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第1篇 理论篇2

第1章 绪论2

1.1 海洋信息化内涵和意义2

1.1.1 海洋信息化的内涵2

1.1.2 海洋信息化的任务3

1.1.3 海洋信息化的意义4

1.2 海洋信息化进程和发展5

1.2.1 海洋信息化经历阶段5

1.2.2 海洋信息化现状6

1.2.3 海洋信息化的进展7

1.3 数字海洋的产生与发展11

1.3.1 从数字地球到数字海洋11

1.3.2 海洋信息化与数字海洋12

1.3.3 数字海洋的产生和作用13

1.4 智慧海洋和透明海洋16

1.4.1 从智慧地球到智慧海洋16

1.4.2 智慧海洋建设的可行性17

1.4.3 透明海洋的提出和意义18

第2章 数字海洋理论和架构20

2.1 数字海洋概念与内涵20

2.1.1 数字海洋的概念20

2.1.2 数字海洋的内涵21

2.2 数字海洋理论和技术22

2.2.1 数字海洋相关理论22

2.2.2 数字海洋关键技术38

2.3 数字海洋基础平台架构40

2.3.1 数字海洋平台逻辑构成40

2.3.2 数字海洋平台的运行模式45

2.3.3 数字海洋平台性能优化策略46

2.4 数字海洋硬件和软件体系47

2.4.1 硬件体系47

2.4.2 软件配置51

2.4.3 网络环境52

2.4.4 支撑环境建设55

2.5 数字海洋数据平台55

2.5.1 平台数据体系55

2.5.2 平台数据库模型57

2.5.3 平台数据库构建58

2.5.4 数据保密处理60

2.6 数字海洋基础服务平台60

2.6.1 系统管理功能61

2.6.2 信息服务功能62

2.6.3 应用构建功能65

2.7 数字海洋应用系统66

2.7.1 数字海洋应用系统体系66

2.7.2 数字海洋应用系统类型67

2.7.3 数字海洋应用示范系统69

2.8 数字海洋安全保障75

2.8.1 数字海洋安全保障体系75

2.8.2 数字海洋安全保障内容76

第3章 智慧海洋理论和方法78

3.1 从数字海洋到智慧海洋78

3.1.1 从数字海洋到智慧海洋78

3.1.2 智慧海洋的概念和内容79

3.2 智慧海洋理论和方法83

3.2.1 版本-增量数据模型83

3.2.2 本体论92

3.2.3 大数据及数据挖掘94

3.2.4 人工智能97

3.2.5 粒子流理论99

3.3 智慧海洋体系框架101

3.4 智慧海洋的建设104

3.4.1 智慧海洋建设方案104

3.4.2 建设中面临的问题105

第4章 透明海洋发展和展望107

4.1 透明海洋概念和内涵107

4.1.1 透明海洋的概念107

4.1.2 透明海洋的内涵107

4.2 透明海洋特征和功能108

4.2.1 透明海洋的特征108

4.2.2 透明海洋的功能109

4.3 透明海洋建设和展望111

4.3.1 透明海洋建设目标111

4.3.2 透明海洋的展望111

第2篇 技术篇114

第5章 智慧海洋信息基础114

5.1 海洋数据类型和特点114

5.1.1 海洋数据类型114

5.1.2 海洋数据特点115

5.2 智慧海洋数据模型116

5.2.1 传统海洋时空数据模型116

5.2.2 面向对象的海洋时空数据概念模型118

5.2.3 面向对象的海洋时空数据逻辑模型122

5.3 智慧海洋数据结构134

5.3.1 语法规则134

5.3.2 数据组织结构135

5.3.3 事件表达136

5.3.4 几何表达137

5.3.5 属性表达142

5.3.6 关系表达143

第6章 智慧海洋数据获取145

6.1 海洋数据获取手段和方法145

6.1.1 海洋卫星遥感观测145

6.1.2 海洋自动观测148

6.2 海洋数据格式150

6.2.1 通用数据格式150

6.2.2 专用数据格式150

第7章 海洋数据处理与集成153

7.1 海洋数据处理的数学原理153

7.1.1 数学形态学153

7.1.2 傅里叶变换154

7.1.3 小波变换154

7.1.4 马尔科夫链模型155

7.1.5 支持向量机155

7.1.6 贝叶斯定理156

7.2 海洋数据变换和重构158

7.2.1 海洋数据尺度变换158

7.2.2 海洋数据压缩159

7.3 海洋数据融合与集成165

7.3.1 海洋数据融合方法165

7.3.2 海洋数据集成模式167

7.3.3 海洋数据集成方法169

7.3.4 基于本体的数据集成171

7.4 智慧海洋制图综合173

7.4.1 海图制图综合新内涵173

7.4.2 广义空间信息综合174

7.4.3 智能海图制图综合实现175

第8章 智慧海洋时空分析177

8.1 海洋时空分析概述177

8.1.1 海洋时空特点177

8.1.2 海洋时空分析内涵177

8.1.3 海洋时空分析原理178

8.1.4 海洋时空分析方法179

8.2 海洋空间统计分析180

8.2.1 海洋数据统计方法180

8.2.2 海洋数据聚类分析185

8.2.3 海洋数据判别分析187

8.2.4 海洋数据PCA分析188

8.2.5 海洋空间相关分析190

8.3 海洋时空统计分析191

8.3.1 海洋时空聚类分析192

8.3.2 海洋EMD时空分析193

8.3.3 海洋EOF时空分析194

8.3.4 自回归时空统计分析195

8.4 海洋时序分析196

8.4.1 自适应时序分析196

8.4.2 奇异谱分析196

8.4.3 经验模式分解197

8.4.4 小波时序分析198

8.4.5 调和分析198

8.5 海洋时空分析199

8.5.1 时空插值分析199

8.5.2 时空数据挖掘201

8.5.3 时空关联挖掘201

8.5.4 时空可视化203

8.5.5 海洋时空分析前景206

第9章 智慧海洋时空建模207

9.1 智慧海洋建模方法207

9.1.1 数学模型207

9.1.2 信息决策模型210

9.1.3 地学模型212

9.1.4 行业模型216

9.2 潮汐电站选址模型构建224

9.2.1 建模限定条件224

9.2.2 建模数据准备225

9.2.3 适宜建坝海域分析模型构建227

9.2.4 提取湾口区域模型的构建230

9.2.5 适宜建坝堤岸分析模型构建231

9.2.6 库容量分析模型的构建233

9.2.7 最优坝址选取模型的构建236

9.2.8 电站并网最优路径分析模型构建240

9.2.9 道路网络分析模型的构建241

9.2.10 潮汐电站综合效益分析模型构建243

9.3 基于元胞自动机的海洋溢油模型构建247

9.3.1 影响因子设定247

9.3.2 溢油模型构建249

9.3.3 溢油扩散模拟251

9.4 海冰生成决策分析模型253

9.4.1 模型制约因素253

9.4.2 建模数据准备254

9.4.3 水文因子模型构建254

9.4.4 气象因子分析模型构建256

9.4.5 海冰生成厚度模型构建258

9.4.6 海冰厚度分级模型构建260

9.4.7 救援最佳路径分析模型261

9.4.8 站点加密模型构建263

9.5 海洋溢油污染评估模型构建265

9.5.1 污染评估指标体系265

9.5.2 影响因子隶属度确定267

9.5.3 基于权重的模糊综合评估271

第10章 智慧海洋信息可视化274

10.1 信息可视化方法274

10.1.1 一维数据可视化274

10.1.2 二维数据可视化276

10.1.3 多变量数据可视化278

10.2 地理空间信息可视化280

10.2.1 网络地图280

10.2.2 流量地图280

10.2.3 等值区间地图280

10.2.4 比较统计地图281

10.3 海洋信息二维可视化283

10.3.1 二维向量场可视化283

10.3.2 二维张量场可视化289

10.4 海洋三维信息可视化290

10.4.1 三维可视化方法290

10.4.2 三维可视化的流程291

10.4.3 三维标量数据可视化292

10.4.4 高维信息可视化方法293

10.5 海洋信息动态可视化294

10.5.1 时序可视化方法294

10.5.2 动态视觉变量298

10.5.3 海洋信息动态可视化299

10.5.4 海洋航迹流粒子模型301

第3篇 应用篇306

第11章 海水养殖选址及综合利用系统306

11.1 需求分析306

11.2 总体设计306

11.2.1 系统架构306

11.2.2 数据准备307

11.2.3 系统配置308

11.3 系统实现308

11.3.1 养殖区模型分析308

11.3.2 地图操作功能314

11.3.3 信息分析功能315

第12章 海洋地理信息服务平台322

12.1 需求分析322

12.2 总体设计323

12.2.1 系统架构设计323

12.2.2 系统功能设计324

12.2.3 数据库设计324

12.2.4 开发环境设计325

12.3 关键技术326

12.4 系统实现327

12.4.1 系统部署说明327

12.4.2 系统信息模块328

12.4.3 数据仓库模块329

12.4.4 元数据服务模块330

12.4.5 专题服务模块331

12.4.6 地理服务模块334

12.4.7 数据分析模块335

12.4.8 数据可视化338

第13章 海洋溢油信息管理与预警系统340

13.1 需求分析340

13.2 关键技术341

13.2.1 溢油扩散模型构建341

13.2.2 溢油评估模型构建343

13.3 系统设计345

13.3.1 系统设计目标345

13.3.2 整体结构设计345

13.3.3 系统安全性设计347

13.3.4 功能模块设计348

13.3.5 系统数据库设计356

13.3.6 运行环境设计357

13.4 系统实现358

13.4.1 基本功能358

13.4.2 信息检索模块363

13.4.3 溢油分析模块366

13.4.4 溢油评估模块368

13.4.5 数据管理模块369

第14章 绿潮信息监测与评估系统370

14.1 需求分析370

14.1.1 绿潮灾害及影响370

14.1.2 软件系统需求分析371

14.2 关键技术371

14.2.1 海量数据二三维一体化存储371

14.2.2 Socket通信技术372

14.2.3 CSGL和图形渐变372

14.2.4 流场的动态模拟372

14.2.5 最佳打捞路线生成373

14.2.6 DevExpress控件373

14.3 系统设计373

14.3.1 系统架构设计373

14.3.2 数据库设计374

14.3.3 系统功能设计375

14.3.4 系统界面设计377

14.3.5 系统开发环境377

14.3.6 系统运行环境378

14.4 系统实现378

14.4.1 系统界面实现378

14.4.2 系统功能实现378

第15章 海岸带时空信息平台395

15.1 需求分析395

15.2 总体设计396

15.2.1 总体架构396

15.2.2 数据库设计398

15.2.3 海岸带时空可视化设计401

15.3 系统实现403

15.3.1 时空数据组织与存储403

15.3.2 时空数据管理与调度406

15.3.3 局部细节等级时空数据加载408

15.3.4 时空数据信息可视化411

15.3.5 时空数据分析应用416

第16章 基于粒子系统的海流三维可视化419

16.1 流场可视化及粒子系统419

16.1.1 流场可视化方法419

16.1.2 基于粒子系统的流场可视化420

16.2 三维可视化渲染421

16.2.1 渲染引擎的分类421

16.2.2 三维可视化软件422

16.3 三维地形模型构建424

16.3.1 OSG开发环境搭建424

16.3.2 VPB编译426

16.3.3 三维地形模型构建428

16.4 海流三维可视化实现429

16.4.1 系统框架设计429

16.4.2 基于粒子流的实现430

第17章 海洋信息发布平台441

17.1 系统设计441

17.1.1 系统架构设计441

17.1.2 数据库设计442

17.1.3 系统功能设计443

17.1.4 系统环境设计444

17.2 系统实现444

17.2.1 系统界面实现444

17.2.2 系统功能实现445

第18章 海洋旅游信息服务系统450

18.1 需求分析450

18.1.1 旅客需求分析450

18.1.2 旅游管理者需求451

18.2 个性化推荐算法构建452

18.2.1 旅游项目推荐算法453

18.2.2 旅游线路推荐算法458

18.3 系统设计461

18.3.1 系统构架设计461

18.3.2 系统功能设计461

18.3.3 系统界面设计463

18.3.4 数据库设计464

18.3.5 系统环境设计466

18.4 系统实现467

参考文献476