中国冶金地质总局青岛地质勘查院 山东青岛 266109
摘要：随着信息技术的发展和海洋地质数据的积累，对海洋地质信息交换服务和海洋地质信息交换服务的需求日益迫切。为了解决海洋地质数据采集的问题，采用了GIS技术，如多波束声纳、侧拖声纳、水面剖面等，结合传统的 “三维空间模型”，开发了海洋空间数据库，根据海底剖面数据建立了快速地层测量模型；最后，开发了三维海洋模型，对海底三维地质信息进行了综合分析。基于客户端维护结构，提供真实三维媒体中地形和图层的完整图像和空间分布。分析了海洋地质数据的异构性，海洋地质数据集成的目标和要求，以及集成中存在的主要问题，并提出了解决方法。基于webservices技术，对海洋地质数据进行集成，实现地质数据的协同工作、标准化和交换。
关键词：GIS；海洋；数据集成；管理与可视化
前 言：“数字海底”是反映海底一定深度的所有地质现象和特征，交流和利用水下地质信息资源的系统，目前国内外对数字海底的研究已经取得了一定的成果，可以进行海下的三维可视化模拟。同时，水下地层的形成是一个多维空间。三维地质结构具有时空影响，对海底的分布特性更清楚的进行解释是非常重要的，特别是在特殊复杂的海底地质环境下。随着我国对自然资源和海洋地质的大规模研究，收集了大量的海洋地质资料。为适应我国经济发展的需要，建立了一批地质信息系统和数据源。但由于这些信息资源是由行政单位层层分布的，各单位对这些资源分别进行管理和管理，形成一个平台、系统环境、内部数据结构。地质学家促进数据的综合应用和一般信息的交流。基于节间技术、网络服务技术和XML技术的海洋地质数据的主要问题和综合解决方案将对此做出贡献，更好地协调、规范和共享海洋环境地质勘查服务。
1海洋地质数据复杂性
海洋地质资料包括研究和开发资料。调查资料是通过国家管辖海域的海洋研究设施、地质样品和各种地球物理方法获得的基础地质资料。这些数据主要由两部分组成：实地调查数据和内部分析数据。现场调查包括沉积物样品、沉积物样品和其他数据。内部分析包括沉积物和油井样品的描述、样品分析和分析以及测量数据的解释；绩效数据主要包括基础地图和绩效报告。海洋环境的地质资料具有高度的异质性和独特性，这主要体现在：由于调查的目的和方法不同，该领域的研究资料也多种多样；由于企业不同部门使用的设备不同，登记方式和标准也不尽相同。现场测量数据的精度和分辨率；由于分析目标和指标的不同，内部分析的数据结构复杂且不确定，数据结构本身也经常发生变化；数据源依赖于不同的数据库管理系统，没有单一的数据接口；数据以不同的方式存储，使用不同的结构和格式，包括数据库系统中的结构化数据，包括半结构化和非特定数据。
2 海洋地质数据集成
2.1数据集成管理
本文基于多波束共振系统、侧面声纳系统和地面剖面的实验进行研究。多波束探测系统测得的深度数据在磁带上依次处理，数据处理软件用于潮汐调整和积分，水平扫描数据由声纳探测系统提供。web扫描软件对图像进行处理、调整，生成嵌入图像。用探测系统测定了平面层剖面。通过sonarwiz6软件，对各层接口的测量和数字处理剖面进行了分析和解释。多源海洋土壤地质调查的地理数据属于空间数据范畴（本文根据海洋土壤调查数据格式和平台的要求，选择ESRI空间数据库进行进一步开发）。建立海洋地质数据库和空间数据模型，对海洋地质构造进行综合。利用海底地形和三维地层，在弧形目录区建立三维海底数据库。
2.2目标和要求
海洋地质数据集成的目的是为用户提供一个单一的应用界面，让用户获得多个有效的异构数据源，让用户真正专注于自己想要达到的具体效果，整合海洋地质数据，不是为了破坏现有的数据库系统，而是通过建立一个综合性的海洋地质数据系统，对不同来源的海洋地质镜像进行逻辑有机的集中管理，确保同一模型中不同异构体数据的一致性以及这些数据的格式和特征的一致性。海洋地质数据的综合与合成必须遵循以下要求和原则：在进行数据交换的同时，保持现有等距数据库的独立性。没有单一异构体数据库，它们的本地定义、应用和政策可以保持不变；确保实际数据的应用。与实际数据分离，一个集成的异构数据系统可以通过防火墙或代理服务器在不同的平台上运行；CP异构数据集成系统，一个能够满足实时数据访问和用户安全要求，并能快速适应源代码变化的系统。
总说明中定义了各种类型的数据源格式，并制定了数据交换的统一规则；一旦信息得到整合，就必须确保信息完整性、一致性和安全性。
3 GIS数据三维显示
3.1海底地层建模
我国海洋环境复杂多样，海上钻井难度大、成本高。以arcgiss10.0为平台，利用该平台的平面剖面数据作为三维地层模型的原始数据。利用克里格插值法，由各层的平面剖面数据生成地层界面，然后根据地层界面信息建立不规则三角网，然后利用“挤压工具”对不同层次的非均匀三角剖分进行分析。在平坦地区进行数据处理。利用sonarwiz6软件对“面积”的规划断面数据进行处理，并将平面断面上各条线的图像进行转换；各层界面必须数字化，导出excel图层数据，根据GIS环境下的实际地理坐标，按长度、宽度和水深进行分类，反映不同界面层的空间分布。添加数据表，创建一个点矢量文件，然后利用三维空间插值分析工具的栅格值，设置相应的设置，创建一个数字高程模型的图层界面。随着三维分析工具以点阵形式形成，层间界面逐渐变成不规则的三角形网络。Z值越小，三角剖分模型的表面越光滑、越薄，地形越接近实际三维土壤。根据“region”的实际地理坐标，形成“region”曲面的多边形。使用工具栏获取适当的地层元素。层的三维模型显示在测量区域中。ArcGIS界面显示了测区内各地层要素的全貌，并通过ArcGIS工具栏和地层控制窗口对各要素进行缩放和旋转，全面、多层次地了解了测区与地层空间分布的关系。
3.2 基于GIS的系统开发
基于二次开发平台ESRI-ArcGIS-Engine，开发了一个三维海底仿真系统，允许程序员创建自己的GIS桌面，并具有许多附加的GIS功能（开发虚拟海洋仿真系统的总体思路是在地理数据库的基础上管理空间数据和三维属性），利用ArcGIS开发海底地形、地貌和三维海平面；数据库与可视化控件相链接。系统接受CIS模型，整个系统接受Microsoft提出的逻辑层次结构，即接受新系统。显业务层是整个系统的业务逻辑，服务器端主要有一个数据层，包括各种海洋数据源、基础数据等，按照逐步优化结构系统设计的原则，虚拟三维仿真系统应具有良好的界面，充分利用三维海底测区空间数据库中的海底数据，操作简单，效率高，有助于快速获取“区域”地貌的综合信息，更全面、直观地观测整个空间信息范围。一个完善的3D-GIS系统不仅需要一些基本的GIS功能，还需要层次缩放、缩小、传输、数据导入、3D浏览、漫游、文件打开、文件存储等多方面的功能；它还需要一些简单直观的图形功能。
结束语
“数字海底”是海洋地质学、地理信息系统、遥感、计算机等学科的结合。因此，数字海底和数字海洋的建设是一个长期的过程，涉及许多问题。目前，海底三维仿真系统还不完善，为了进一步简化，有必要对海底地形的虚拟三维仿真系统进行研究。初步确定了海洋地质数据集成的流程图，解决了数据异构的问题。
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