關于海洋地質遙感調查資料歸檔的幾點思考

文·王淑娟

遙感作為一種新技術，具有宏觀動態的優點。隨著信息技術和社會信息化的發展，遙感在資源調查、測繪、國防安全和環境監測等行業的應用越來越廣泛。在海洋區域地質調查領域，遙感應用目前主要集中在陸地和淺海區域，包括海岸線監測與變遷、淺海水下地形反演、海島礁分布以及土地利用變化監測等。隨著遙感數據源種類的增多，空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的不斷提高，數據量呈爆炸式增長。地學遙感數據的存儲、管理模式對整個空間信息的共享和數字地球戰略的實施，有著很重要的影響。因此，實現遙感數據的有效組織和管理，是實現地學信息共享的前提和當務之急。

一、海洋地質遙感調查資料的特點

根據成圖比例尺和監測要素的不同，調查需選取不同種類、不同分辨率的遙感影像。目前國產衛星數據已具備對全球海域多要素、多尺度信息連續觀測的能力，能夠滿足區域海洋地質遙感調查的需要。我國在軌海洋衛星包括海洋水色環境、海洋動力環境和海洋監視監測三個系列[1]。海洋地質遙感調查過程中涉及的數據非常廣泛，既包括基礎資料，中間資料，也有制作的反演產品[2]。這些數據集既有衛星、航空探測資料，也有外場試驗數據和模式產品，大致可分為4類，即遙感數據、元數據、輔助數據和專題產品數據。遙感數據只調查過程中收集的衛星或航空遙感原始數據；元數據是關于數據的數據，在此用于產品和輔助數據的目錄、清單描述；輔助數據是指地物控制點數據，以及與衛星同步或準同步測量的現場地物光譜數據；專題產品數據指調查研究的最終成果數據和模型算法。歸檔數據包括海洋地質調查過程中形成的具有保存價值的文字、圖表、數據、圖像等各種形式載體的文件材料[3]。海洋地質遙感調查數據具備“大數據”的很多特點。

一是數據量巨大。目前，海洋區域地質遙感調查的數據資源總量已達到TB級，是一個數據量龐大的資源庫。

二是數據集種類繁多。目前較為先進的大型企事業科研檔案資源以電子為主，同時還包括部分紙質檔案、音頻檔案、視頻檔案、照片檔案等，都是非結構化數據，檔案資源種類多樣，具有多樣性的特征。不同平臺，不同傳感器，多源異構數據特點給資料歸檔提出更高要求。

三是處理速度要求高。目前較為先進的科研檔案依托于信息技術，科研檔案的收集歸檔達到實時或近乎實時的處理速度。

四是有安全保密要求。地質調查涉及國土資源安全，部分數據及產品需要保密。

二、地學遙感資料存檔的幾個關鍵技術

實現多源遙感數據地學信息的歸檔和檢索，最重要的就是根據遙感數據的特點和其所含的特殊的地學信息，結合新形勢新需求，利用先進技術方法進行有效的組織和管理。

（一）規范圖像處理流程

流程規范建設是大數據時代加強科研檔案收集歸檔的重要依據[4]。數據處理流程的規范統一，包括數據預處理方法、數據反演模型以及成圖標準。規范制定首先應以國家標準為基礎，以行業規范為依據，結合各調查項目的實際情況，制定適合的數據處理流程。科研人員應充分研究，嚴格執行，確保在信息化快速發展新形勢下的各數據集收集齊全、元數據合理有效、格式規范。

（二）數據庫與文件相結合的存儲方法

在遙感數據存儲方面，目前比較成熟的數據存儲系統有ESRI公司的ARCSDE柵格數據模塊、Oracle公司的GeoRaster模塊等。使用數據庫進行遙感圖像數據的存儲具有良好的事務性、多用戶的訪問、數據恢復機制等優點，但是也存在一些問題，一是遙感資料的數據量龐大，不適合將TB級別的數據直接放入數據庫中，極易導致數據庫異常；二是一旦數據庫出現了問題，大容量數據的恢復困難，無法保證數據安全；三是部分海洋地質遙感調查資料有保密要求，不適合在線存放。因此，建議采用文件跟數據庫相結合的方式，也就是將原始影像數據存放在文件系統中，而影像元數據和快視圖存儲在數據庫中。查詢檢索只需查詢數據庫中的元數據和快視圖，而不用涉及原始數據。當需要顯示、處理原始影像時，根據權限動態加載。

（三）矢量檢索技術

歸檔信息查詢是按一定的要求對地理信息系統所描述的空間實體及其空間信息進行訪問，從眾多的空間實體中挑選出滿足用戶要求的圖像資料及其相應的屬性。好的查詢機制將為用戶提供方便的信息資詢服務，使用可戶快速地從眾多的數據中提取自己關心的存檔遙感數據。影像數據的查詢目前主要有以下幾種方式，即空間查詢、元數據查詢、元數據關鍵字查詢、圖幅索引查詢、直接瀏覽查詢和基于內容的查詢[5]。針對海洋地質遙感調查資料的特點，可以采用GIS數據疊加的方法來輔助影像的檢索工作，基于經緯度范圍圖框或矢量圖形，如自定義的幾何形狀點、多線段和多邊形等進行檢索，這將有效提高海洋地質調查遙感資料的管理水平和利用效率。

（四）數據安全保密措施

海洋地質遙感調查作為我國國土資源調查的重要組成部分，其檔案保密管理工作與一般的檔案管理工作存在明顯差異，應嚴格遵循《檔案法》的規定和《保密法》的相關法律法規[6]，合理合法地利用檔案信息資源。隨著現代信息技術的發展，涉密信息在傳輸方式、載體、處理及存儲等方面有所改變，一旦網絡遭到入侵，會增加泄密隱患，而泄密和竊密也更加隱蔽。因此兼顧保密工作與文件歸檔工作，使文件歸檔與保密相輔相成，有效提升涉密檔案的歸檔管理技術水平，保障其涉密性、時限性和封閉性具有重要的戰略意義。這就應當在遙感資料歸檔和管理的過程中，重視載體的病毒檢查工作，完善信息系統防護墻，設置不同等級的管理與檔案訪問、獲取權限，盡量避免涉密資料在線存儲，并建立備份與恢復系統，以實現海洋地質調查遙感資料的安全管理。

“大數據時代”的到來，使得傳統科研檔案管理模式已不適用于當今的檔案管理要求。對于海量地學遙感數據、輔助數據以及通過科學研究得到的產品數據，必須實行有效的存儲、管理和檢索，并在此基礎上實現數據共享和發布。因此，海量遙感數據的歸檔工作要厘清概念、辯明關系、制定規范和轉變觀念，主動適應新環境、應對新需求、運用新技術、解決新問題，有效應對地學遙感資料檔案管理環境變化的準則。