第1章 绪论 1
1.1 发展历程 1
1.1.1 探索阶段（20世纪60年代初至90年代初） 1
上篇 基础篇 1
1.1.2 GIS与海洋应用冲突阶段（20世纪90年代中后期） 2
1.1.3 海洋GIS产生阶段（20世纪末21世纪初） 4
1.2 MGIS研究主要内容 5
1.2.1 数据获取、结构及共享 5
1.2.2 分析理论与技术 7
1.3 小结 11
1.2.3 人文与教育 11
参考文献 12
第2章 时空过程与MGIS定位 15
2.1 时空过程 15
2.1.1 GIS与时间 15
2.1.2 时空过程 16
2.1.3 MGIS的时空框架 17
2.1.4 MGIS中的时空功能 17
2.1.5 MGIS解决的问题 20
2.2.1 海洋GIS的定位 21
2.2 海洋GIS定位与框架 21
2.2.2 海洋GIS的功能需求 22
2.2.3 整体功能框架定义 23
参考文献 28
第3章 海洋现象特征化及其栅格化 29
3.1 特征提取概况 29
3.1.1 海洋结构特征识别 29
3.1.2 多尺度提取 30
3.1.3 国外研究状况 31
3.1.4 国内研究状况 32
3.2.1 尺度内涵 33
3.2 海洋几何形态特征及其时空尺度 33
3.2.2 空间分辨率 34
3.3 海洋现象栅格多尺度描述 35
3.3.1 多尺度描述 35
3.3.2 多尺度特征与特征信息提取 37
3.4 海洋锋的基本概念 39
3.4.1 海洋锋的定义 39
3.4.2 海洋锋的分类 39
3.4.3 海洋锋的强度与特性 40
3.5.1 海洋锋的多尺度描述 41
3.5 海洋锋与空间尺度 41
3.5.2 海洋锋的多尺度分析 44
3.5.3 海洋锋在遥感要素场中的表现 45
参考文献 46
第4章 海洋时空数据模型 49
4.1 海洋数据类型及特点 49
4.1.1 数据类型 49
4.1.2 海洋数据特点 50
4.2 时空数据模型概述 51
4.3.1 基于特征的时空过程数据模型 53
4.3 海洋时空数据模型 53
4.3.2 基于场的时空格网模型 54
4.4 时空数据模型在海流现象表达中的应用 62
4.4.1 海流概述 62
4.4.2 海流的欧拉方式表达 63
4.4.3 海流的拉格朗日方式表达 66
4.5 本章小结 69
参考文献 70
第5章 海洋GIS分析方法 71
5.1 海洋场基本几何量算 71
5.1.1 距离量算 71
5.1.2 面积量算 72
5.1.3 几何中心平均 73
5.1.4 空间方位和空间拓扑 73
5.1.5 变形问题和形状变换 74
5.2 海洋场基本栅格运算 74
5.2.1 栅格系统基本运算 74
5.2.2 栅格系统函数 76
5.2.3 空间结构分析 76
5.2.4 场相关分析 78
5.3 海洋场梯度与涡度计算 79
5.3.1 梯度算法（微分离散算法） 79
5.3.2 涡度算法及场论的应用 80
5.3.3 海洋场梯度运算实例 81
5.4 插值与拟合 84
5.4.1 插值方法 84
5.4.2 时空过程插值实例——以点过程插值为例 89
5.5 等值线的生成和追踪 90
5.5.1 利用网格生成等值线 90
5.5.2 利用不规则三角网生成等值线 91
5.5.3 海洋虚拟测线法 93
5.6 数据融合与配准 95
5.6.1 数据融合的定义与定位 95
5.6.2 数据融合相关问题 96
5.7 海洋时空过程可视化 97
5.7.1 时空数据的可视化方法分类 97
5.7.2 MaXplorer中过程可视化 98
参考文献 100
第6章 集成环境与模式集成 101
6.1 集成研究进展 101
6.2 集成目标 102
6.3 海洋模式集成方法 103
6.4 集成的体系结构 104
6.4.2 嵌入结构 105
6.4.1 对称结构 105
6.4.3 动态链接结构 106
6.4.4 构件方式 106
6.5 集成需求分析 107
6.5.1 需求任务分析 107
6.5.2 工作基础分析 107
6.5.3 接口需求分析 108
6.6 集成工作内容与流程 108
6.6.1 工作内容 108
6.6.2 技术流程 109
参考文献 110
6.6.3 质量控制与规范 110
中篇 技术篇 113
第7章 海洋GIS需求分析 113
7.1 系统概述 113
7.2 系统目标 113
7.3 现有系统调查 114
7.3.1 现有系统调查准备 114
7.3.2 现行系统与系统需求调查 114
7.4 系统的需求分析 123
7.4.2 数据功能需求 124
7.4.1 功能需求 124
7.4.3 显示需求 125
7.4.4 基本算法需求 125
7.4.5 专业算法 126
7.4.6 多维功能需求 127
7.4.7 模式集成需求 127
第8章 数据存储模型设计 128
8.1 数据源与试验数据库 128
8.1.1 数据源 128
8.1.2 试验数据库的组织 129
8.2 文件存储模型设计 131
8.1.3 数据存储模型 131
8.2.1 边界数据文件目录 132
8.2.2 遥感影像数据文件目录 134
8.2.3 海洋要素场数据文件目录 135
8.2.4 地形数据文件目录 135
8.2.5 点过程数据文件目录 135
8.2.6 等值线数据文件目录 137
8.3 复合文档存储模型设计 138
8.3.1 MP_Hybrid的基本逻辑结构 138
8.3.2 MP_Hybrid的基本逻辑结构设计说明 139
8.4 海洋数据库模型设计 140
8.5.2 接口详细设计 142
8.5 海洋数据文件操作接口模块设计 142
8.5.1 接口逻辑结构 142
第9章 数据模型与数据结构设计 143
9.1 主要对象模型 143
9.1.1 数据管理、访问、处理与分析对象 143
9.1.2 海洋数据表达对象 144
9.2 对象关系 145
9.2.1 MaXplorer数据管理、访问与处理分析对象结构 145
9.2.2 MaXplorer海洋数据多维动态表达对象结构 145
9.3.1 数据管理对象 146
9.3 主要对象数据结构描述 146
9.3.2 时空数据管理与数据处理数据结构 148
9.3.3 数据处理与数据分析对象数据结构 157
9.3.4 几何类（Geometry）数据结构 157
9.3.5 可视化控件数据结构 162
9.3.6 图层对象数据结构 165
9.3.7 常用的构造数据类型 169
10.2 MaXplorer数据管理系统界面设计 172
10.2.1 树状视图 172
10.1 MaXplorer组件界面设计 172
第10章 用户界面设计 172
10.2.2 浏览面板 173
10.2.3 工具条 175
10.2.4 菜单 176
10.3 MaXplorer桌面系统界面设计 177
10.3.1 菜单栏 178
10.3.2 工具栏 179
10.3.3 功能模块转换及图层管理区 180
10.3.4 状态栏 180
10.4.1 总体 182
10.4.2 菜单 182
10.4 MaXplorer制图系统界面设计 182
10.4.3 工具条 183
10.4.4 视图 185
10.4.5 图层管理 185
第11章 MGIS的主要技术特点 186
11.1 数据管理 186
11.1.1 主要功能 186
11.1.2 实现方法 187
11.2.1 对象关系模型 188
11.2 桌面处理MaXplorer 188
11.2.2 主要技术特点 190
11.3 查询 196
11.3.1 空间查询 196
11.3.2 SQL查询 196
11.4 三维分析 197
11.4.1 三维可视化数据组织 197
11.4.2 三维虚拟环境中的查询 198
11.4.3 三维虚拟环境和矢量的叠加 199
11.5 单点时间序列过程曲线分析 200
11.6.1 海洋要素断面分布图 201
11.6 纵深测量数据分析 201
11.6.2 垂直剖面的生成 203
11.6.3 水平剖面的实现 203
11.7 模型集成与三维动态可视化 203
11.7.1 矢量场动态 204
11.7.2 动态三维 205
第12章 遥感监测模块的集成 206
12.1 概述 206
12.1.4 赤潮遥感监测模块 207
12.2 集成总体结构 207
12.1.5 多源海洋遥感信息融合与同化模块 207
12.1.3 水面船只、水下目标、水下地形（岛礁）信息提取 207
12.1.2 海雾监测模块 207
12.1.1 巨浪监测模块 207
12.3 赤潮监测模块 208
12.3.1 总体功能 208
12.3.2 集成模式 208
12.3.3 集成过程 208
12.3.4 数据处理流程 211
12.3.5 数据输入模块 211
12.3.6 数据处理模块 211
12.4.1 总体功能 213
12.4 水下地形反演模块 213
12.3.7 数据输出模块 213
12.3.8 其他说明 213
12.4.2 集成模式 214
12.4.3 集成过程 214
12.4.4 数据处理流程 215
12.4.5 数据输入模块 216
12.4.6 数据处理模块 216
12.4.7 数据输出模块 216
12.4.8 其他说明 216
12.5.2 集成模式 217
12.5 水上舰船监测模块 217
12.5.1 总体功能 217
12.5.3 集成过程 218
12.5.4 数据处理流程 218
12.5.5 数据输入模块 218
12.5.6 数据处理模块 218
12.5.7 数据输出模块 219
12.5.8 其他说明 219
12.6.3 集成过程 220
12.6.2 集成模式 220
12.6.1 总体功能 220
12.6 海雾监测模块 220
12.6.4 数据输入模块 221
12.6.5 数据输出模块 221
12.6.6 其他说明 222
12.7 巨浪模块 222
12.7.1 总体功能 222
12.7.2 集成模式 222
12.7.3 集成过程 222
12.7.6 其他说明 223
12.7.5 数据输出模块 223
12.7.4 数据输入模块 223
12.8 多源海洋遥感信息融合与同化模块 224
12.8.1 总体功能 224
12.8.2 集成模式 224
12.8.3 集成过程 224
12.8.4 数据处理流程 224
12.8.5 数据输入模块 226
12.8.6 数据输出模块 226
12.8.7 其他说明 227
13.1.1 结构元素 229
13.1 形态学梯度 229
第13章 海洋锋形态特征提取 229
下篇 应用篇 229
13.1.2 形态学梯度基本理论 230
13.2 结构元素最佳尺度确定 232
13.2.1 形态学梯度的性质与结构元素尺寸之间的关系 232
13.2.2 最佳结构元素尺寸的自适应确定 233
13.3 形态学最佳尺度提取试验 235
13.3.1 试验数据 235
13.3.2 试验结果 235
13.3.3 与典型梯度算子的对比分析 237
13.3.4 试验结论 239
13.4 小波的基本理论 239
13.4.1 小波的基本概念 239
13.4.2 小波变换的基本性质 241
13.4.3 多分辨率分析（MRA） 242
13.5 小波最佳尺度的确定 243
13.5.1 小波函数的选择 243
13.5.2 尺度与特征边缘的关系 244
13.5.3 最佳尺度确定的自适应算法 246
13.6.2 试验结果 249
13.6.1 试验数据 249
13.6 小波提取试验结果与结论 249
13.6.3 典型边缘提取算子的比较 252
13.6.4 试验结论 253
参考文献 254
第14章 时空过程提取分析实例 255
14.1 线过程数据模型与实例 255
14.1.1 引言 255
14.1.2 特征内涵与面向对象技术 256
14.1.3 线过程时空数据模型 257
14.1.4 实例研究-海洋锋时空分析 260
14.1.5 结论 261
14.2 可视化分析实例 262
14.2.1 点过程实例 262
14.2.2 线过程实例 264
14.2.3 面过程实例 271
参考文献 274
第15章 涡旋提取与相似性计算 275
15.1 涡旋提取概况 275
15.1.1 背景 275
15.1.2 海洋涡旋特征信息提取方法分析 275
15.2.1 引言 276
15.2 基于虚拟力场提取算法 276
15.2.2 空间结构提取 277
15.3 涡旋提取实例 282
15.3.1 实例研究 282
15.3.2 显著度对比研究 283
15.3.3 结语 284
15.4 涡旋案例推理提取方法 284
15.4.1 基于案例推理的海洋涡旋提取系统框架 284
15.4.2 海洋涡旋案例的表达和组织 284
15.4.4 海洋涡旋案例空间相似性 285
15.4.3 海洋涡旋历史案例库建立 285
15.5 涡旋案例推理提取实例 288
参考文献 290
第16章 数字辽东湾——数据建设 292
16.1 数据平台需求分析 292
16.1.1 数据需求分析 292
16.1.2 主要数据类型 293
16.1.3 实现的技术能力 293
16.2 数据库建设 294
16.2.1 源数据描述 294
16.2.2 数据处理及质量控制 297
16.2.3 数据平台框架 299
16.3 数据库管理系统开发 300
16.3.1 系统结构设计 300
16.3.2 功能模块设计 300
16.3.3 用户界面设计 300
16.4 数据网上共享平台建设 303
16.4.1 WebGIS的特点 303
16.4.2 体系结构和信息传递机制 304
16.4.3 辽东湾海岸带海洋共享平台系统结构设计 305
16.5 本章小结 310
17.1.1 环境容量测算 311
17.1 辽东湾海域环境容量测算的模型研究 311
第17章 数字辽东湾——动力模型与决策支持系统 311
17.1.2 辽东湾海域浅水动力及生态数值模型 312
17.1.3 辽东湾环境容量及污染源最大强度估算方法 318
17.1.4 GIS支持下的辽东湾海域环境容量测算方法 320
17.1.5 环境容量控制区划分及模型初始条件设定 323
17.2 辽东湾环境容量决策系统设计与开发 325
17.2.1 系统集成建设 325
17.2.2 决策支持系统功能设计 327
17.3 环境容量应用结果分析 330
17.4 本章小结 333
参考文献 333