国家科技基础条件平台重点项目 海洋科学数据共享中心建设
工作简报
2007年第2期（总4）
海洋科学数据共享中心工作办公室 2007年06月25日出版
海洋科学数据共享元数据服务系统
投入业务化运行
日前，由国家海洋信息中心组织建设的海洋科学数据共享元数据服务系统正式投入业务化运行。该系统的运行标志着我国海洋科学数据共享服务水平上了一个新台阶。海洋科学数据元数据涉及海流数据、温盐数据、气象数据、海水化学数据、环境监测站数据、ARGO数据、GTSPP数据、生物数据、地球物理数据、产品数据、底质数据等。元数据服务系统按照现有的海洋元数据标准，定义XML schema，在功能上包括：海洋科学数据元数据采集和编辑、元数据建库和管理以及元数据查询与应用等。系统采用B/S结构，为用户提供基于网络的元数据查询、检索以及统计服务。
（1）元数据采集和编辑
使用元数据编辑器，通过网络将元数据分别以批量导入或连机在线的形式采集、编辑到对应元数据库中。元数据编辑器具有用户管理、代码表枚举表维护、元数据查询、元数据导入和提取、元数据编辑以及元数据格式标准维护等功能，支持基于多个标准的元数据采集和转换，支持元数据标准的可视化维护以及标准改变后元数据库和元数据文档的自动更新。元数据编辑器支持多用户同时使用，采集的元数据存储在元数据服务器上并以元数据库和元数据XML文档两种方式存储。
（2）元数据查询应用服务
元数据查询应用系统主要有两种查询方式，即关键字查询和目录查询。关键字查询是用户自定义关键字查询，可以对元数据全文进行模糊查询，也可以对元数据中的标题、摘要等信息进行指定要素的查询。元数据查询目录系统依据海洋资源数据现有的分类系统建立，提供快速、索引式的元数据查询的功能。元数据查询应用系统还支持用户自定义统计服务，用户在页面选择统计项目（内容）、统计方式（值统计、个数统计），用户提交后服务器自动将统计结果返回到用户。
在国家海洋信息中心建立元数据查询应用系统，开发元数据Web动态查询、检索和用户自定义统计服务等功能，部署在Web服务器（Tomcat）中,实现基于网络的元数据动态查询、检索和统计，使大量数据信息资源得到充分的利用，并计划在海洋科学数据共享分中心安装客户端版。
（国家海洋信息中心数据中心 陈继香供稿）
海洋再分析共享服务产品开发
取得较大突破
随着我国海洋科学数据共享工程建设项目的深入，大量的海洋科学数据被用于共享。如何更好地发挥共享数据的作用，如何实现海洋再分析产品业务化已成为大家关心的问题。海洋数据再分析体现了一个国家海洋科技及其业务化发展的整体水平。美国等世界先进海洋国家对海洋再分析业务化的研发十分重视，推出了若干新产品，并广泛应用于海洋水文服务保障、海洋预测预报、多尺度变化规律研究等。国家海洋信息中心在海洋科学数据共享项目的支持下，正在进行海面高和三维温盐流再分析产品共享服务的开发研究。
海面高和三维温盐流再分析技术是基于海洋动力模式，以地形为约束，天气为强迫场，温盐气候态背景场为初猜场，采用先进的数据同化技术，尽可能多地将历年各时刻、多源海洋温盐现场观测和卫星遥感海面温度与海面高度资料，连续不断地同化到海洋动力模式中，形成累年与历年各月、直至各旬，乃至逐日各时次网格化数字产品。其中，通过海洋动力模式的不断积分，可有效利用海洋多要素间的物理关联性，求得某一海洋水文要素值；而通过不断同化分析时刻前后的温盐及其相关数据，可修正动力模式的积分结果。两者有机结合，能够有效反映海洋水文多要素间物理关联性，再现海洋水文要素过去历年不同时间和空间多尺度连续变化特征，有效丰富采集数据的信息量，能够丰富补充网格内温盐剖面观测资料不足或缺测时的信息，提供更完备的海洋背景场信息产品。它可为海平面、海温等长期变化分析、海洋数值预报和科研提供更多、更全面的海洋背景场信息。
经第一阶段的研发，“海洋水文要素再分析产品研发”课题，已取得了较大突破，主要进展和成果如下：
一、解决了中国近海及邻近海域海面高和三维温盐流再分析业务化系统建立中的动力模式改进、数据同化自主研发、相关海洋现场观测和卫星遥感资料的联合应用、部分动力模式和数据同化的并行算法与程序设计、数值再分析系统集成等关键技术。其中，动力模式基于POMgcs（Princeton Ocean Model with generalized coordinate system）模式，垂向采用混合坐标（z坐标与 坐标混合），并引入波破碎模块；数据同化在自主研发的三维变分相关尺度模块基础上，又自主研发了多重网格（multi-grid）、顺次递归滤波（sequential recursive filter）三维变分法及其软件模块。再分析收集和使用的现场观测资料包括南森站、XBT、CTD、ARGO等浮标剖面资料及船舶测报SST，多源卫星遥感资料包括多通道遥感SST融合数据和多源卫星测高SSH资料；初步完成了这些水文资料的质量控制；给出了同一要素不同类型资料联合同化的时间窗口的设定；驱动强迫场使用了NCEP天气再分析和6年QUIKSCAT较高分辨率的卫星风场资料。
二、初步建立了中国海及邻近海域上述数值再分析系统，表明了在我中心建立该业务化系统在技术上是可行的。
三、应用该系统制作了中国近海及邻近海域20年累年和历年各月、各旬海面高、海温、盐度、密度、声速和海流网格化数值再分析试验产品，水平分辨率为1/4°×1/4°到1/8°×1/8°，垂向为30层；并已根据目前课题组可利用的实测资料对再分析产品进行了效果检验，检验结果基本符合设计要求。
海洋数值再分析业务化系统的建立及其产品研发，是集海洋动力模式、数据同化、上述三类数据（温盐剖面等现场观测、卫星遥感海洋信息、气象与地形资料）的联合应用技术、高性能计算机与并行计算技术、区域海洋学和系统综合集成等技术于一体，关键技术和环节较多、技术含量高，业务化实现难度较大，对计算机设备、科技人才、资料条件和科技管理等都有较高要求。目前受计算机等条件的限制，取得上述再分析研发结果还是初步的。通过不断研发，将研制出第一代中国近海及邻近海域海面高、三维温盐流数值再分析系统，开发出相应的信息产品，为社会提供新型的信息共享产品服务，拓宽信息服务内容和提高服务水平。
（国家海洋信息中心环境预报部海洋水文要素再分析产品研发”课题组供稿）
主 管：国家海洋信息中心
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