随着海洋灾害预测、预报技术的快速发展，以及其他海洋信息产品的大量出现，对准确、大量、连续、实时的海洋要素监测数据的需求日益强烈等。我国海洋辽阔，为了进行海洋环境监测和海洋的合理开发利用，在沿海各省市都设有负责海洋管理和海洋监测部门，并在沿海布设很多的海洋监测台站，进行海洋环境的长期监测和数据的积累所获得的海洋数据分别存储在各个海洋单位，并进行数据的加工、处理、分析和可视化。各单位获得的数据存储格式多种多样，有的使用文本文件格式存储，有的使用 Excel 存储; 有的使用大型关系数据库进行存储，即使使用相同的格式，数据的内部规定又可能不同，如字段的命名、数据类型、长度等，因此造成了海洋数据的异构。

由于海洋单位分布造成的海洋数据的多源分布性和数据存储的异构性，使海洋数据用户单位对海洋数据的集成提出强烈的需求。具体需求分以下几点进行分析。

2.3.2.1 异构数据的归一化功能服务

海洋环境的监测项目多种多样，数据涉及海洋科学的各个方面，如海洋物理、海洋生物、海洋化学、海洋气象等领域，数据被不同研究目的的科学团体或个人收集。鉴于各种监测项目都具有一定的监测指标，且由于海洋数据采集设备、信息处理平台、数据存储格式等各有不同，形成了异构数据，致使数据很难实现集成、交换和共享。因此，海洋用户特别需要将这些异构的海洋数据进行数据格式的归一化，并进行集成。为了将各种监测数据进行格式的统一，需要寻找一种既有利于数据的存储，又方便数据的传输和共享的数据存储格式。

随着网络技术的发展和 XML 语言的出现，为海洋异构数据的归一化提供了有力的工具。XML 通用的一个重要原因是它具有强大的数据描述能力。XML 是一种 “原语言”，也就是定义语言的语言，它采用一种结构化的数据格式，可以存储复杂的数据。并且，XML 作为 Web Service 技术的重要组成部分，将海洋数据以 XML 格式进行存储，有利于进行数据服务的封装和发布。将海洋数据利用 XML 进行存储必将成为未来海洋数据管理的趋势。

已如所知，海洋环境监测数据本身具有空间位置信息，属于地理信息的一部分，大部分的海洋标量数据都具有监测位置的坐标信息，因此需要将具有空间位置的监测数据转化成具有空间位置的地理数据进行存储、表达和分析。空间数据的表达，直观、易于发现海洋数据的规律。在进行空间数据的转化时，由于海洋标量场数据是以场的形式存在，而不只是点位信息，所以还需要将数据插值成场数据，这就需要有符合海洋变化规律的插值算法，还需要选择符合海洋场数据的存储格式。由于插值成的数据为栅格形式，所以可以选择GeoTIF文件或者ESRI的GRID文件进行海洋数据的存储，来达到海洋空间数据格式的归一化。

2.3.2.2 数据“一站式”访问功能服务需求

由于海洋管理部门和海洋环境监测部门的空间分布，造成海洋环境监测数据存储位置的分布，各自管理自己所有的海洋环境数据，各个海洋单位进行数据的使用时，需要繁琐的手续进行数据的获取，即使不涉及到保密部分的常规数据的获取也相当的困难。因此，各海洋单位和海洋数据的用户需要拥有数据的单位通过一定的技术方法进行数据的网络共享，用户可以通过标准化的接口获得和使用数据。海洋数据发布到网络上，处于无组织状态，这对用户的数据发现极其不便，用户需要将这些网络数据进行集成达到“一站式”的访问。用户需要有这样一个站点，它将各个单位发布的海洋数据全部收集到一起，可以通过注册的方式进行数据收集，并对这些数据的状态进行管理，如现在的数据是否在线、是否可以使用等等，用户只要登录到这个站点，就可以发现自己需要的数据。这种数据管理方式可以通过现在的网格环境来实现。

2.3.2.3 数据快速查找功能服务需求

海洋用户需要多种类型、大范围、高时间密度的数据，因此，需要数据的快速查找功能，这要在海洋数据的集成基础上进行，查找过程屏蔽海洋数据的具体位置，只需集成数据服务的元数据，元数据是对数据进行描述的数据。在海洋数据中，元数据的内容包括数据的发布单位、数据的类型(如海温、叶绿素等)、数据的时间、数据的空间范围等详细的描述性信息，用户根据集成的海洋数据的元数据信息，就可以快速地查找到想要使用的数据。

2.3.2.4 数据快速可视化功能服务需求

可视化可以帮助用户直观、形象地进行数据分析。海洋数据进行可视化表达时，涉及的空间范围广，因此需要从不同的数据单位获取数据，为了数据能快速地达到可视化的效果，就需要快速获取数据，这也需要在数据集成的基础上进行。另外，为了数据的可视化，各个数据源要提供标准化的可视化方法，在海洋空间数据的可视化中，一般利用GIS地图数据进行数据的可视化表达，这就需要各个数据源统一发布地图数据服务，并进行集成，统一发布标准的地图服务接口。对该部分具体的研究内容见本书的5.3节。

2.3.2.5 多源数据组合分析功能服务需求

进行海洋现象的分析，需要多种类型的海洋要素数据，如赤潮预报分析，涉及海洋温度场数据、叶绿素数据和其他海洋环境要素数据，分析过程需要获得多个数据源的多种类型的数据，这些数据要进行数据格式的集成，以便于通过统一的数据模型进行数据处理，否则，在进行数据的分析时会因为数据格式的差别产生种种错误。

随着海洋信息科学的发展，对海洋数据的需求越来越多，对海洋信息分布共享技术的依赖性越来越强，分布式的数据只有进行很好的集成，才能方便用户的使用，并提高数据使用率。因此海洋数据的集成是海洋数据使用不可缺少的步骤。对该部分具体的研究内容见本书的5.4节。

2.3.2.6 海洋多源环境数据实时生成需求分析

当前海洋监测信息往往独立分布在封闭的网络中，不利于这些信息及时和有效的应用，如何在网格环境下实时地集成这些监测信息，及时提供给网格用户或是网格应用，是海洋信息服务网格的重要研究内容。

当前网格环境下，海洋多源数据的实时生成主要来自于三个方面的需求，其一是多源异构数据的实时集成，即把网络上来自于不同地方的数据服务进行快速的集成生成新的满足用户需求的数据集或视图;其二是海洋多源环境数据与GIS的空间分析模型的实时集成需求，即海洋环境数据的使用者在获取到感兴趣的海洋环境数据之后，还需要从网络上实时完成对该数据的各种空间分析，如生成等值线、做缓冲区分析等;其三是海洋多源环境数据与专业模型服务的实时集成需求，即用户不仅仅需要获取感兴趣的海洋环境数据，还需要对这些数据进行专业的模拟与分析，如利用海洋高度计资料进行地砖流场的计算等。上述三方面的需求决定了在当前的网络环境下，需要对海洋多源环境数据进行实时的生成。因此研究网格环境下海洋环境数据服务与数据服务之间、数据服务与GIS的空间分析模型以及数据服务与海洋环境专业模型之间的实时集成技术成为海洋环境数据集成的一大任务。该部分的具体研究内容见本书的5.2节。