一种基于科考船的海洋航次数据管理系统及方法与流程

本发明涉及海洋航次数据处理技术领域，具体为一种基于科考船的海洋航次数据管理系统及方法。

背景技术：

海洋考察是科学考察中至关重要的一种，海洋考察主要是基于对深海、极地的地理位置的考察，形成对该地域的深层次的研究，海洋考察同时也对海洋研究起着举足轻重的作用，目前，常见海洋考察项目，例如南极科考以及深海潜水科考。

科考船是海洋科考的重要工具，目前，在基于科考船的海洋考察过程中，其对于海洋航次数据的处理过程较为落后，对于业务元数据以及对应的实体数据的管理都存在缺陷，例如：

(1)基于非规范的文档导入，在多组织协作的大项目背景下，无法协同，数据凌乱不堪，无法统一；

(2)数据处理非常复杂，容易出错；

(3)数据的关系化，多学科交叉分析，统一模式的成图分析非常困难，无法通过系统辅助生成。

技术实现要素：

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于科考船的海洋航次数据管理系统，以解决上述海洋航次数据的处理过程较为落后，对于业务元数据以及对应的实体数据的管理都存在缺陷的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于科考船的海洋航次数据管理系统，所述基于科考船的海洋航次数据管理系统包括由若干个航次角色及各个航次角色之间的组织关系形成的海洋航次数据矩阵体系，以及基于所述海洋航次数据矩阵体系对航次业务过程进行管理的菜单界面；

所述海洋航次数据矩阵体系包括横向坐标项和纵向坐标项，其中：

所述横向坐标项包括若干个海洋科考项目，每一个海洋科考项目对应设置一个项目首席角色，每一个海洋科考项目对应包含若干个海洋航次，每个海洋航次对应设有航次首席、驾驶室操作员、ctd操作员、航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组角色，所述项目首席角色有权限查看和操控所属项目的所有业务元数据和对应实体数据，所述航次首席有权限查看和操控所属航次的所有业务元数据和对应实体数据，所有角色人员有权限查看所有航次的业务元数据；

所述纵向坐标项包括若干个海洋科考组，每个海洋科考组设有一个pi和从属于所述pi的若干个下属执行人，所述项目首席角色从所述pi中选取，所述航次首席、驾驶室操作员、ctd操作员、航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组角色从每一个所述pi和所述下属执行人选取；

所述项目首席角色、pi以及基于科考船的海洋航次数据管理系统配置的超级管理员、项目基础数据管理员和航次首席-全局角色为静态全局角色，所述航次首席、驾驶室操作员、ctd操作员、航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组角色为动态航次角色；

所述菜单界面包括海上作业单元、数据处理单元、数据应用单元以及系统管理单元；

所述静态全局角色和动态航次角色采用结合控制的方式。

作为一种改进的方案，两个所述海洋科考项目共享搭载一个所述海洋航次，两个海洋科考项目所对应的项目首席角色均有权限查看和操控共享搭载的所述海洋航次的业务元数据；

其中，所述业务元数据包括航次规划信息数据、现场作业信息数据、作业结果和现场采样结果。

作为一种改进的方案，所述航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业形成的每种业务元数据和对应实体数据均配置有对应的id标识号；

所述航次实体数据包括样品分析数据、仪器处理数据和文件集；

其中，数据申请时，一次申请一种类型的数据，一个数据申请属于多个pi的数据；

发起数据申请后，申请内归属同一pi的数据，由所述pi对申请单内归属其权限范围内的数据进行审批；审批通过后，数据申请者可以下载对应的实体数据；

所述项目首席、pi以及分样执行人有权限查看各自范围内的数据；所述项目首席有权限查看到隶属其项目的所有实体数据；pi有权限查看隶属于其权限范围内以及其下执行人的所有实体数据；分样执行人有权限查看归属于其权限范围内的所有分样的对应实体数据；所述实体数据取对应分样的最新版本实体数据。

本发明的另一目的在于提供一种基于科考船的海洋航次数据管理系统的基于科考船的海洋航次数据管理方法，所述方法包括下述步骤：

控制对基于科考船的海洋航次数据管理系统进行航次数据规划；

根据航次数据规划，对航次业务过程进行控制；

所述控制对基于科考船的海洋航次数据管理系统进行航次数据规划的步骤具体包括下述步骤：

接收所述超级管理员将航次的航次首席设置为静态全局角色的成员的操作，所述航次首席具有航次规划的菜单操作权限；

根据所述航次首席的操作指令，控制进入航次规划的菜单界面，执行新增一个航次的操作，并自动设置航次首席成为所属航次的动态航次角色的成员，所述航次创建后，所述航次首席具有修改其创建的航次的业务元数据信息的权限，同时也具有查看所有剩余航次的业务元数据信息的权限；

在执行作业之前，接收所述航次首席输入的航次规划和作业计划数据；

所述根据航次数据规划，对航次业务过程进行控制的步骤具体包括下述步骤：

在执行作业过程中，根据所述航次规划和作业计划数据，指导航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业和现场采样动作，生成业务元数据；

补充完善航次实体数据，所述航次实体数据包括样品分析数据、仪器处理数据和文件集；

以航次为单位离船导出如下数据：航次站位列表，ctd作业列表，ctd样品列表，采样参数分布列表，仪器站位投放分布列表；

根据用户请求，对所述航次实体数据执行数据申请、审批以及下载动作；

其中，在执行现场作业和现场采集动作过程中，依据航次规划和作业计划数据对现场作业和现场采集动作进行监控和维护；

所述航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业形成的每种业务元数据和对应实体数据均配置有对应的id标识号。

作为一种改进的方案，所述航次规划包括航次站位计划、参与人员导入、分析类型安排、调查仪器安排、作业模板工作仪器设置以及航次角色成员设置；

所述作业计划包括站位计划和走航计划。

作为一种改进的方案，所述依据航次规划和作业计划数据对现场作业和现场采集动作进行监控的步骤具体包括下述步骤：

对作业过程进行大屏投影直播，对作业过程进行监控；

对采水过程进行大屏投影直播，对采水过程进行监控。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

根据航次首席的报告生成触发指令，辅助生成航次报告。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

根据用户的请求，对所述航次实体数据进行处理。

作为一种改进的方案，所述根据用户的请求，对所述航次实体数据进行处理的步骤具体包括下述步骤：

样品数据处理：通过系统设定填报样品分析类型和站位条件，导出该站位下归属当前执行人的分样记录，根据预先设置的对应分析类型excel模板输出分样的元数据内容，并留空实测数据部分参数，所述执行人为水文、化学、生物、地质的分样执行人；

仪器数据处理，包括站位作业仪器数据处理和走航作业仪器数据处理，其中：

所述站位作业仪器数据处理：通过限制航次、站位和仪器条件，查找对应的仪器作业输出文件元数据列表，在列表中选定一作业输出文件元数据行，将本地对应的仪器输出文件上传，处理并存储对应的仪器作业输出文件的关系化数据；

所述走航作业仪器数据处理：通过限制航次和仪器条件，查找对应的仪器作业输出文件元数据列表，在列表中选定一作业输出文件元数据行，将本地对应的仪器输出文件上传，处理并存储对应的仪器作业输出文件的关系化数据；

文件集处理：选定文件集类别，创建文件集，文件集的数据归属为创建者的pi，数据内容分为单数据文件、压缩包文件、文档文件。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

基于所述实体数据，执行数据申请、数据审批和多学科数据的交叉分析的动作，其中：

数据申请时，一次申请一种类型的数据，一个数据申请属于多个pi的数据；

发起数据申请后，申请内归属同一pi的数据，由所述pi对申请单内归属其权限范围内的数据进行审批；审批通过后，数据申请者可以下载对应的实体数据；

所述项目首席、pi以及分样执行人有权限查看各自范围内的数据；所述项目首席有权限查看到隶属其项目的所有实体数据；pi有权限查看隶属于其权限范围内以及其下执行人的所有实体数据；分样执行人有权限查看归属于其权限范围内的所有分样的对应实体数据；所述实体数据取对应分样的最新版本实体数据。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

基于科考船的海洋航次数据管理系统包括由若干个航次角色及各个航次角色之间的组织关系形成的海洋航次数据矩阵体系，以及基于所述海洋航次数据矩阵体系对航次业务过程进行管理的菜单界面；海洋航次数据矩阵体系包括横向坐标项和纵向坐标项，菜单界面包括海上作业单元、数据处理单元、数据应用单元以及系统管理单元，通过该基于科考船的海洋航次数据管理系统实现对业务元数据和实体数据的统一控制，解决了多学科交叉难的问题，同时也实现各组织各层级的协同管理。

附图说明

图1是本发明提供的的海洋航次数据矩阵体系的示意图；

图2是本发明提供的基于科考船的海洋航次数据管理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

基于科考船的海洋航次数据管理系统包括由若干个航次角色及各个航次角色之间的组织关系形成的海洋航次数据矩阵体系，以及基于所述海洋航次数据矩阵体系对航次业务过程进行管理的菜单界面；

如图1所示，所述海洋航次数据矩阵体系包括横向坐标项和纵向坐标项，其中：

所述横向坐标项包括若干个海洋科考项目，每一个海洋科考项目对应设置一个项目首席角色，每一个海洋科考项目对应包含若干个海洋航次(航次1、航次2，…，航次n)，每个海洋航次对应设有航次首席、驾驶室操作员、ctd操作员、航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组角色，所述项目首席角色有权限查看和操控所属项目的所有业务元数据和对应实体数据，所述航次首席有权限查看和操控所属航次的所有业务元数据和对应实体数据，所有角色人员有权限查看所有航次的业务元数据，其中，在该基于科考船的海洋航次数据管理系统中，可以根据实际的业务需求，通过系统角色设置选项进行角色扩展，以适应不同需要，在此不再赘述；

所述纵向坐标项包括若干个海洋科考组，每个海洋科考组设有一个pi(pioneerinvestigator，学科带头人)和从属于所述pi的若干个下属执行人，所述项目首席角色从所述pi中选取，所述航次首席、驾驶室操作员、ctd操作员、航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组角色从每一个所述pi和所述下属执行人选取，其中，该每个海洋科考组可能属于不同的单位，例如同一单位下可能存在若干个海洋科考组，在此不再赘述；

所述项目首席角色、pi以及基于科考船的海洋航次数据管理系统配置的超级管理员、项目基础数据管理员和航次首席-全局角色为静态全局角色，所述航次首席、驾驶室操作员、ctd操作员、航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组角色为动态航次角色；

所述菜单界面包括海上作业单元、数据处理单元、数据应用单元以及系统管理单元，所述系统管理单元包括基础数据管理菜单、角色菜单管理菜单、角色成员管理菜单、角色权限管理菜单以及系统角色管理菜单，其中：

在所述角色成员管理菜单下，所述角色包括所述动态航次角色和所述静态全局角色；

在所述角色菜单管理菜单下，对所述角色进行海上作业单元、数据处理单元、数据应用单元、系统管理单元以及所包含的子菜单访问的权限设置；

在所述角色权限管理菜单下，对所述角色设置可访问菜单下的可访问界面按钮；按钮需要标识是否动态按钮，若是动态按钮，则此按钮会出现在航次角色的按钮权限分配列表里；

在所述角色权限管理菜单下，所述静态全局角色未设置相应的航次属性，所述动态航次角色配置对应的航次属性；

所述静态全局角色和动态航次角色采用结合控制的方式。

所述基础数据管理菜单管理项目内容为：1.组织机构；2.人员账号；3.调查仪器；4.基本业务基础数据(船、港口、调查区域、站域断面)；5.大型项目计划；6.项目信息。

在该实施例中，航次上所有角色人员均有权限查看所有航次的业务元数据(即业务元数据，下述有详细说明)，从而实现业务元数据整体上的共享，为各个业务进行提供便利。

在本发明实施例中，上述菜单界面具体进行如下设置：

所述海上作业单元包括航次规划、作业计划、驾驶台、作业维护、作业监控、现场作业、现场采样、采样安排、离船数据导出以及数据浏览内容；

所述数据处理单元包括采样数据管理、站位作业仪器数据管理、走航作业仪器数据管理以及文件集数据管理，其中，采样数据管理包括采样数据的导出和导入，以及交叉数据详情的查看；

所述数据应用单元包括数据申请、数据审批和数据统计内容。

其中，如图1所示，两个所述海洋科考项目共享搭载一个所述海洋航次(图中位于两个项目交界线上)，两个海洋科考项目所对应的项目首席角色均有权限查看和操控共享搭载的所述海洋航次的业务元数据，实现业务元数据和实体数据的分享，减少科考船的出行次数，降低成本，为科考提供便利。

在该实施例中，业务元数据包含航次规划信息数据、现场作业信息数据、作业结果(仪器或者工具采得的样品信息数据，仪器自带软件输出数据文件的元信息描述信息数据等)，现场采样结果(现场采样是为满足特定学科分析类型测量用量的需要，从作业采到的样品容器中分得自己需要用量的样品的过程。现场采样结果即分样信息。)

在本发明实施例中，航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业形成的每种业务元数据和对应实体数据均配置有对应的id标识号，从科考船一直到岸上实体数据处理，其一直沿用分配的id标识号，解决了多组织多层级难以协作的问题。

在本发明实施例中，在现场作业和现场采集过程中，作业监控和采水安排均通过大屏投影的方式进行展示，以实现对现场作业和现场采集的监控和公示。

在本发明实施例中，如1所示，对于上述静态全局角色的定义如下：

超级管理员：1.组织机构；2.人员账号；3.调查仪器；4.基本业务基础数据(船、港口、调查区域、站域断面)；5.大型项目计划；6.项目信息；

系统基础数据管理员：

1.数据字典(作业类型、功能线、样品类别设置)；2.作业模板(作业方式、功能线、可用仪器列表设置)；3.分析类型；4.分析方法；5.系统角色(静态全局，动态航次角色设置)；6.菜单(数据库定义)；7.角色菜单(静态，航次角色的模块菜单权限设置)；8.角色权限(静态、航次角色的模块内操作按钮的权限设置)；9.角色成员(静态、航次角色成员设置)；

项目首席：

所有海上作业、数据处理、数据应用菜单及子菜单内操作；

pi：1.查看所有元数据菜单内容；2.查看数据处理的自己权限的数据；3.数据申请；4.申请审批(拆单审批(邮件和系统内两种方式))；5.数据统计(纵向：航次-站位；横向指标：站位数、作业数、采样数)。

对于上述动态航次角色的定义如下：

航次首席：1.航次规划(业务起点，可多项目参与(共享航次))；1.1.站位计划；1.2.参加人员(含导入)；1.3.分析类型安排；1.4.调查仪器安排；1.5作业模板工作仪器设置；1.6航次角色成员设置；2.作业计划：站位、走航、其他；3.作业维护；4.作业监控(投屏1：注意关键信息如预估时间)；5.采水安排；6.采水投屏(投屏2)；7.航次报告辅助生成；

驾驶室操作员：驾驶台操作(作业计划后的作业执行系统协调控制：进行，完成)；

ctd操作员：1.现场作业；1.1层位编辑(下水过程中不断确定直到要上来时完全确定，此时可统一编辑)；1.2ctd采样结果btl导入，其中，btl文件，全称ctdbootle文件，是在ctd自带软件中设置了采样瓶号以及其他基本信息后，由ctd自带软件在作业完毕后输出的电子化文件，其内包含了仪器采样瓶号、深度、温度、盐度、密度等等关于样品实测的信息；

航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组：1.作业监控；2.现场作业；3.1其他采样结果记录；3.2仪器记录元数据；4.现场采样：采样模板、我的采样、批量采样、单层采样；5.数据浏览：5.1站位元数据(按站位)；5.2站位元数据(按调查对象)；5.2.1调查仪器；5.2.2分析类型(采样参数)；5.2.3走航仪器；5.2.4文件集；6.对应4个分支实体数据的处理；6.1导入模板导出按照整站样品分样导出；6.2样品数据结构导入；6.3采样分析结果交叉分析；7.离船数据导出。

在本发明实施例中，该基于科考船的海洋航次数据管理系统采用静态全局角色与动态航次角色相结合的控制模式，具体是指：

1.1静态全局角色和动态航次角色的系统控制都是先控制菜单、再控制有权限菜单入口内的按钮；

1.2如果是航次相关的按钮，也要先进行1.1控制；然后每个按钮点击操作时，需要判断当前操作是针对哪个航次的；主要是通过判断当前操作人是否隶属于目标航次的航次角色成员以判断是否可以执行；

例如：航次a下的站位a，如果需要修改站位a，点站位信息修改按钮时，需判断此按钮具备操作权限的航次动态角色的角色成员是否包含当前人并且具备当前航次属性。

在本发明实施例中，如图2所示，航次业务过程以航次为运行单位，具体包含：航次规划、作业计划、作业执行(含作业维护、作业监控、驾驶台操作)、现场作业(指作业结果记录)、现场采样、离船(数据)导出、实体数据处理(包含样品数据、仪器数据、文件集数据)以及申请审批(指三大类数据的申请审批)。

基于图2所示，基于科考船的海洋航次数据管理方法包括下述步骤：

a:控制对基于科考船的海洋航次数据管理系统进行航次数据规划；

b:根据航次数据规划，对航次业务过程进行控制。

其中，上述步骤a：所述控制对基于科考船的海洋航次数据管理系统进行航次数据规划的步骤具体包括下述步骤：

接收所述超级管理员将航次的航次首席设置为静态全局角色的成员的操作，所述航次首席具有航次规划的菜单操作权限；

根据所述航次首席的操作指令，控制进入航次规划的菜单界面，执行新增一个航次的操作，并自动设置航次首席成为所属航次的动态航次角色的成员，所述航次创建后，所述航次首席具有修改其创建的航次的业务元数据信息的权限，同时也具有查看所有剩余航次的业务元数据信息的权限；

在执行作业之前，接收所述航次首席输入的航次规划和作业计划数据；

上述步骤b：根据航次数据规划，对航次业务过程进行控制的步骤具体包括下述步骤：

在执行作业过程中，根据所述航次规划和作业计划数据，指导航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业和现场采样动作，生成业务元数据；

补充完善航次实体数据，所述航次实体数据包括样品分析数据、仪器处理数据和文件集；

以航次为单位离船导出如下数据：航次站位列表，ctd作业列表，ctd样品列表，采样参数分布列表，仪器站位投放分布列表；

根据用户请求，对所述航次实体数据执行数据申请、审批以及下载动作，其中，该数据申请、审批和下载动作如下述记载，在此不再赘述。

其中，上述步骤具体实现如下所述：

(1)接收所述超级管理员将航次的航次首席设置为静态全局角色的成员的操作，所述航次首席具有航次规划的菜单操作权限；

在该步骤中，将航次首席的人设置为静态全局角色“航次首席-全局角色”的成员，航次首席拥有航次规划的菜单操作权限。

(2)根据所述航次首席的操作指令，控制进入航次规划的菜单界面，执行新增一个航次的操作，并自动设置航次首席成为所属航次的动态航次角色的成员，所述航次创建后，所述航次首席具有修改其创建的航次的业务元数据的权限，同时也具有查看所有剩余航次的业务元数据的权限；

(3)在执行作业之前，接收所述航次首席输入的航次规划和作业计划数据；

其中，航次规划过程，航次首席可以新建站位和参加人员，设置航次角色成员：含航次化学组、航次地质组、航次水文组、航次生物组、ctd操作员和驾驶台；

新增作业需要指定工具类型属性和空间属性，其中，工具类型属性包括ctd作业、自来水和拖网，空间属性包括航次和站位属性值。

(4)在执行作业过程中，根据所述航次规划和作业计划数据，指导航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业和现场采样动作，生成业务元数据。

作业中，航次化学组、航次地质组、航次水文组、航次生物组、ctd操作员进行作业前，人工报告驾驶台准备作业，驾驶台选择首席计划好的作业设置为进行状态，系统记录作业进行时间；

作业完成后，驾驶台设置作业状态为完成状态，系统记录作业完成时间。整个作业期间，作业监控信息数据通过http地址映射成电视频道投屏到电视屏上，所有人员通过电视屏可以看到所有的作业状态变化情况。

在该步骤中，现场作业按作业工具类型属性分为ctd作业和其他类型作业：

ctd作业是海洋航次作业中十分重要的一种基础作业，是使用某种仪器或者工具进行采样或者测量的工作过程，其采样功能操作过程如下：航次首席跟踪观察ctd投放过程(主要依据ctd的控制软件)，然后制定采样层位计划，ctd操作员根据此计划通过层位编辑界面设置采样层位(瓶号、目标深度)，保存后形成样品基本信息列表；采样完成后ctd操作员获取ctd控制软件输出的btl文件，通过系统的btl导入功能导入btl文件，根据btl文件中的瓶号信息匹配样品信息，补足btl中测量得到的温度，盐度，实际深度等信息。

其他类型作业的采样作业结果，由作业人员(主要是航次化学组、航次地质组、航次水文组、航次生物组)通过手动新增一条或者若干条样品记录的形式记录样品信息(包含深度，采样时间等信息)。

ctd作业完成采样后，航次首席选定此作业，根据各组样品用量需求，通过系统的采样安排进行后续分样的计划，在系统中通过设置投放此作业采样计划，采样安排的信息数据通过http地址映射成电视频道投屏到电视屏上。所有人员通过电视屏可以看到当前需分样作业的采样安排。

对于仪器输出功能结果记录，主要是仪器输出文件元数据的记录，一行代表一个作业输出文件的信息数据。

现场分样时，水文，化学，生物，地质组需要进行实验室测量的人员，执分样容器从作业采样容器中分取样品。对应人员通过系统批量选择目标层位样品，设定样品分样体积，测量的分析类型，系统设置对应的分样人为当前人，并把分样数据的归属人设置为当前人对应的pi。后续测量实体数据的归属人以分样数据归属人为准。

(5)补充完善航次实体数据，所述航次实体数据包括样品分析数据、仪器处理数据和文件集；

其中，在执行现场作业和现场采集动作过程中，依据航次规划和作业计划数据对现场作业和现场采集动作进行监控和维护。

在本发明实施例中，根据不同权限用户的请求，对所述航次实体数据进行处理，其具体为：

样品分析数据的处理过程为：

样品是作业采样取得的容器物，其中，航次化学组、航次地质组、航次水文组、航次生物组的分样执行人，通过系统设定填报样品分析类型，站位条件，导出该站位下归属当前执行人的分样记录，系统根据预先设置的对应分析类型excel模板输出分样的元数据内容，并留空实测数据部分参数，其具体的操作过程如下表所示：

所有分样记录均由系统生成统一唯一标识校验码。填写人补充实测数据信息后，通过系统上传数据；填写人补充实测数据信息后，通过系统上传数据；每次上传都会对同一分样实体数据升级一个数据版本。

样品数据查看(交叉分析)：

通过系统的查看数据详情功能，项目首席、pi、分样数据执行人(数据上传者)基于数据矩阵体系，可以看到各自范围内的数据。项目首席可以看到隶属其项目的所有实体数据；pi可以看到自己以及其下执行人的所有实体数据；分样数据执行人可以看到归属于他的所有分样的对应实体数据。交叉分析所指实体数据取对应分样的最新版本实体数据，其参考如下表格：

点击查看详情，选择不同的分析类型。可以看到其有权限查看分样下的不同分析类型实体数据(限一个分样只有一行实体数据结果的情况)基于同一样品源的交叉罗列情况；

航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业形成的每种业务元数据和对应实体数据均配置有对应的id标识号，从科考船一直到岸上实体数据处理，其一直沿用分配的id标识号，解决了多组织多层级难以协作的问题；

仪器处理数据：

站位仪器：

通过限制航次、站位和仪器条件，查找对应的仪器作业输出文件元数据列表(需符合仪器操作人归属与当前数据上传操作人匹配条件)，在列表中选定一作业输出文件元数据行，将本地对应的仪器输出文件上传，系统处理并存储对应的仪器作业输出文件的关系化数据。

每次上传都以文件元数据行为单位升级一个数据版本；

走航仪器：

通过限制航次和仪器条件，查找对应的仪器作业输出文件元数据列表(需符合仪器操作人归属与当前数据上传操作人匹配条件)，在列表中选定一作业输出文件元数据行，将本地对应的仪器输出文件上传，系统处理并存储对应的仪器作业输出文件的关系化数据。每次上传都以文件元数据行为单位升级一个数据版本。

仪器数据查看：

基于数据矩阵模型，通过选定一文件元数据行，基于矩阵数据模型查出对应文件已导入的最新版本实体数据信息。

文件集查看：

所有成员可以看到文件集的元数据信息(例如数据集归属pi；某个文件行的文件名，文件大小，文件类型信息)；基于数据矩阵模型，对应科考组成员可以下载所上传文件数据内容。

通过上述三类数据的分类处理，系统完整包含了样品相关数据，仪器相关数据以及非关系化文件数据集数据内容的保存处理，版本化的处理方式保证了系统科研数据的安全、不可串改和可追溯性，极大保护了科研数据拥有者的利益，也保证了数据系统级别的真实有效性。

在本发明实施例中，基于科考船的海洋航次数据管理方法还包括数据导出的过程，以航次为单位离船导出如下数据：航次站位列表；ctd作业列表；ctd样品列表；采样参数分布(站位、层位分布)列表；仪器站位投放分布列表。

通过这些导出功能，科考船组员下船时即可完整获取本航次的重要的业务元数据，解决了以往需回岸后经相当长一段时间数据整理后方能获取业务元数据且可能存在业务元数据不一致的问题；为相关学科负责人进行科研工作分析与安排提供了及时有效的数据支持。

在本发明实施例中，基于科考船的海洋航次数据管理方法还包括数据申请和数据审批的内容，其具体为：

pi具有实体数据申请的权限。不同pi间的数据通过pi发起数据申请和数据归属pi进行数据审批的流程形式实现共享。

(1)数据申请：

航次实体数据包括样品分析数据、仪器处理数据和文件集；

a.样品分析数据：

指对样品进行实验室特定分析类型，分析参数的实测或者分析结果。比如测得某样品的ph值。按照航次+分析类型+分析参数(+站位分布)(备注：一个分析类型下有多个分析参数)的限制条件进行申请。

b.仪器处理数据：

指仪器测量输出的处理结果(例如adcp的数据处理结果)，包含定点作业(主要按站位)和走航作业的仪器数据。站位作业仪器数据按照航次+仪器+站位分布的限制条件进行申请。走航作业的仪器数据按照航次+仪器的限制条件进行申请。

c.文件集：

将几类实测数据根据某种逻辑维度组织后形成的文件集合数据产品。按照航次+文件集列表进行申请。

数据申请时，一次只能申请一种类型的数据。一个数据申请可能包含属于多个pi的数据。

(2)数据审批

发起数据申请后，申请内归属同一pi的数据，由这个pi对这个申请单内归属自己的数据进行审批。审批通过后，数据申请者可以下载对应的实体数据。

(3)数据下载

数据申请发起后，其内数据归属的pi对其数据审批通过后，数据申请者可以下载已处于审批通过状态的数据项，关系化数据下载以excel的形式存在，文件集数据则下载原文件集对应包含的文件。

在本发明实施例中，通过数据类型的划分，以业务元数据作为申请条件，系统实现了粗细粒度结合的数据共享机制。数据拥有者无需为共享数据给某个数据需求者专门为其定制需要共享的数据集，极大减少了数据拥有者的工作量；解决了数据拥有者难以根据需要按需切分数据并共享的问题。通过合并申请，拆分审批的方式，减少了申请者的数据申请频度和难度，便利了数据审批者的数据审批操作。

在本发明实施例中，上述基于科考船的海洋航次数据管理方法还包括对数据的浏览的步骤，具体为：

数据浏览提供了一种在线查看业务元数据的方式。可以查看三类业务元数据：站位作业类业务元数据、走航作业类业务元数据和文件集元数据。其中站位作业类业务元数据又提供了两种查看视角：按站位查询作业采样元数据和仪器输出结果元数据和按调查对象(采样分析类型和仪器)查询站位分布元数据。

在本发明实施例中，现场采样是为满足特定学科分析类型测量用量的需要，分样者用额外的小容器从作业采到的样品容器中分得自己需要用量的样品的过程。现场采样结果即分样样品，简称分样。

在本发明实施例中，航次化学组、航次地质组、航次水文组以及航次生物组执行现场作业形成的每种业务元数据和对应实体数据均配置有对应的id标识号，因此，不论哪个学科由于是基于同样唯一id标识号(uuid)的系统元数据，后续就可以进行基于同一业务元数据的多学科实体数据交叉分析，例如：

实现基于同样一个样品的参数a和参数b关联性分析，在未使用该基于科考船的海洋航次数据管理系统前，由于没有个一个样品标准的唯一标识号，经常出现对应错误的问题；

在使用该基于科考船的海洋航次数据管理系统后，假定特定经度纬度的目标层5米深的一个样品的数据，记录a的人他记录样品是5米目标层深的样品，记录b的人他记录样品是5.01米(仪器实测)的样品，当基于样品的信息进行a和b关联查询或者线性成图的时候，由于没有同样的样品标识，就无法进行关联罗列或者线性成图分析。本系统在记录一个样品的时候会给这个样品分配一个全局唯一的id标识号，相关人员记录信息是基于同一个标识号展开的，那么系统就可以基于同样的样品进行多学科交叉分析；由于样品的种类不一，不同类的属性差异很大，这种设计较好的解决了无法交叉分析的问题。

在本发明实施例中，仪器测量处理结果和分样测量结果的所有记录表都会前置一张版本表，创建一个数据的时候先往版本表中插入一条版本数据。然后后续的结果关联隶属到这个版本下，如果有多次的测量结果记录，则不断增加版本数据记录，对应的结果关联隶属到这个版本下，如此实现了科研数据的全版本记录，防止丢失、被串改，可追溯。

在本发明实施例中，基于上述多元化的业务元数据，可以进行自动辅助成图，例如：画剖面图或者关联图；

1：剖面图

选定站位后，选定可交叉的分析类型的分析参数与样品层位深度进行辅助剖面折线图：纵坐标为深度，纵轴点数量对应于站位上的样品层位数量；横坐标为多轴，每个横轴代表一个分析参数，每种分析参数的表示颜色不同。成图后，直角坐标系主体成图区域形成不同颜色的折线图；

2：关联图

选定站位后，选定可交叉的两个分析类型的分析参数进行辅助关联折线图：纵坐标为一个分析参数；横坐标为另外一个分析参数。点数量对应于站位上的样品层位数量。成图后，直角坐标系主体成图区域形成折线图。

通过业务元数据的集中查询，不同浏览视角，辅以关键ctd数据以及实体数据即时成图(技术上成图以图片的形式展现，避免精确数据值泄密，本系统成图主要用以反映概况和趋势)，科研人员较清晰的了解整体航次的调查作业情况，从而能较清晰的确定后续交叉研究和共享数据获取的方向；科研人员通过系统业务元数据的充分共享利用使其科研价值得以有效挖掘。

在本发明实施例中，上述基于科考船的海洋航次数据管理方法还包括数据统计的步骤：

系统记录业务元数据后，可以实时按航次在线统计系统内的业务元数据信息。统计表纵向维度包含：航次、站位信息；横向指标包含：站位数、作业数(走航、站位)、采样数信息。科研相关人员可以一次浏览所有航次的业务元数据统计情况，便利了科研管理高层的科研决策。

在本发明实施例中，航次报告辅助生成的定义内容如下所述：

从系统内提取信息，根据设定的word模板生成站位列表，ctd作业列表和辅助温盐剖面图(纵轴深度、横轴温度或盐度；按一个作业包含的样品层位点数生成)。

航次报告的自动生成属于辅助性质，航次首席可以在此输出word文档的基础上自行添加其他信息进行组织工作汇报。

这一过程由于数据量大，内容多，自动化的辅助处理，大大便利航次首席繁重的文档整理工作。

在本发明实施例中，基于科考船的海洋航次数据管理系统包括由若干个航次角色及各个航次角色之间的组织关系形成的海洋航次数据矩阵体系，以及基于所述海洋航次数据矩阵体系对航次业务过程进行管理的菜单界面；海洋航次数据矩阵体系包括横向坐标项和纵向坐标项，菜单界面包括海上作业单元、数据处理单元、数据应用单元以及系统管理单元，所述系统管理单元包括基础数据管理菜单、角色菜单管理菜单、角色成员管理菜单、角色权限管理菜单以及系统角色管理菜单，从而解决了业务领域的如上问题，解决了科研领域多学科交叉的高难度问题，精确管理元数据和实体数据，可以对各种分析类型进行自动化的规范辅助分析。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。