技術信息庫的初步實現

海洋技術信息庫是一個綜合系統,在中國近海 “數字海洋”信息基礎框架構建項目的支持下,國家海洋技術中心項目組開始著手海洋技術信息庫建設,經過幾年的建設時間,目前已初步建成并投入業務化運行,以下簡要介紹海洋技術信息庫的初步實現情況。

4.1 概述

目前,海洋技術信息庫已完成的工作包括:數據庫搭建、應用系統開發、服務平臺建設、信息采集錄入4項內容。

(1)數據庫。目前數據庫主要記錄如下技術信息:海洋觀測標準與規范信息、海洋觀測平臺技術信息、海洋觀測設備技術信息、海洋觀測集成系統技術信息、海洋技術發展動態信息,雖然距總體設計規定的三大類信息還有差距,但已初步形成了一定的信息存儲能力。

(2)應用系統。信息獲取系統和信息共享系統已根據數據庫現有的信息內容完成主體功能開發,信息獲取系統針對人工收集的信息和自動獲取的信息采用不同處理模式,將上述技術信息錄入數據庫,并完成信息標準化處理。信息共享系統采用分類用戶授權模式,對公網和專網用戶提供不同類別的信息服務。

(3)服務平臺。在整合現有軟硬件設備和網絡資源的基礎上搭建的管理及服務平臺具備較強的信息存儲和應用服務能力,信息庫已按照可提供的信息類別分別接入互聯網和 “數字海洋”主干網。

(4)信息采集。項目組通過多種渠道,采用多種手段開展技術信息收集工作。截至2012年5月,海洋技術信息庫已獲取并錄入海洋調查及觀測體系技術信息8000余條,海洋觀測技術類數據42萬余條,海洋觀測技術發展動態信息3000余條。

4.2 數據庫

海洋技術信息庫應包含3類技術信息,即:海洋觀測體系技術信息、海洋觀測技術類數據以及海洋觀測技術發展動態信息,構建包括信息產品庫在內的4個子庫。但由于中國近海“數字海洋”信息基礎框架構建項目的建設周期較短,而海洋技術信息庫在本項目的主要工作重點是搭建數據庫和應用系統的基礎框架,大量收集技術類數據由于工作量巨大,故在數據庫中對此類數據的收集數量較少,目前海洋技術信息數據庫涉及的主要內容如下。

(1)海洋觀測體系技術信息庫。主要包括如下信息分類:① 海洋觀測標準規程信息。主要信息內容包括標準規程名稱、批準機構、編寫機構、摘要、全文等。② 海洋觀測設備技術信息。主要信息內容包括海洋水文、海洋氣象、海洋物理、海洋化學、海洋生物、海洋地質地貌等觀測時使用的設備名稱、技術參數、應用情況、檢定維護等。③ 海洋觀測平臺技術信息。主要信息內容包括天基觀測平臺、空基觀測平臺、岸基觀測平臺以及水面水下觀測平臺名稱、應用情況、技術指標等。④ 海洋觀測集成系統技術信息。主要信息內容包括全球、區域以及國家海洋觀測系統的名稱、范圍、技術手段等。

(2)海洋觀測技術類數據庫。目前只包含一種類型數據,即:中國海洋觀測系統數據傳輸網運行狀態數據,主要信息內容包括觀測平臺運行狀態、傳輸網絡運行狀態、數據傳輸狀態、傳輸網應用軟件工作狀態等。

(3)海洋觀測技術發展動態信息庫。主要包括如下信息分類:① 海洋技術發展戰略規劃信息。主要信息內容包括國內外海洋戰略規劃現狀、階段性成果等。② 海洋高新技術成果及其產業化信息。主要信息內容包括成果名稱、簡介、等級、應用領域、產業化現狀等。③ 海洋技術國際交流動態信息。主要信息內容包括重大國際會議、國際交流合作動態等。④ 海洋技術文獻信息。主要信息內容包括文獻主管/主辦/協辦部門,編輯出版單位、地址,刊號,出版時間以及論文題目、摘要及其全文等。

(4)信息產品庫。基于以上3類信息定期制作統計、分析、評價信息產品,存入數據庫。

4.3 應用系統

目前已開發的應用系統包括信息獲取系統和信息共享系統,主要針對數據庫中已存儲的信息類別實現其相應功能。

(1)信息獲取系統。信息獲取與集成系統完成信息錄入和審核、標準化處理、規范化存儲等功能。對于人工收集的信息,項目組開發了基于B/S架構的錄入軟件,由有專門人員負責錄入,信息經專家通過審核界面檢查后正式進入信息庫,從而保障信息質量。對于目前數據庫中包含的技術類數據,即:海洋觀測系統傳輸網絡運行狀態信息,項目組開發了基于C/S架構的信息自動提取軟件,定期將運行狀態數據獲取至數據庫。

(2)信息共享系統。信息共享與服務系統是海洋技術信息庫對外提供技術信息服務的窗口,系統采用分級授權的機制,為專線用戶和互聯網用戶提供不同安全等級的信息資源。系統基于B/S軟件體系架構,使用自主研發的信息檢索引擎,用戶能夠快速精確地搜索到所需技術信息。海洋觀測系統傳輸網絡運行狀態信息的顯示基于GIS技術,實現站位和狀態信息的直觀可視化表現。信息共享系統的技術實現在參考文獻 [2]中有詳細介紹。

5 結論與展望

海洋技術信息庫的建設構想,在中國近海“數字海洋”信息基礎框架項目的支持下,得到了初步實現,建設的內容和工作重點符合 “數字海洋”信息基礎框架的要求,取得了一定成果。但海洋技術信息庫不是簡單、封閉的數據庫或系統,其信息內容將隨著海洋科技的發展和業務工作的深入不斷擴充,特別是在本項目建設中尚未大范圍收集的海洋觀測技術類數據,這也將是項目組下一步信息整合的工作重點。

[1] 趙進平.發展海洋監測技術的思考與實踐[M].北京:海洋出版社,2005.

[2] 張瑩,周智海,劉凌峰,等.海洋技術信息共享服務系統設計與實現[J].海洋技術,2010,29(1):95-100.

中國近海海洋綜合調查與評價 (國家 “908專項”)——中國近海 “數字海洋”信息基礎框架海洋技術信息庫建設項目(908-03-05-15).