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信息化背景和数字海洋建设
信息革命萌芽于20世纪40年代,加速发展于70年代,全面展开于90年代。在今天,信息科学成为最活跃、发展最迅速、影响最广泛的科技领域,数字化成为信息技术发展的新动力。当海洋的科学审视加载了信息化的滤镜,海洋在人们的视野中就必然会呈现数字化的场景。
换句话说,海洋以数字化的风姿步上信息时代的T型台,并进入我们的取景框。“数字海洋”是由海量、多分辨率、多时相、多类型海洋立体监测监视数据及其分析算法和模型构建而成的总体海洋系统。“数字海洋”是海洋科技的战略性把量,也是一个必然的选择。这一努力必然强化客体主体化的进程和质量,迄今为止的一切关于海洋的生疏感和神秘感终将被消除,使我们置身海洋“有如回到老家之感”,使我们的海洋话题如数家珍。
全球化背景和法制海洋建设
全球化是我们时代的一个重要特征,全球化是网络时代、信息时代的必然。全球化使海洋在新世纪的地位凸显出来,成为比陆地更为重要的战略思考对象。全球化背景下的海洋会呈现什么样的意识流和思想冲动呢?在地球村里,村民发现原来我们的家园是水乡,海洋其实是我们的田园、道路和街市。我们的生活离不开海洋,如同村庄不能没有田园、道路和街市。
全球化背景下的海洋是法制海洋,亟需健全“游戏规则”和权威的裁判,从而使人们的海洋活动正当而有序。不然的话,海洋世纪会成为诉讼世纪甚至战争世纪。无论就国际还是国内而言,海洋法制建设都是必需和紧迫的。《联合国海洋法公约》从1970年12月17日开始酝酿,到1994年11月16日正式生效,经历了24年的漫长岁月。它的诞生,是世界海洋史上的一个重要里程碑。它标志着新的国际海洋法律制度的确立,表明人类向往和平利用海洋的新时代。
市场化背景和经济海洋建设
市场化不仅是我们期望的一个目标,而且是我们必须面对的一个事实。市场化背景下的海洋因其经济价值而成为炙手可热的区域,海洋经济开发是具有国际性的热门话题。
当今时代,陆地空间及其资源已严重制约人类的生存和发展,浩瀚无垠的海洋作为人类可持续发展的广阔空间强烈吸引人们的目光。中国是海洋大国,珍惜“蓝色国土”,开发利用海洋,是发展中国经济、提高综合国力的必由之路。中国要强化“经济海洋”和“海洋中国”的理念,对中国周边的海洋动向有高度的政治警觉和经济敏感,加速制定应对的战略。
近几年,中国特别是沿海地区对海洋经济给予了越来越多的关注,不少地区经济发展的思路已开始向海洋延伸,形成了海陆一体的经济发展架构,“蓝色产业带”的轮廓已经清晰可见。不少科学家预测海洋技术在21世纪可能有重大突破、发展,包括海水淡化技术、海底天然气水合物开发技术,和海洋能利用技术、生物生态技术、养殖和病害控制技术、海洋医药生物技术以及海底金属资源开发技术等,凡此种种,都将大大改变人类社会的能源和原料供应格局。
生态化背景和生态海洋建设
从美国海洋生物学家R·卡森《沉寂的春天》,到罗马俱乐部报告《增长的极限》,再到莱斯特·R·布朗的《建设一个可持续发展社会》,表明生态问题已成为人们关注的话题,把发展纳入生态化轨道,已成为人们的共识。生态化思维拷问科技进步与应用的双重结果,反思人类行为的生态效应;关注生态效益,关心社会与自然的协调共荣。这不仅给遭受污染重创的陆地带来新的生机,而且也规约着人们的海洋开发行为。
海洋不是一个孤立的存在,而是人类生存和发展所依赖的地理环境的一个组成部分,是生态系统的一个组成部分。海洋与陆地有很大的关联性和渗透性。目前,陆源污染是海洋污染的重要方面,加上航运污染、盲目开发、过度捕捞,已对海洋生态造成严重破坏。保护海洋环境,建设生态海洋已成为人们的共识。2004年,联合国环境规划署把“海洋存亡,匹夫有责”定为第33个世界环境日的主题,旨在号召每个人都行动起来,成为推动可持续发展的积极行动者,促进污染防治与重视海洋环境保护,为人类留下清洁的海洋。
人文化背景和文化海洋建设
卢梭、池田大作等思想家面对西方社会一方面是巨大的物质成就和文明的进步,另一方面是精神的空虚和道德的堕落,曾尖锐地指出:如果丰富的物质伴随着人性的丧失,如果人的世界充满着财物,而唯独人的心灵、人的德性、人的情操失落了,那么这不是人类的幸福,而是人类的悲哀和没落。我们必须立即改变优先发展经济的想法,站在经济从属文化、教育的立场上始终不懈地为建立富有人性的文化社会而倾注全力。
关键词:现代测绘学数字地球
1993年和1994年美国先后以总统令的形式提出建立"国家信息基础设施"(NII),即通称的信息高速公路,以及"国家空间数据基础设施"(NSDI),这是进一步推进社会信息化,抢占信息产业发展新的制高点和主动权的重大战略步骤,时隔五年,这一计划的实施初见成效,刺激了美国的经济增长,于是去年又以美国副总统演讲形式推出数字地球的概念和构想,并计划到2020年试图达到地球信息化的最终目标,亮出了美国这一近期全球信息战略的底牌。由美国政府高层出面提出的这一"数字地球"构想引起全球各方关注,并成为学术界热点话题。中国学者尤其在地学界也作出了积极的反应,不论从科学技术的角度还是从国家利益的角度,中国要准备迎接这一严峻挑战,已成共识。作为测绘学科,测绘行业反应更显强烈,数字地球概念为测绘事业发展提供了新的机遇和更高层次的发展前景。这里我们想就现代测绘学的发展从学科的观点稍为具体地探讨一下它与数字地球的关系和在构建数字地球中的作用。
一、测绘学的现展
空间技术,各类对地观测卫星使人类有了对地球整体进行观察和测绘的工具,好象可以把地球摆在实验室进行观察研究一样方便。由空间技术和其它相关技术,如由计算机、信息、通讯等技术发展起来的3S技术(GPS、RS、GIS)在测绘学中的不断出现和应用,使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化。测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数据的采集、处理和管理。GPS的出现革新了传统的定位方式;传统的摄影测量数据采集技术已由遥感卫星或数字摄影获得的影像所代替,测绘人员在室内借助高速高容量计算机和专用配套设备对遥感影象或信号记录数据进行地表(甚至地壳浅层)几何和物理信息的提取和变换,得出数字化地理信息产品,由此制作各类可供社会使用的专用地图等测绘产品。我国960万平方公里国土的国家基本地图的成图或更新周期可望从十几年,几十年缩短到几年或更短,测绘业的体力劳动得到解放,生产力得到大的提高。今天,光缆通讯、卫星通讯、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息,产品分发可从单一邮路转到"电路"(数字通讯和计算机网络传真),测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化,进入了信息化的发展。当前,随着我国经济的高速发展和经济所有制成份和运行体制的改革,需要开放民用国家测绘产品;从技术方面看,西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区1米分辨率(相当1∶1万比例尺)的地图,卫星上的GPS又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系,中、小比例尺国家地图的保密价值已大大降低;对于军事敏感的重力数据,卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。目前全球高阶重力场模型(如EGM96)分辨率已达50公里,已接近我国现有重力数据的分辨率,其保密价值也需要重新评估。这一形势使绝大部份测绘产品可以作为普通商品服务于全社会,测绘业从单一国家事业逐渐转变为社会主义市场经济的产业,这无疑为测绘学的发展注入了新的活力和扩大了发展空间,这也是一个有重要意义的历史性转变。
综上所述,由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展,测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标,正在适应新形势的需要发生着深刻的变化,表现为正在以高新技术为支撑和动力,进入市场竞争求发展,测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大,不仅是原来的单纯从控制到测图,为国家制作基本地形图的任务,而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展,在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。二、数字地球和现代测绘学
地球上一切事件都发生在一定的空间位置,人类社会经济活动所需要的信息绝大部分(约80%)都与地理位置相关。中国21世纪议程62个优先发展项目中,约有40个需要建立或应用地理信息系统。数字地球是利用海量地理信息(即地球空间数据)对地球所做的多分辨率、三维的数字化描述的整体信息模型,便于人类最大限度地实现信息资源的共享和合理使用,为人类认识、改造和保护地球提供一种新的手段,这里在数字地球的概念中突出显示了地理坐标的框架作用,因此NSDI是数字地球的基础设施,要求提供(地球)空间数据框架,包括大地测量控制框架(国家定位网和重力控制网)、数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息。为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的"专职",但又对测绘学提出了更高层的技术要求。
NSDI要建立在NII上,要在因特网上运行,要求开发功能强、效率高的因特网GIS软件。这表明还要大力发展测绘产品的计算机网络技术,它的技术基础是宽带、高速图形图象网络,当然其中宽带高速问题需要国家投资在NII中解决。数字地球构想的另一个高技术特点是虚拟现实模型。目前发展起来的全数字化摄影测量就能够利用功能强大的计算机系统或工作站,对数字化影象进行处理,建立立体地形或地物虚拟模型。但如何将这一技术用在因特网上对多种测绘产品和普通用户提供虚拟模型甚或虚拟现实模型,则是要进一步研究和发展的。数字地球是对真实地球及其相关现象的多分辨率、统一性的三维数字化整体表达,这里强调了统一性和整体性,要求全球多源数据无缝无边的连结和整合。从空间数据框架来说,其统一性和整体性是由大地测量来实现和给予保证的。大地测量是传统测绘的基础,对当前信息化测绘和构建未来数字地球更是基础的基础,即空间数据框架的框架。它要求全球采用统一的参考椭球模型和相应的地心坐标参考框架(如ITRF);全球统一的高程基准,即统一定义和使用的大地水准面;全球统一的重力测量基准(重力基本网);全球统一的地图投影系统。一切原有的测绘成果,特别是国家基本地图都要转换到上述全球统一的参考系中。数字地球对全球大地测量提出了更高更紧迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各国保持和维护各自的地心参考框架的基本技术,但局部坐标到全球坐标的转换目前还难于达到优于米级的精度;全球高程系统的统一问题,大地测量学家经过几十年的研究,目前还是一个未能解决的难题,最终要通过全球重力数据,特别是新一代卫星重力计划和卫星海洋测高计划在国际大地测量协会的统筹和协调下实现。
海洋占全球面积的70%,海洋将是21世纪资源开发的主要竞争空间,海洋动力环境的变化(如厄尔尼诺现象)又是决定全球气候变化的主要控制"阀门"。数字地球向海洋测绘提出了挑战。从全球来说,目前海洋的精细测绘基本上还是空白,多波束测深技术的发展加速了各国领海海底地形的测绘,但要将陆地坐标参考框架以相近的精度扩展到海洋仍存在困难,海上GPS定位精度还低于5米;由于陆地高程基准不能用水准测量传递到海洋,在卫星测高技术的支持下用某种去掉潮汐影响的平均海面作深度基准,精度可达米级,和多波束测深精度相当。但广大的开阔深海的海底地形测绘不可能用船载测深仪完成,用卫星测高结合重力数据(低阶或中阶重力场模型)反演海底地形,目前试验精度可达10-100米。数字地球将要求海洋测绘技术有新的突破。
测绘学由于其技术的突破已日益向相关地学领域渗透。大地测量更成为研究地球动力学(包括海洋动力甚至大气动力)的重要技术手段,GPS监测已能提供全球板块运动和地壳形变精密数据,可用于研究地学灾害(地震、滑坡和火山爆发等)的预测;GPS已可以和VLBI相近的精度和频谱分辨率监测地球自转的变化,由此研究地球深部结构和动力过程及全球变化;专题GIS也成为环境灾害问题分析预测工具。数字地球最重要的功能之一是为解决21世纪人类面临的环境和灾害问题提供一个可供观察、分析、模拟和预测的全球信息系统,以期协调人与自然的关系。
我们赞成活数字地球或动态数字地球的提法,因为人类是生活在不断运动变化的地球上。现在在全球性的观测中,各种对地观测新技术已可能连续快速获取地球表面(或浅层)随时间变化的几何和物理信息,了解地球上各种现象及其变化。因此测绘学或者说测绘业则应当利用3S技术结合合成孔经雷达干涉技术(INSAR)以及其他新技术(如卫星重力探测技术等)对地进行观测,为构建活数字地球提供描述地球动态变化的地理信息产品。
数字地球构想是推动人类大踏步跨进信息社会的重大战略步骤,有挑战也有风险。测绘是数字地球的基础,测绘工作者也将是构造数字地球的"尖兵",也要求测绘学有新的发展和突破。
三、测绘学和地球空间信息学
在本文第一部分已谈及测绘学在新的技术进步推动下的现展趋势。从现代信息论的观点看,测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科,传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限,其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图。它不能反映、至少不能及时反映地球表面形态的变化,特别是大范围和全球变化。其产品制作周期长,已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科,它的学科内涵发生了巨大的变化,因此如何界定测绘学的含义,已是世界各国测绘工作者所关注的问题。于是从90年代开始,国际上将测绘学(SurveyingandMapping)更改为一个新词,以准确反映学科实质,Geomatics一词由此应运而生。随后,有关Geomatics的提法在我国学术界,主要是地学界成为热门话题,由于对其含义理解不同,其中文译名也是五花八门,现在将它译成"地球空间信息学",已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解,但根据ISO的标准定义和国际测绘联合会(IUSM)对"测绘学"的定义,两者的含义是基本类同的,只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息〖CD2〗通讯社会中的地位和作用,适应了现代社会对地球空间信息的极大需求的特点,因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域,符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术,包括GPS、卫星遥感和航测,测绘的范围扩展到整个近地空间,例如近地空间航天器的导航定位,近地空间重力场的测定,大气层甚至电离层的信息;其支撑技术是信息技术,主要处理电磁波信息和影像信息,加之通讯、计算机网络等信息技术,使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新,由此,Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。
随着数字地球构想的实施,测绘学面临一个历史性的发展新机遇,传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林,以更强的活力向前发展,前景良好。
四、建议
本文漫谈了测绘学的发展及其与数字地球构想的关系。为在21世纪加速建设我国空间数据基础设施,发展我国的测绘学科和测绘事业,以迎接"数字地球"的挑战,根据我国目前测绘事业发展的现状,从一个侧面(主要是大地测量方面)提出以下建议:
1.尽快统一我国大地定位参考框架的建设,对近年来由各个部门独立建立的各等级GPS定位网进行必要的联测和统一整体平差,此举可望进一步加强国家级的大地定位框架;
2.将沿海各部门100多个验潮站统一组织GPS联测,精密确定各验潮站水位标尺零点的大地高,填补陆海相接地带重力测量空白。此举为统一陆海大地水准面,建立海洋高程基准,研究海平面变化至关重要;
3.研究将陆地GPS定位框架向我国领海扩展的方案,着手建立我国包括海域的广域差分GPS定位系统;
4.尽快完成重建我国重力基本网,发展航空重力测量系统,加密西部地区重力测量和GPS水准,加大力度支持对卫星测高数据的利用,为下世纪确定我国亚分米级或厘米级大地水准面作好数据储备,建立可在因特网上运行的新的重力数据库;
1.1区域网络化
区域网络化是指通过规划新建或技术改扩建,对在役海上油气区域内的主要油气田通过原油管线、天然气管线等输送管道进行联网,使其成为具有高效能传输、高资源共享、高技术支持的新型开发系统工程区域网络。例如,渤海油田开发区域网络目标就是以全海域的油田为整体进行区域开发规划,在原有在役油气田管道基础上,通过工程规划和建设,逐步实现“三横二纵”原油和天然气大型管网,以及油田注水局域管网和海上平台电力组网等。2009年初,为了改变渤海油田“渤南多气、渤西少气、曹妃甸冒气”的天然气资源不均衡现象,运用区域开发理念技术实现了海上跨区域、跨体系联网供气和开发,建成投产了渤西南天然气管网,打破了平台与平台、油田与油田、区域与区域之间的界限,实现了“一根扁担挑两头”的工程应对策略。其中,“两头”指渤西油田群和渤南油田群2个区域,“一根扁担”是指跨越渤西油田群与渤南油田群,贯穿山东龙口至天津塘沽的1条直径为3048mm、长度为256km的天然气“大动脉”通道。通过这条近东西走向的大管网把沿线约10个海上中、小型油气田联络起来,解决了埕北等油田因缺少燃料气而在平台常年烧柴油的顽疾,每年可减少柴油消耗6500t以上,从而减少氮氧化合物和二氧化碳排放分别约为306t和163t,节约操作费近千万元,使老油田开发重获生机;把渤南油田群富余的天然气输往渤西地区,解决了附近陆上民用燃料气短缺问题;兼顾了曹妃甸及蓬莱等油气田的天然气综合利用。同时,沿线曹妃甸等多个油气田群的放空富余天然气也全部进入这条管网,在整个生产期内可累计减少约17亿m3天然气排放。渤西南天然气联网开发的成功实施,达到了节能减排和天然气资源综合有效利用的目的,实现了不同开发区块资源共享、优势互补,形成了区域开发的新格局,并进一步促进了该区域的滚动勘探开发。2013年11月,锦州251南天然气田至辽宁营口仙人岛上岸管线建成,每年可向营口地区提供24亿m3以上的天然气,改善了该地区的能源结构,为当地的经济发展奠定了良好基础。更重要的是,在渤海辽东湾利用已有或待建的海底管网构成了全长约230km的原油和天然气通道,所形成的“十字型”海上油气局域网络连接了辽东湾锦州251南等6个主力油气田和3个油气处理终端,这是海上油气田开发区域网络化又一个成功案例。这种将已有或待建的海底管网综合规划并利用起来,有利于辽东湾地区各油田群伴生气综合利用,可有效动用石油地质储量7098万m3,增加年产油气当量规模253万m3(其中原油190万m3,天然气63亿m3),实现经济效益408亿元;同时,每年可以节能594万kW·h,生产期内将减排天然气1863亿m3,减排污水1021万m3;增加了供气市场的灵活性和可靠性,也为今后周边油气田富余天然气或潜力出路提供了依托基础。另外,2006年5月提出的涠西南油田群电力组网设想已经成为我国海上第一个由多机组高压输送与低压配电网络组成的电力系统,通过电力组网设计形成了海上区域的供电中心及电力网络,使整个区域的油田电站可以互为备用和共享备用机组,从而增加了供电灵活性和提高了供电可靠性,为今后形成更大规模的区域供电中心打下了基础。
1.2设施标准化
海洋环境工程条件的特殊性不仅带来海洋工程技术挑战,而且直接造成海上油田开发建设周期长、成本高、风险大。海上工程设施标准化设计是基于科学论证、成熟技术和工程实践经验提出的。对于开发规模及油品相近、环境参数类似、平台处理流程和能力相近的多个中小型油田,采用海洋石油平台标准化设计可实现场址规模系列化、工艺技术定型化、平面布置统一化、工艺设计模块化和方案投资最优化。例如,以渤海海洋平台上部工艺处理设施设备标准化和结构设计标准化为切入点,由此形成类似的井口平台组成、具有相同的井口槽数和甲板总体布置以及具有相同的导管架腿数、腿柱间距及类似的桩径,节约了平台设计工作量,方便了材料采办和平台建造。对于水深差别不大的平台场址,通过调整导管架过渡段长度来适应不同的水深要求,可使结构钢材料标准化设计的比例高达70%以上,从而有效缩短设计和材料设备采购周期及海上油田工程建设周期,加快海上油田投产。标准化设计和建造可实现海上各平台设施以“搭积木”式扩建,有力推进了海上油田高效开发。这种用工程设施标准化设计及其“能力冗余”适应油田开发变化需求,以标准化设计和建造所带来的“提前投产效益”改善油田开发项目的收益指标的做法,已在我国多个海上油田取得成功实践。例如,1997年渤海绥中361油田二期工程就首次对6座井口平台导管架、甲板组块采用标准化设计,每座平台设计35个井槽,从而缩短了设计和建造工期,节约了材料采办成本,降低了工程费用。绥中361油田二期工程井口平台标准化设计实践中所形成的标准化设计技术已在随后的秦皇岛326、渤中251等油田后续开发工程设计中得到全面推广运用。海上平台实现设计标准化的前提是在满足规范要求和确保平台安全的前提下,合理、适度选择设计标准及设计参数,这也是大力推行设备材料国产化、优化工艺流程和降低工程造价的基础。例如,1999年投产的渤海歧口172油田,通过对国内外有关结构设计标准进行认真分析,并对上部工艺流程及设备进行了优化,节约工程投资约8500多万元。对于开发规模及油品相近的海上油田,对海上生产平台油气生产过程中相同工艺流程、类似装置等做出统一的、能够重复使用的定型化与模式化设计,可带动工程下游各专业和各环节的工作,提高工作质量,加快平台建设施工进度,从而获得最佳经济效益。
1.3油田数字化
油田数字化管理是指充分利用自动控制技术、计算机网络技术、现场生产数据与数据整合技术、数据共享与交换技术等实现油田远程和职能控制,提升生产管理过程智能化水平。工程设施数字化是将海上油田的工程设施资料电子化与虚拟三维模型有机结合,保证在设备设施全生命周期管理过程中实现设计建造、状态跟踪、故障修复、维修改造等业务的高效率、低成本和安全环保。针对渤海油田地理环境和海洋工程建设特点,中国海油自2007年起探索了工程设施全寿命期数字化技术应用,在渤中281南、绥中361等油田进行了技术性试点研究获得成功后,于2010年正式启动海上工程平台数字化推广应用(EDIS)项目,实施也取得了初步成效。经过新建平台试点与在役平台试点,完成了在建33座平台数字化和数据中心平台建设,实现了“同一平台、信息共享、多级监视、分散控制”,从而达到了强化安全、过程监控、节约人力资源和提高效益的目标。随着海上油田工程设计中全面推广采用数字化设计技术,通过物探调查及潜水探摸采集数据,建立了海上设施(平台、海管、海缆)电子信息系统,将平台及管线电缆等工程数据自动导入,实现了工程数据合理、规范、有序管理,为安全生产及海底预警防碰防撞提供了切实保障。2013年初,我国海上第一个整装油田数字化建设在中国海油规模最大的自营油田———绥中361油田启动,标志着工程设施数字化进入了以生产运维应用为导向、工程数字化与设施全生命周期完整性管理有机结合的开创性阶段,主要针对油田生产设施的全面数字化,包括新建与在役设施、水下管线电缆、陆地终端等完整体系的数字化,形成了包括设施检测、水下安全防护、船舶水下管缆预警施工、在役设施数字化等系列配套技术。绥中361油田水上设施、水下管缆数据的完善,最终形成数字化油田,实现了该油田生产设施的全生命周期管理。此外,绥中361油田水下生产设施、平台设施(包括新建和原有在役设施)的全面数字化,满足了区域开发油田安全、环保和后期周边油田接入或改扩建等要求,及时避免了新建平台因安装位置冲突可能对在役设施造成的安全风险,为老油田整体调整探索出了一套科学方法。未来我国海上油田将进一步整合现有资源,工程平台数据系统可以与其他生产系统进行数据共享,包括海管完整性、安全应急管理等系统,为工程、生产、HSE等业务系统提供数据支撑,全面实现全油田统一的油藏生产管理、平台维修和工程安全环保等综合研究的数字化管理平台的目标,将对降低生产成本、提高作业效率、提升管理水平和加快生产方式转变等产生积极意义。
1.4用海和谐化
丰富的海洋资源是21世纪实现国民经济腾飞的重要战略支撑。自20世纪90年代以来,海洋经济就以远高于国民经济的速度增长,占国民经济的比重迅速提升,已成为推动国家和地区经济增长的重要力量。近年来,随着经济的发展,我国近海各地用海的传统格局已被彻底打破。例如,渤海油田开发项目建设运营与海上交通航运、渔业养殖、生态保护区和旅游区的建设用海规模逐步扩大所引发的冲突时有发生,由此带来的产业用海矛盾日益突出,严重阻碍了海上油田区域开发。因此,排解用海矛盾,从政策上要符合区域建设用海规划和发展方向,从海洋工程技术上要积极采取对策与措施,通过工程技术的创新来推动解决海洋石油开发用海与其他行业发展的矛盾。比如从2009年起,在渤海浅水海域水下生产系统及潜没式生产处理装置系统研究中,针对锦州202油气田开展了废弃改水下系统方案总体研究和设计工作,拆除原有平台后利用4口老井安装简易泥线采油(气)树和新建2口气井的水下生产系统,通过脐带缆对水下井口进行控制,实现了“水上井口”转“水下井口”,让出了一定海域空间。另外,由于渤海油田开发具有开发耗能大、电站燃料消耗大的特点(渤海油田当前用电负荷为600MW),近些年开展了渤海核能发电与稠油热采适应性等系列研究,考虑将核能作为渤海油田替代供电,将节约的伴生气或原油转化为产能,可带来非常可观的间接产量收益。据估算,渤海油田未来用电负荷将达1000MW以上,若用核能发电,每年可节省天然气30亿m3。
2思考与建议
区域开发是我国近海油气田开发的内在必然要求。实践证明,勘探开发一体化及区域开发,离不开整体工程方案应对策略的确定。工程应对技术策略是区域开发管理能否长期有效运行的关键,其核心是形成区域的统一电网、水网、气网等,为区域稳产创造条件。为了提高区域油气资源整体开发效益,实现区域开发的“高效”“高速”建产,建议在以下几方面做好区域开发及工程技术应对策略的研究工作。
2.1根据海上油田区域开发特点,加强“工程预留冗余度”研究
确定合理的“工程预留冗余度”是区域开发工程应对策略的重要前提和基础。要通过全面筹划、统一部署,首先摸清楚在役生产平台管线等工程设施规划和能力,再结合海上油气田开发特点,针对不同区域地质特征和油气藏类型,通过历史数据拟合分析等方法,对影响“工程预留冗余度”的关键因素进行量化排序,最终确定合理的“工程预留冗余度”量化指标。
2.2通过工程规划和建设,形成海上油田开发区域网络大格局
以渤海油田为例,要以全海域的油田为整体进行区域开发系统规划,在原有在役油气田管道基础上,通过合理“工程预留冗余度”量化指标来指导工程规划和建设,逐步实现渤海“三横二纵”原油和天然气大型管网,形成海上油田开发区域网络大格局,为勘探开发一体化奠定基础。与此同时,还要加强油田注水局域管网和海上平台电力组网等研究。
2.3采用“系列标准化”设计和建造工程设施,提高油田开发效益
海上平台管线等工程设施标准化设计建造不仅可以降低前期工程投资,而且所带来的油田“提前投产效益”可明显改善油田开发项目的收益指标,“系列标准化”设施还有助于油田开发后期调整时以“搭积木”式扩建。实践证明,能否有效地实施海洋石油平台标准化设计,应从海上油田的区域地质特征、油气藏类型、油品物性、开发规模、环境情况、平台的处理能力及操作者的要求等多方面进行综合分析,先进合理的工艺技术路线是简化工作的核心,也是高水平标准化设计及其“系列标准化”海上工程设施建造和安装的前提和基础。
2.4“油田数字化”与“用海和谐化”目标应贯穿于海上油田开发项目前期研究的全过程
[关键词]海洋旅游;数字景区;平台建设
[中图分类号]F592.3 [文献标识码]A [文章编号]1006―5024(2014)03―0138―04
一、引言
21世纪是海洋经济时代。海洋旅游业作为海洋产业的重要分支,越来越受到世界沿海国家的重视。我国是海洋大国,海洋资源丰富,具有十分优越的海洋旅游条件。舟山群岛新区是我国首个以海洋经济为主题的国家级新区。舟山群岛新区的建设和发展,将舟山海洋旅游业带入一个前所未有的黄金发展期和战略机遇期。舟山作为全国首批四个旅游综合改革试点城市之一,舟山海洋旅游业担负着重大的历史使命。当前舟山景区面临的一个重要问题就是如何利用现代信息技术建立旅游行业公共服务体系,加快数字景区建设,提高海洋旅游景区的市场竞争力和可持续发展能力,提升海洋旅游产业整体竞争力。
二、数字景区概念及功能
(一)数字景区概念
数字景区主要有两层含义:一是指景区数字化,利用现代信息技术来管理景区,改变传统景区管理模式,提高景区管理的效率。二是指综合运用计算机技术、3s技术、网络技术、多媒体等技术对景区的基础设施、功能模块进行动态监测管理,并为景区发展规划和建设提供决策支持,利用数字技术实现景区功能的延伸和扩展,扩大景区宣传力度与广度。因此,数字景区可定义为:利用计算机技术、3S(GIS地理信息系统、GPS全球定位系统、RS遥感系统)等关键技术,对旅游景区的空间信息资源进行自动采集和动态监测管理,实现景区规划、建设、管理信息化服务和对公众开放的景区。
数字景区以建立数据中心为核心,通过景区网络平台,协同各业务应用系统,为景区提升运营管理水平提供安全、高效的信息化手段,实现“资源保护数字化、经营管理智能化、产业整合网络化”。
(二)数字景区功能
利用计算机技术、网络技术及各种景区管理系统,提高旅游景区管理效率,将管理监督工作前置,创新景区管理模式,有效提高景区管委会的管理与决策水平;全面加强对景区的动态监测管理,有效保护景区资源,显著提升景区保护管理水平;利用数字景区中的公共服务平台、导游系统等对游客提供免费服务,提高游客的旅游满意度,提高服务质量,同时也提升景区的美誉度。
三、海洋旅游数字景区总体架构
舟山海洋旅游数字景区的整体系统可以划分为三层:基础设施、基础平台、应用系统。基础设施是景区信息化建设的基石,包括:网络通讯设备、基础软件平台等。基础平台是建立在基础设施之上的舟山海洋旅游的信息化平台,包括:GIS地理信息系统、GPS定位系统、RS遥感系统、DB数据中心等。应用系统是舟山海洋旅游的信息化服务系统。包括:景区监控系统、门禁票务系统、智能导游系统、公共信息系统、“三台合一”系统、应急呼救系统、车辆调度系统、景区办公管理系统、环境监测系统、舟山海洋旅游门户网站等。
四、舟山海洋数字景区平台建设策略
(一)基础设施
基础设施是旅游景区信息化建设的基础和前提。舟山景区要按照数字景区建设要求,配备好相关硬件设备,如:计算机设备、服务器设备、网络设备、数据存储设备等设施以及基础软件平台,构建网络结构合理、覆盖面广、性能稳定的基础网络体系,为数字景区建设提供保障。
(二)基础平台
1 GIS系统
要建设好海洋旅游数字景区,就必须先建立地理信息系统GIS平台。舟山海洋旅游地理信息系统GIS是收集、查询、分析、管理、操作以及表现与地理相关的数据信息的计算机信息系统,能够为分析、决策提供重要的支持平台。该系统采用基础数据库、管理和共享层、应用层的三层结构,是建立海洋旅游景区智能指挥中心、数字监控系统、环境保护系统、旅游信息系统等的基础和前提,借助GIS平台能更好、更直观地将门禁、景区管理、监控等管理数据信息展示出来。
2 GPS系统
GPS是一种基于空间的无线电定位系统。GPS系统包括三大部分:空间部分-GPS卫星星座,地面控制部分一地面监控系统,用户设备-GPS信号接收机。舟山景区可以利用GPS辅助遥感技术进行海洋旅游资源调查,利用GPS可以在海岛调查时进行精确定位;利用GPS测量技术可以精确测定旅游景区的高程,建立数字高程模型,结合遥感影像图,通过GIS软件制作舟山海洋旅游景区三维景观图等。
3 RS技术
RS(遥感技术)是指从远距离、高空以及在外层空间平台上,利用可见光、红外、微波等,通过扫描、信息感应、传输和处理,来识别地面物体性质和运动的技术。在舟山数字景区建设中,可以利用RS掌握旅游资源动态变化的过程,并运用最新变化资料,对旅游资源进行动态管理和开发,及时更新旅游信息基础数据库。
(三)应用系统
1 景区监控系统
在各个主要景点、景区出入口、客流集中地段和事故多发地段安装摄像头,采集景区实时场景数据,并通过网络(无线或有线)传送到景区监控中心。监控中心可以全天候实时监视景区现场,做到预防在先。若发生紧急情况就可以立即采取措施,统一指挥调度,疏导游客、预防灾害。
舟山景区监控系统主要由摄像系统、控制系统、显示系统和数据传输系统构成。摄像系统负责完成数据采集工作,并通过数据传输系统传送到监控中心,监控中心负责完成数据的保存,同时也可以控制、调节摄像机焦距、景深等,可以通过电视墙、大屏幕系统实时播放多路视频画面,方便景区工作人员集中监控。
舟山景区监控系统前端设备主要包括镜头、摄像机、控制解码器、射灯、云台、防护罩等。根据监控系统不同的实现模式,数据传输可以相应采用传统模拟视频监控、数字视频监控,模拟与数字相结合视频监控的方式。监控主机负责控制整个监控系统,它的主要功能包括:录像功能、监视功能、控制功能、报警功能、身份识别功能等。显示系统负责实时显示来自前端摄像机的视频图像,显示设备一般有电视墙、大屏幕等。
2 RFID门禁票务系统
RFID门禁票务系统融信息技术、计算机技术、机电一体化技术于一体,智能化功能十分强,是一种计算机售票、专用检票机自动检票、电子化信息管理的计算机网络系统。这一系统能实现售票、检票、消费、退票、查询、结算、分析等全过程的信息共享管理一体化。它有先进的财务统计功能和计算机财务报表功能,强大的数据查询功能,灵活的票种、票价设置,严格的操作权限管理,能给旅游景区管理带来全新的理念。
3 智能导游系统
智能导游系统是一个能够方便游客、便于景区管理的导游服务系统,包括客户端舟山智能导游手机软件以及服务器端舟山智能导游综合信息平台两大部分。本系统可为游客提供舟山智能化旅游服务,包括舟山旅游线路规划、行程安排、景区导游讲解、旅游分享、交通信息、住宿餐饮、特产导购等功能,涵盖舟山游、食、住、行、购、娱等所有实用信息,为游客提供随身、随地、随时的移动信息化服务。
智能导游系统可以存储大量的旅游景区景点信息,不仅能够广泛传播,加大舟山旅游资源的宣传力度,而且科学环保、方便快捷。随着游客人数的逐年递增,导游人员越来越紧缺,使用智能导游系统可以为旅客提供全方位的旅游信息服务,智能定位旅客所在方位,规划最近线路,提高游客旅游体验,让游客实现自动化向导,全面提高旅游服务质量。
4 公共信息系统
公共信息通过LED屏幕、公共广播、手机短信等方式传达给游客,以实现景区宣传、路线指导等功能。
公共广播系统即数字网络广播系统,可以将整个舟山景区划分成若干广播区域。各区域的控制点设置在主监控中心。这些区域可以独立播放不同的背景音乐,当游客走到景区区域时,可以听到与附近景点风格一致的背景音乐。
LED大屏幕显示系统是集景区资源推介、旅游资讯服务、景区资源保护宣传等于一体的公益宣传平台。LED触摸屏查询系统可查询景区、酒店等地的信息、服务项目、配备设施等产品以及形象宣传资料。
5 “三台合一”系统
“三台合一”系统是指将治安报警110、火警119、交通事故报警122三网建立一个统一的系统。这样可以统一处理110、122和119的接警、处警,进行统一指挥调度,有效整合资源,提高景区对紧急突发事件的处理能力及救援服务能力。
“三台合一”系统以计算机系统、网络系统为基础,以接处警系统为核心,结合GIS、GPS等技术,进行日常报警信息处理,并可以进行实时指挥调度。
该系统通常由接处警子系统、数字录音子系统、电子地图子系统、通信调度子系统、数据管理子系统、图像监控子系统、受警终端子系统、辅助决策子系统、大屏幕显示子系统等部分构成。
6 GPS车辆调度系统
GPS车辆调度系统是利用电子地图技术、GPS技术,对景区内的车辆进行管理,可以实现车辆的监控、调度、导航等功能。GPS车辆调度系统由车载终端、通信服务系统和监控中心三部分构成。
监控中心软件运行于服务器,负责实现车辆监控,它的主要功能有实时监控、发送指令、动态范围查询、动态单点查询等。
7 应急呼救系统
应急呼救系统是为游客提供紧急救援的专用系统。紧急呼救系统是景区保证游客安全和信息化建设不可缺少的部分,在舟山景区各个景点玩耍时如果发生特殊情况,就可通过紧急电话迅速地通知景区指挥中心及管理人员请求救援,从而快速到达现场,使游客在第一时间得到救助。
为了提高系统的可靠性,该系统采用光纤或无线传输,将紧急电话系统和景区广播系统合并为一套系统。系统主要由三个部分组成:紧急电话控制台、紧急电话分机、光纤或者无线传输通道。
8 办公管理系统
舟山景区办公管理系统主要由三部分构成:办公自动化OA系统、指纹考勤办公系统、景区可视对讲系统。
办公自动化系统是利用信息技术的手段提高办公效率,实现迅速、全方位的信息采集、信息处理,为景区的管理和决策提供科学的依据。主要包括公文管理、信息管理、短信、邮件、个人助理、办公管理等模块,提供全新理念的网上办公环境和办公平台。景区可视对讲系统主要的终端设备是手持3G手机,主要用于工作人员之间传达信息。工作人员通过手持3G手机实现视频对话,进行有效沟通。
9 环境监测系统
环境监测系统由空气质量在线监控与预警系统、火灾自动报警系统、污水在线监测与预处理系统、噪声自动监测系统、景区环境应急指挥系统组成。空气质量在线监控与预警系统由颗粒物监测子系统、氮氧化物监测子系统、二氧化硫监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统等组成。火灾自动报警系统主要包括触发器件、火灾警报装置、火灾报警装置以及其他辅助功能的装置。污水在线监测系统是一套以在线分析仪器为核心,运用计算机应用技术、传感器技术、自动控制技术、自动监测技术以及配套的软件和通信网络组成的一个综合性在线自动监测体系。通过水质在线监测与预处理系统控制污水处理的全过程,实时反映景区内的污水排放指标,打造“绿色减排”景区。景区的噪声自动监测系统的硬件和软件采用模块化结构,主要功能可根据应用场合和用户的需要进行配置,包括噪声统计分析功能、实时频谱分析功能等。
环境监测系统能动态提供景区环境的相关信息,如景区当前的气温、天气状况、空气质量、水的质量和地质地貌等。通过环境监测查询可以让游客根据气温和天气状况更好地决定出行的时间,可以通过景区当前的地质地貌提示游客地质灾害发生的可能性。
10 旅游门户网站
舟山景区旅游门户网站的服务对象是游客、旅游管理部门、旅游网络运营商、旅游集团机构、大中型旅游企业,是内容丰富、功能强大的专业旅游网站。网站可以划分为品牌展示模块、在线服务模块、电子商务模块、互动交流模块、系统分析模块。各模块又包含若干子系统。
网站以旅游信息、精品景点展示、人性化的在线服务、互动流为主线,以有效的电子商务体系为核心,突出品牌文化及个性化服务,并针对各景区实际的战略目标进行量身定制。
五、舟山海洋数字景区建设保障体系的构建
(一)管理机制
为保证舟山海洋数字景区建设的顺利实施,必须建立高效精简、结构合理的组织管理体系。要组建由相关政府部门负责人直接参与的数字景区建设专项工作组。工作组负责对数字景区建设运营的目标设定、任务分解、计划编制、项目实施、监督、评估等过程进行全面的组织和管理。要建立部门间协调机制,提高项目推进效率。成立专家指导小组,专家组成员由行业协会、科研院所、高校、企业信息化专家组成,负责对数字景区建设提供技术咨询和决策支持。
(二)融资体制
舟山海洋数字景区建设要根据不同项目采取不同的融资策略,对于风险大、社会效益大的项目要以政府建设为主;对于投入大、收益高的项目,政府应对企业加强指导与扶持,提升企业的抗风险能力;对数字景区建设具有战略意义的新兴产业,在企业贷款、上市融资、人才引进等方面政府应给予优惠政策。坚持政府引导和市场运作相结合,形成以政府投入为导向、企业投入为主体、金融机构和其他社会资金共同参与的多渠道投资模式。建立“谁投资,谁受益;谁使用,谁付费”的运营机制,吸引社会力量参与。
(三)运作机制
舟山海洋数字还要建立市场化的中介服务体系。政府要积极鼓励、引导工程技术研究中心、信息技术研究中心、高新技术服务中心等各类技术开发和中介服务机构按照市场化运作方式,结合数字景区建设,为政府、企业实施信息化提供全方位、全过程的服务,形成专业化、网络化、市场化的新型信息技术服务体系。
(四)评估机制
为了促进舟山海洋数字景区建设有序进行,要制定数字景区建设标准,建立绩效评估机制。重点研究数字景区建设的绩效评估指标,将数字景区建设的目标与重点转化为可度量的评价指标,对在数字景区规划、建设、运营方面取得突出成绩的各级旅游景区管理会、旅游企业和个人授予相关荣誉并给予物质奖励,通过以评促建的引导机制带领数字景区的快速健康发展。
一、 企业基本情况:***双丰电子集团有限公司成立于1996年10月7日,位于***市高技区火炬路156号,是以生产石油地震勘探传感器为主导产品的高新技术企业。公司是***市确定的首批重点扶持的高新技术企业之一,公司核心产品国内市场占有率达35%以上,位居内资第一位,国际市场遍布全球38个国家和地区,是山东省首个地震勘探检波器名牌产品;公司是国内唯一有能力批量生产MEMS传感器的厂家,主持制订了“加速度传感器”、“MEMS加速度传感器”两项国家标准。双丰拥有一个国家级检测实验室,两大省级中心,并设有博士后工作站和海外(加拿大)研发平台。先后共承担国家863计划项目三项,国家科技重大专项一项,其他省部级项目17项;拥有专利47项,技术实力雄厚。截至2010年底企业总资产29702万元、资产负债率48%、2010年度实现主营业务收入20332万元,实现利润2627万元。
项目建设纲领及必要性:本项目产品依托公司在加拿大设立的海外研发中心,聘请在国际知名物探研发企业具有丰富相关研发经验的外籍专家与国内的专家队伍一道共同开发,采取各子系统—-PBA---仿真—-代码写入---调校---联调---测试---组装的工艺路线开展工作。
本项目产品属于省政府确定的重点发展“四新一海”战略性新兴产业中海洋开发范畴,将填补国内在物探勘探采集系统自主研发的空白,项目的实施对于提升我国海洋油气勘探及多学科大洋资源调查能力都具有重要意义。
二、 项目产品和技术水平:本项目产品为海洋石油数字勘探采集系统:海洋油气勘探专用的水听器产品、海洋石油勘探水听器拖曳阵列、海洋石油勘探数据采集系统。项目产品分别在国家863计划、省信息产业发展专项等最新成果的基础上进一步完善开发,有着较好的基础条件,目前已完成工程样机的开发工作,目前累计已申请与项目相关专利技术17项,已获授权10项,其中申请发明专利6项,已获授权4项,总体技术水平达到国际先进水平。
三、 主要建设内容:本项目位于***市高技区初村镇科技新城内,总占地面积76亩,总建筑面积78000平方米,形成年水听器200万只、水听器拖曳阵列480道、海洋石油勘探采集系统20台套的能力。
充分认识文化体制改革和文化产业发展对建设具有海洋特色新兴城市的重要性,自觉增强建设文化名城的事业心与责任感在当前市场经济条件下,发展文化产业既是繁荣社会主义文化、满足人民群众精神文化需求的重要途径,同时又是加快现代服务业发展、促进经济结构调整的重要步骤,也是适应经济全球化、积极参与国际竞争、增强综合国力的重要举措。它对全面贯彻落实科学发展观,促进经济社会全面、协调、可持续发展,建设小康社会具有重大现实意义;对增强中华民族的凝聚力、创造力和竞争力,实现中华民族的伟大复兴,亦具有十分深远的战略意义。当今社会,文化建设与经济、政治、社会、生态文明建设融合渗透,文化软实力已成为可持续发展的重要动力和构建和谐社会的重要支撑。
促进文化大发展大繁荣,既能满足人民群众日益增长的精神文化需求,实现人的全面发展,更是推动经济社会和谐发展的必然与重要保证。要实现“十二五”宏伟蓝图和富民强市的新跨越,就迫切需要发展和繁荣文化事业和文化产业,以更好地提高城乡居民的文化素质,培养高尚文明的社会风气,巩固实现社会和谐的思想文化基础。就日照市的具体情况而言,加快文化改革与发展,促进文化产业振兴,的确不失为转方式调结构、加快建设海洋特色新兴城市的战略举措,也是推动我市经济增长新的驱动力。日照文化产业占GDP的比重为2.13个百分点,与山东省平均值相比相对较低,与先进地区的差距更大。要加快转方式调结构,就必须把文化产业作为重要突破口,大力开发日照市丰富的文化资源,进一步做大做强文化产业,繁荣文化事业,为日照市率先创新、优质发展创造新的增长点。
加快文化改革与发展步伐,全面提升文化的引领力、竞争力与支撑力,形成文化发展的新优势
日照具有历史悠久、内容丰富的传统文化资源,以莒文化、东夷文化、龙山文化、太阳文化等为代表的古文化源远流长,光辉灿烂。近几年来,在日照市委、市政府和全市人民共同努力下,日照市文化事业和文化产业迅猛发展,涌现了“日照黑陶”、“日照农民画”、“民俗旅游”、“江北第一茶”、“水运之都”等一大批极具特色并蜚声中外的文化产业。紧紧抓住打造山东半岛蓝色经济区、鲁南临港产业带、建设海洋特色新兴城市机遇,加快与之适应的文化体制改革和发展步伐,已成为促进文化产业振兴、建设滨海文化名城的当务之急。为此,日照广播电视台按照中央和省、市部署,逐步而深入地进行了内部人事、劳动和分配制度改革、广播电视制播分离改革,积极推进宣传与经营分开,努力建设具有较强竞争力的新闻服务产业集团。在影视制作上,充分利用日照市历史人文、自然生态环境优势,着力打造在全国具有影响力的影视作品,先后推出了电视专题片《刘勰》、大型电视连续报道《寻访》等一大批文化文艺精品力作。
“一带一路”建设中的挑战和应对措施
“一带一路”建设面临什么样的挑战?首先“一带一路”面临全球变化的挑战。这几年来全球的气候在不断地变化,全球的温度也在不断上升。目前,位于中亚地区的咸海已经从浩瀚的湖泊慢慢地演化到基本上湖泊消失了这么一个程度,所以可以看出全球地表的水量在减少,这都是全球环境变化带来的结果。这样的环境变化,确实会为“一带一路”建设带来很大的挑战。
同时也面临着粮食安全的挑战。为此,联合国在制订可持续发展目标的时候,零饥饿和无饥饿一起构成的粮食安全成为联合国的重要目标。然而,面临粮食安全的挑战集中的地区也在“一带一路”地区。
另外还有自然灾害的挑战。“一带一路”建设地区自然灾害尤为严重。其中超过80%的灾害是地震、风暴潮、水旱灾害等,这三大灾害构成了全球无论是死亡的人数还是经济损失的80%。
与此同时,“一带一路”建设所要实施的一系列实践工程,其实也面临着很多的风险。例如中巴走廊,从新疆到巴基斯坦的瓜达尔港,几百公里长度的中巴走廊,面临着诸多风险,有地震灾害,特别是水灾的风险特别大。
不过,面临这样的威胁,我们要有科学的行动和应对措施,从而避免这些灾害带来的不利影响。在这样一个地区,经济发展、城市化发展的不平衡,特别是城市化本身的快速发展,对各个地区的经济、人口各方面也会带来系列的挑战。那么面对以上的挑战,我们怎么去应对?目前,空间对地观测技术其实是个非常先进的技术,它可以把“一带一路”作为一个整体来进行认知,可以说它有着其他技术难以替代的,有的时候是唯一的可以发挥作用的一个技术。
通过对地观察大数据的共享对于沿线60多个国家的发展具有重要意义。比如在粮食生产监测方面,“一带一路”沿线国家水稻产量占全球总产量的88%,小麦产量超过全球总产量的60%,玉米总产量超过全球总产量的三分之一。
另外,全球60%以上的人口集中在“一带一路”沿线国家和地区,其中大部分都是发展中国家,城市化率相对较低,随着城市化的发展,城市病也逐渐显现出来了,急需用空间对地观测技术进行城市化的监测,提供城市化的信息支持。
对地观测技术
提供数据支撑
那么我国家的对地观测技术发展情况到底如何呢?接下来,我给大家介绍一下中国空间对地观测技术的发展。55年前,遥感这门科学技术就正式问世了。这些年来我国在遥感技术方面取得了长足的发展。未来,我们国家还要发射一系列遥感卫星和导航卫星,目前我们国家发射的这些对地观测卫星数量在国际上是属于前茅的,当然还要进一步提高它的质量和技术能力。
目前,资源卫星应用在我们的土地调查、粮食估产、灾害检测、森林囤积量的监测、环境调查等各个方面。近些年来,我们国家发射一系列的环境卫星对于北方的一些陆地污染,南方一些水面污染监测都做了很多工作。其中气象卫星在这些运行卫星里面,是运行得比较成熟的一个系列卫星,这就是为什么每天晚上7点半我们可以坐在电视机前看我们气象卫星产生的云图来听讲解员进行天气预报。
以前资源卫星监测陆地,气象卫星监测大气,环境卫星监测陆地和大气,对海洋的重视程度不是太高。这些年来我们国家对海洋、对海洋卫星予以了充分的重视。为此,我们国家已经发射了一系列海洋卫星。这些卫星会对海洋的初级生产力,比如海洋表面的一些叶绿素进行监测,对海洋的动力学进行监测,比如海浪、海风等等,包括对海洋灾害进行监测,所以海洋卫星这些年来发挥的作用越来越大。
随着我们国家经济的快速发展,一些中低分辨率的卫星不再满足于我们的城市建设、高速公路建设、一些大的工程项目的建设需求。因为中低分辨率的卫星对于该看的一些现象很难具备看到的能力,这时就需要我们发展研究高分辨率卫星系统,所以在2010年,我国开始启动高分辨率对地观测卫星计划,这是我们16个重大专项之一,它的目标就是计划到2020年建成我国自主的陆地大气和海洋观测系统。
目前,已经有4颗卫星被发射上天。这些高分辨率卫星可以对海上丝绸之路上的一些重要的港口城市进行分析和监测。不仅我们广州的港口,三亚的凤凰港,海口的港口,我们都可以监测,而且事实上像科伦坡的港口、吉隆坡的港口,新加坡的港口,我们都具备了进行监测的能力。
具备了这样一些能力,对“一带一路”研究来说,具有重要的意义。这些卫星包括遥感卫星、导航卫星、地球物理卫星在内,可以不断地获取我们地球表面的和次地表的一些有用信息,所以进入到我们今天这个时代可以说全球无处不在的都有地球观察卫星在准实时或者实时地获取方方面面的地球表面信息。
不过,世界上还有更多的地方或者信息不可能被我们的卫星监测到,所以就需要进行国际合作,就像我们“一带一路”建设,不仅要造福于中国,更重要的是要造福于沿线国家,造福于全球。
所以,我们在技术上也是共享的。正是因为如此,经过这些年的努力,我国已经建成了五站网系统。将来我们的卫星接收站可以遍布全球,对于全球数据我们都可以接收,可以为“一带一路”的环境监测、资源调查等提供非常重要的信息支持。
数字地球
助力“一带一路”建设
刚才讲到的都是遥感卫星,现在介绍一下我国的导航卫星。根据我国的北斗导航卫星计划,到2020年的时候,将有35颗卫星被发射上天, 构成一个全球卫星网络,当这个目标实现的时候,中国的北斗导航卫星,将和美国的GPS卫星、欧盟伽利略卫星、俄罗斯的格洛纳斯卫星相媲美。也就是说,中国北斗导航卫星将屹立于世界之林,并和我们的遥感卫星和通讯卫星一起构成我国强大的对地观测能力。
在这些强大的对地观测能力的支持之下,我们进一步要做什么?就是数字地球科学平台。多年以前,我对数字地球的理解就是把我们人类居住的地球装进我的计算机。也就是说我们利用卫星、利用其他数据,然后形成一个覆盖地球表面的数字系统,一个信息圈,来认识我们居住的地球。数字地球由一些大数据信息产品构成,比如说产品的类型包括陆地的、海洋的、大气的、城市的,然后时空尺度有全球的和区域的。陆地上包括植被、森林、叶绿素,海洋方面包括有海表温度、海表盐度,大气中的二氧化碳、气溶胶,城市当中的城市用地,地面沉降等等,都是我们的数据产品。
【关键词】海洋测绘;信息网络;测绘技术
随着经济的发展,我国的测绘技术也在逐步的向数字化、信息化的方向转变,并逐渐走向成熟。信息测绘技术是在目前测绘形同发展过程中的各项需求的基础上产生并发展起来的,指的就是以数字化技术为依托,通过互联网这一方便快捷的运行环境,及时有效地向各地区的各类用户提供地理空间等等方面的综合信息。信息化测绘最为我国由传统测绘向现代信息化、数字化策划发展的关键阶段,发挥了积极的作用。
一、海洋测绘的重要意义
当前,随着国家利益的不断扩展,周边国家对海洋资源的争夺逐渐的加剧,海洋测绘的重要性越来越显现出来。信息化技术的发展,使得海洋测绘面临着一次深刻的变革。最终,会使得海洋测绘等相关的学科发生重组。因此,海洋测绘的工作具有非常重要的意义。
1海洋测绘是完善测绘学的关键。由于地球上,三分是陆地,七分是海洋,海洋测绘所占据的海洋以及毗邻的陆地面积很大,如果测绘学里没有海洋测绘,依据学科体系,测绘学是不完整的。
2海洋测绘是完善海洋学的关键。海洋测绘能够为人类提供海洋的整个框架,能够实时的关注海水的性质及其变化。无论是进行海洋调查,还是进行其它的海洋工程,都离不开海洋测绘。因此,海洋学里,海洋测绘是促进海洋学发展的的助推器。
3海洋测绘是确保国家安全的关键。通过进行海洋测绘,可以向国防部门提供电子海图,它是人类从事海洋活动必须要掌握的工具。当前,面对国家海洋战略,无论是进行海洋管理,还是进行海上资源的勘探,离开了海洋测绘,我们国家的海洋战略就无法进行实施。
所以,由于技术的进步,海洋测绘必然会出现改革。由于海洋测绘具有非常大关联性以及基础性,同时由于海洋学科的需求,信息化的额挥着呗信息话的海洋测绘,其影响力将不断扩大,同时信息化测绘或者被信息化的海洋测绘的重要性也将不断的增强。信息化的海洋测绘是当前条件下,推动海洋战略顺利进行的主要动力。
二、数字化海洋信息的管理与提供
随着海洋测绘的数字化发展成为一种趋势,信息化海洋测绘被提了出来,而且海洋测绘的数字化发展趋势为信息化海洋测绘提供了前提条件。目前,国际上以地图生产为主的服务逐渐被地理信息的综合服务所取代。空间地理信息的开发已经被许多国家列入了发展战略。美国在20世纪90年代最早提出"数字化地球"的计划,随后欧洲、日本等国家也都加快建立署计划地理信息系统的步伐。我国目前已经实现了数字化测绘,但是在信息服务的功能和机制方面都没有跟上现代化测绘转化的速度。
随着信息技术的不断发展和完善,因特网在全球范围内的普及度越来越高,这就为海洋测绘服务提供了一些有利条件,同时也带动海洋测绘服务方式的根本转变。从用户的角度来看,只需要访问一个集成化的地理信息系统门户网站,就可以随时随地的对各个地区的地理信息系统进行检索和查阅,方便快捷。
三、信息化海洋测绘应注意的问题
实现海洋测绘信息网络系统以下几方面的问题:1)数据的版权问题,数据的版权在信息管理的技术层面是一个不可小觑的问题,因此研究人员要建立更加完善的数据版权的保护机制;2)政务的信息化。政务的信息化指的是通过因特网来提供电子。海图、信息服务和电子航海通告等等。关于怎样使NEC适应新时代的要求是今后需要解决的问题;3)信息的可靠性。有关海洋的信息在网络上被广泛应用,很多数据和信息可能会存在质量问题,因此相关部门应该主动地加强对海洋信息和数据的控制和整理。
四、海洋测绘信息保障网络系统
海洋测绘信息保障网络系统是通过专业技术人员制作并在网上建立海洋测绘数据库,开通一项简单灵活的用户操作界面,方便各地的用户及时的进行海洋信息查询,一方面实现区域海洋测绘信息的一系列功能,如在线浏览、查询、航保信息等等,另一方面解决了数据库的链接与搜索问题,从而实现对电子地图的统一查询、搜索和多媒体新信息显示等功能。海洋测绘系统主要包括前台管理和后台管理两部分,前台展示包括海洋综合信息子系统和在线视频会议子系统和海洋测绘信息WebGIS子系统;后台管理部分包括数据管理、用户管理和系统管理等方面。海洋测绘信息查询是通过网络对重要海洋测绘数据快速查询和定位显示。主要包括:查询定位、信息浏览查询、周边信息查询、最近查询等。
五、海洋测绘的信息化发展策略分析
在当前信息化发展时代,海洋测绘行业取得了不菲的成绩,但还需要采取积极对策,以不断促进海洋测绘业的全面信息化发展。
1统一坐标系,提高海洋测绘精确度
当前在海洋测绘中,发达国家在一般使用地心坐标系进行测绘。地心坐标系因以地球质心为原点,较之参心坐标系在测量结果上更为精确,而鉴于各种原因,我国当前在坐标系的使用上,地方坐标系、国家坐标系以及施工坐标系的参照坐标还存在差异,且主要以参心坐标系为主,应尽快予以统一,并逐渐选择使用地心坐标系,以不断提高海洋测绘的精确度
2加快提高测深技术
在水深测量上,海洋测绘虽然在近些年的发展中,取得了很大进展,但由于受先进的测量仪器价格昂贵,以及海洋测绘较之陆地测绘起步晚,在技术上相对较弱等原因的影响,在当前我国的水深测绘中,仍然主要使用单波束测深仪,对于多波束测深仪的研制还有待提高,如果主要依靠单波束测深仪,将会降低我国测深效率以及测量结果的精准性,对于我国海洋测绘业的发展是不利的。另外,虽然采用了空间遥感技术,但使用的范围还较小,目前主要在我国的浅海区域,在深海区域的使用范围以及技术的精确度均有待提高。
3提高GPS在海洋测绘中的精度
GPS定位系统在大地高的测量中应用较早,且测量结果较准确,但在将大地高转化为海图高的精确度上却并不高。由于海洋理论深度基准面具有跳跃变化的不稳定特点,因此,将大地高作为无缝垂直参考基准应用水对水深的测量,还需要进一步加强对于数据处理准确性的研究,以做到通过大地高的测量,能对海图高的数值有比较准确的测定,尤其在我国的远海领域,应加大对GPS精确使用范围并加快相应技术研究,以不断促进海洋测绘技术的提高。
综上所述,海洋测绘信息化不仅仅适应适应由传统测绘向数字化测绘转化的要求,还适应当今社会信息化的要求。随着信息技术的发展,数字化海洋测绘体系不断的走向成熟,并得到广泛的推广和使用。信息化测绘作为我国由传统测绘向现代信息化、数字化策划发展的关键阶段,发挥了积极的作用。加强信息网络系统建设是提升测绘服务水平和保障能力的迫切要求。
参考文献:
[1]马兰,孔毅.信息化海洋测绘的构想[J].现代测绘,2010(1).
关键词:新媒体技术;数字化;文物遗产保护
一、基于新媒体和数字化技术的宁波文化遗产传承
联合国教科文组织在《保护非物质文化遗产公约》中指出:非物质文化遗产指被各群体、团体、有时为个人所视为其文化遗产的各种实践、表演、表现形式、知识体系和技能及其有关的工具、实物、工艺品和文化场所。各个群体和团体随着其所处环境、与自然界的相互关系和历史条件的变化不断使这种代代相传的非物质文化遗产得到创新,同时其具有的认同感与历史感更好地促进了文化多样性以及激发人类的创造力。宁波作为全国历史文化名城,具有根脉深厚的物质文化遗产,传统文化底蕴深厚,形成了丰富的物质文化资源。自古以来,作为港口城市,宁波海洋文化更是重要的地域特色,种类极其丰富。随着城市化和现代化的发展,宁波的传统文化资源正在不断地被侵蚀,物质文化遗产保护面临严峻的挑战。随着互联网技术的快速发展,全球已进入互联网时代即Web3.0时代,社会生活正在被网络和数字媒体技术渗透,并深刻地改变着人们的生活方式,颠覆了传统的价值观念,因此,宁波的传统文化也在经历着前所未有的挑战。与此同时,数字动画技术及三维虚拟仿真交互技术作为一种创意表现形式与传播手段,正在逐步引入到传统文化传承当中,运用现代动画技术将传统文化资源数字化,已经表现出强劲的发展前景,并得到了人们的充分认可,这已经成为物质文化遗产传承的重要方式。新媒体技术是通过数据形式来传输内容,其依附于内容数字化并形成互动的传播方式。有学者将其界定为网络传播方式,称之为“第四媒体”。新媒体技术包含了基于互联网相关的很多技术与传播方式,其优势显而易见,所以,运用新媒体技术对宁波地域文化遗产进行项目的应用研究与推广,将更有效地保护与传承宁波的传统文化。为此,我们基于宁波地域文化遗产,以物质文化遗产和非物质文化遗产主线,展开传统文化资源的数字化保护与推广,围绕本地民居、村落、寺庙、遗址、海洋文化等进行调研,最选取宁波海洋文化和宁波保国寺两个文化遗产进行数字化推广。同时,运用新媒体数字动画技术、三维虚拟仿真交互技术,结合Flash、3DMAX、Maya、Unity3D、PS软件平台,对宁波传统文化资源进行数字化转换与推广,制作成动画短片和虚拟仿真交互形式,取得了良好效果,受到了普遍欢迎。
二、新媒体技术与宁波文化遗产推广的路径
物质文化遗产传承注重技能、技术、工艺和制作过程,参与体验是其中重要内容。如何增加传统文化传承的体验感,是决定宁波文化遗产推广成败的关键。近年来,我国政府高度重视物质文化遗产的保护,各地开展了一系列文化遗产保护与宣传教育,使文化遗产传承的理念已经逐步深入人心。但如何更好地有针对性传承物质文化遗产,解决文化遗产资源不足与推广工作面广量大的矛盾,是当前宁波文化遗产推广面临的主要问题。利用新媒体技术对宁波文化遗产进行推广,为解决这一难题提供了有效路径。利用新媒体技术将文化遗产予以创新地表现,符合于现代人们的审美观与诉求,对文化遗产的传承保护与传播具有重要意义;同时,可以与传媒、动画、游戏、旅游等文化企业合作,共同创造出具有更高价值的旅游产品与文化产品。对于非物质类文化遗产,我们使用数字动画技术进行了开发应用探索,比如以宁波海洋文化非物质文化遗产为例,在动画创作前期,先对宁波海洋文化的海洋景观、民俗文化进行前期调研,然后在原画、分镜头、场景、人物角色设计环节中进行融入,让生活场景、故事典故、地域文化等进行多角度贯穿,并通过二维、三维动画技术进行效果表现,让观众能够身临其境地感受到非物质文化遗产的历史氛围。对于物质类文化遗产,我们则使用三维虚拟仿真交互技术进行制作与应用,以宁波保国寺为例,我们首先对保国寺周边地理环境及建筑进行数据的采集,然后绘制矢量地形,利用三维软件对现有建筑数据进行虚拟模型及贴图的制作,最后导入引擎进行灯光布阵及后期处理,导出虚拟交互产品。文化遗产通过这两种数字化表现形式,可以在旅游景点、互联网、推介会、博物馆进行数字化交互展示与传播,为传统文化遗产在新媒体时代中的保护与传播起到了重要的作用。同时,多形式的表现方式提高了大众的参与度与体验感,极大地增强娱乐性和观赏性。宁波有着许多古老悠久的物质文化遗产,如宁波海洋文化、宁波帮精神,但文化看不见,摸不着,如何能给人留下印象,所以我们将利用新媒体技术手段对此进行虚拟体验设计,构建环境,让旅游者体验。文化遗产通过这新媒体技术的数字化表现,把它变成用户可触及的东西,跨越时空的约束。有的还可以开发成手机APP端或PC端的文化类游戏,多形式地提高大众的参与度与体验感,增强文化的娱乐性,形成了文化创意产业的新亮点。新媒体技术与非物质文化遗产可以相互借力、相互促进。新媒体技术提升其表现与传播方式,赋予文化遗产传承以全新的形式与内容。另一方面,必须清楚地看到,新媒体技术是技术手段,物质文化遗产与非物质文化遗产才是核心内容,切不可本末倒置,喧宾夺主,给文化遗产传承带来负面影响。
作者:江利利 张磊 单位:宁波大红鹰学院
参考文献:
[1]张琳,张薇,于海霞.信息技术在非物质文化遗产保护中的构建[J].边疆经济与文化,2013(04):158-159.