基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.082

基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统

林波

（海南海警一支队 海南海口 570208）

摘 要：新时代背景下，海洋经济得到空前发展，海洋资源开发与生产活动频繁，使得提高海洋气象服务水平显得十分迫切。传统海洋气象服务模式，信息获取效率低，存在滞后性，且信息有效性与准确性差，很多时候不能满足需求，加强改革创新势在必行。网络电子海图的出现为海洋气象服务改革创新提供了途径。基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统能更快速、更直观、更方便地获取海区气象信息，对确保船舶安全，促进海洋经济发展有重要意义。该系统利用GIS技术，通过webadf和NET环境实现，能实现自动化、实时化海洋气象信息获取。该文将针对基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统展开研究。关键词：网络电子海图 海洋气象 信息服务系统中图分类号：U675

文献标识码：A

文章编号：1674-098X(2016)06(c)-0082-02

度的风在海面上吹过一段时间后，因摩擦力的作用，会使海水表面产生一种顺着风吹方向的流动，而这表面水分子的流动，又会带动下层水分子运动，产生水流。此外，还有因天体引潮力作用引起的潮汐现象等[3]。通过有效的海洋气象观测手段与技术，便能获取到海风力等级、风浪等级、大气压力、潮汐等相关信息。海洋气象信息对船舶航行，海上作业，海洋开发有着重要意义，关系国计民生，是相关自然灾害预测与防御，减少海洋灾害带来经济损失的重要手段。海洋气象观测系统会根据流体物理和运动特性，产生大量观测数据，实现海洋气象信息数值化，并精细化、准确化预测海洋天气状态，产生海量数据与图片，为海洋产业与人们生产生活提供参考，确保船舶航行安全，规避海洋灾害。

为提高海洋作业效率，确保海上航行安全，适应国内外海上海运快速发展的需求，加强对网络电子海图的应用具有重要意义。基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统，能从选的System Electric Navigational Chart中显示所需的海区气象信息和来自导航感应器的位置信息，并基于ECDIS辅助航线规划和航线监控，确保航线安全性。在传统技术条件下，海洋气象信息获取效率低，信息准确性差，甚至存在一定误差，并不利于航线规划，不能为船舶安全航行用，构建海洋气象信息服务系统，为海洋经济发展建设创造有利条件，提高航运气象服务水平。

提供有效信息支持。因此，应积极加强对网络电子海图的利.com.cn. All Rights Reserved.1 网络电子海图与海洋气象相关概念

1.1 网络电子海图

网络电子海图属于一种现代化技术，把信息技术、GIS技术、webadf技术、NET技术、数字式海图技术等高新技术融合在了一起，被誉为船舶导航革命性技术，是船舶导航和辅助决策的重要工具，不仅能提供航海相关各种信息，还能提供海区各类险情信息，对提高航海安全有很大帮助[1]。网charts）和光栅扫描海图（Raster charts），海图信息以数据信息文件形式分类储存在数据库中，使用者可通过终端设备有选择性地进行数据查询、使用、显示、分析[2]。网络电子海图信息系统以计算机为核心，以Electronic Navigational Charts为基础，连接探测、定位、雷达等相关设备，综合反映船舶形式状态，为船舶信息查询、航海记录、量算提供专门工具，其功能性和应用优势是传统纸质海图所无法比拟的，已广泛应用于航海交通管理、船舶调度、渔业管理、海洋测量、港口管理、航洋工程等众多领域，成为推动海洋经济发展建设的核心技术手段，我国已经对外推出国际标准版和中国海区网络电子海图。1.2 海洋气象

气象通常指风、云、雨、雪、闪电、打雷等一切大气的物理现象，海洋气象则是受普通气象条件影响形成的海洋特有气象。例如，在风的影响下会形成洋流。当一定方向和强

2 基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统

海洋气息信息对海上作业、海洋开发、船舶航行安全有着举足轻重的影响，如:过强风压可能导致船舶偏移，危机航行安全，诱发搁浅、触礁等事故。而海洋大气压力变化、温湿度变化可能会对船舶上相关电子设备工作状态造成影响，导致相关设备老化、失灵、损坏，所以海洋产业相关人意义。随着海洋产业的高速发展，加之近些年极端海洋天气的频发，海洋产业对海洋气象预测提出了更高要求，提高海洋气象监测水平势在必行[4]。传统技术条件下，获取海洋气象信息，主要通过NAVTEX等渠道，信息形式主要是静态图像和气象文字信息，而这些信息数据不包括物理属性，也无法通过计算机进行进一步分析，已逐渐不能满足海洋产业发展对海洋气象服务的要求。而网络电子海图为海洋气象观测改革创新创造了途径，提供了技术支持，切实有效提高了海洋气象服务水平，提升了海洋气象观测信息准确性和有效性、直观性，构建了一种信息化、网络化、现代化的海洋气象信息服务模式。基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统目前已经成为主流，日本、美国、加拿大、英国、韩国都在开发该系统。系统设计以ETN为基础，采用GRIB编码解析与标识方式，提供清晰图形化、可视化信息。信息获取方

（下转84页)

可见提高海洋气象监测水平的重要络电子海图系统所提供的海图类型分为：矢量海图（Vector 员对海洋气息最为关心，

82

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald

科技创新导报升其经济收益。

2016 NO.18Science and Technology Innovation Herald信息科学

重点以及性能测试提供有效参考[5]。同时我们也必须看到软件应用程序开发的最终目的在于满足用户的使用需求，因此在进行软件的开发设计中，要对软件应用界面进行科学的优化，并在这一原则的指导下，对用户的使用习惯进行全面了解，对于用户感兴趣的内容、重要资讯以及核心内容安排应用界面的合理位置，通过这种优化能够让用户在满足使用需求的同时，充分满足自身的审美体验，从而大大提升用户使用软件的频率，实现高效开发与合理利用。3.3 软件工程管理的有效运用

立足于计算机硬件加速升级的趋势，以硬件为支撑，不断提升软件工程管理的效率。软件工程管理与软件开发技术有着较为密切的联系，因此软件工程管理水平的提升，就需要不断进行软件开发技术的完善与调整，使其能够满足实际的管理需求。

3 软件工程技术在系统软件开发过程中运用的途径与

方法

软件工程技术在系统软件开发过程中的运用是一个复杂的过程，需要相关软件设计人员充分认识到传统软件应用程序开发中存在的不足，并在相关原则的指导下，从多个方面入手，采取多种方式，实现软件工程技术在系统软件开发过程中的科学高效运用。3.1 软件开发模型的科学构建

软件工程的特殊性使得软件应用系统的设计与开发与传统的软件开发工作有着极为明显的区别。而为了保证软件工程技术在系统软件开发中的科学高效运用，就需要进行软件开发模型的科学构建，通过对整个系统软件应用程序的科学解读，对开发周期、基本流程以及软件开发管理工作的重点进行梳理，以此为基础进行软件开发模型的构建，同时为了保证模型构建的质量与效果，还需要进行项目管理模型以及组织公共模型的建立，通过这种方式及时发现软件开发模型中存在的不足，并对其原因进行考察，找出应对差错的方式，从而保证开发流程的有序进行[4]。3.2 软件应用程序的开发

通常情况下，软件应用程序的开发会以系统软件的迭代升级作为自身的组织框架，在软件一次次地更新中，对软件的性能以及潜在的发展方向进行准确判断，也就是说软件应用程序涵盖了软件开发的各个方面。所以为了充分发挥软件应用程序开发的作用，就需要对软件使用者的使用需求进行行分析，从而为下一阶段的软件应用程序的使用需求、设计(上接82页）

式可通过Email和WEB等方式，从GFS系统中获取，系统采用统一显示标准和标识，能提供人机交互操作界面，能清晰显示风、气压等级信息[5]。从整体设计结构来看，应采用模块化设计思路，根据总体数据处理流程，具体可分为四大模块，分别是：气象数据模块、数据处理模块、用户模块、叠加显示模块。这种模块化设计模式，能有效降低设计难度和系统复杂性，提高系统可靠性，使系统的设计、维护、测试更加简易。用户模块从气象数据模块中获取信息，由数据处理模块进行处理与读取，产生GRIB文件数据和图形化数据，由叠加显示模块对数据进行EIN扫描与显示，呈现可视画面。用户模块的设计要对UI控制进行考虑，考虑到控制信息的接受、响应、处理，如：GRIB文件数据的记录选择、发送控制信息、反馈信息获取等方面。另外，由于数据处理模块是整个系统的核心，必须作为设计重点。数据处理模块要协调其他模块，负责用户模块控制信息，处理GRIB文件数据，协调显示模块进行数据显示输出。叠加显示模块设计中，必须要考虑到电子海图的叠加问题，确保处理后的信息能够以可视化、图形化形式呈现给用户，正确显示等压线、风速等相关信息。系统操作平台应为WINDOW或linux，使用wxWIDGETS数据库提供的API函数，基于WTL环境进行开发。目前较为成熟的基于网络电子海图的海洋气象信息服务系统，如：AIS-ECDIS、AIS VDR ECDIS等，其功能都已十分完善，非常值得推广和应用。84

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald

参考文献

[1] 邱恩海.软件工程技术在系统软件开发过程的应用[J].信

息化建设,2016(4):129-130.

[2] 王楠.系统软件开发过程中的软件工程技术[J].中国科技

博览,2015(45):90.

[3] 周敏.系统软件开发过程中的软件工程技术[J].电子制作，

2015(8):85-86.

[4] 郑彦平.系统软件开发过程中的软件工程技术[J].电子测

试,2014(24):122-123.

[5] 王玮.软件工程思想在管理信息系统开发中的运用[J].电

子技术与软件工程,2015(11):71-72.

.com.cn. All Rights Reserved.客观分析，并以此为基础，组织相关技术人员对相关数据进

3 结语

当前海洋经济已经成为推动经济发展的新动力，海洋产业得到空前发展。为降低海洋灾害对海洋产业的影响，保障船舶航行安全，促进海洋经济建设，应积极提高海洋气象信息服务水平。因此，应积极加强对网络电子海图的利用，构建新型海洋气象服务模式。

参考文献

[1] 刘渐道.基于Web电子海图的海洋气象信息处理与显示系

统[D].大连海事大学，2009.

[2] 李成金.电子海图的交互设计与水文气象数据的信息融合

技术研究[D].中国海洋大学，2015.

[3] 马小方.构筑于AIS-ECDIS技术集成的海上安全信息系

统的设计与实现[D].上海海事大学，2004.

[4] 赖剑菲.海洋水文气象信息可视化表达的若干关键问题

的研究[D].武汉大学，2005.

[5] 严华雯.基于GFS和WW3数值预报模式数据的精细化海

洋气象预报集成平台开发[D].华东师范大学，2012.