21世纪是海洋的世纪。党的十八大以来,我国首次系统提出海洋强国战略,在国内外形势复杂的当前具有重要现实意义、战略意义。我国是海洋大国,有1.8万公里的海岸线（不含岛屿海界）,300多万平方公里的海域面积,拥有丰富的海洋资源,其中海洋渔业资源是人类最宝贵的海洋资源之一,而海洋渔业地理信息系统（GIS）是海洋渔业资源合理开发、利用的保证。由于海洋和陆地的地理特征差别很大,如:海洋的柔性、动态性、数据间接性、模糊性和多尺度性等特征,因此,传统的陆地GIS难以适用于海洋渔业的研究。与此同时,我国卫星遥感技术得到快速发展:截止目前,我国已发射五十五颗北斗导航卫星,完成北斗卫星全球组网,向全球提供服务,在交通运输、农林渔业等领域得到广泛应用。本文基于海洋渔业中船舶位置数据的多维度特征（包含经度、纬度）和渔区具有的空间关系,实现了多维数据的降维查询以及在不同分辨率下渔区格网结构的层叠划分等问题的基础上,探析格网模型在海洋渔业领域的优势,重点分析了格网模型对海洋渔业数据分析、存储管理的重要性,并探索基于GIS的格网化方法在海洋渔业领域的应用。本文基于格网模型建立格网化的海洋渔业船位数据索引和对中国海域范围（渤、黄、东、南海）开发的Base4的编码两方面研究实现了GIS技术在海洋渔业领域的进一步探索和应用:基于观测数据的相关性理论,研究了格网模型空间特征的全局结构探测和局部相关性度量;研究了格网模型下海洋要素的空间表达。包括:海洋要素地理空间的直接对应关系、空间对象的分布特征、数据索引表达、数据空间邻近关系表达以及随空间尺度变化的属性综合表达等,提供了格网模型下格网化的思想和层叠架构的空间划分方法。本文的主要工作内容和结果如下:（1）结合船舶船位数据特点,设计格网模型下船位数据的组织结构针对海洋上大量的VMS或AIS历史数据以及其源源不断的实时数据,在船舶数量较多的情况下,易形成海量规模的数据。因此,为解决海量船舶位置数据统一组织和高效管理问题,本文基于格网模型下船位数据的组织结构,通过全球导航卫星定位系统获取船位的经纬度信息。基于Geohash的地理编码格式和空间划分、空间曲线填充原理,建立了统一的组织编码结构,对获取到的船舶位置信息进行编码,分别生成经度和纬度,交叉组合生成统一的二进制编码,结果生成一维的字符串,为邻域搜索和数据的空间查询提供数据准备。（2）基于格网模型下船位数据的组织编码和索引结构,研究了面向船位数据的查询方法以建立的格网模型下的格网化的数据组织编码模式为基础,研究了船位空间数据邻域或最邻近查询方法。在查询方面可分为符合预设距离条件的船位数据查询和最邻近船舶的查询。预设条件下的查询是根据实际的查询范围设置不同满足实际需求的有效距离,如在救援中,可以此为基础在数据库中搜索满足有效救援条件的邻近船只,并准确定位查询的空间范围,加快数据读取速度和效率,陆地指挥中心再通过调度船舶进行相应的管理;最邻近查询中,结合八方向邻域搜索法,再根据查找八邻域的字符是否位于边界,进行两种情况讨论,解决了同一格网内编码突变问题。最终,基于空间剖分的格网化编码,提出一种根据有效救援距离和失事船舶位置进行邻域搜索以查找失事船只相邻和最邻近可供救援的船只的方法,其中有效救援距离通过救援船舶的类型和航速来设定,根据有效救援距离设置不同的编码搜索长度。在时间效率和内存占用两方面,实验结果表明,与传统的船舶间距离的计算方法相比,船位编码后占用内存小,且运算效率较高,进一步提升对遇险船舶邻域救援船只的查询和处理效率。（3）实验方案设计和算法效率测试为验证本研究方法的性能,本研究使用R软件实现了基于格网化邻域船舶位置数据的搜救方法。实验数据以东海海域为空间范围,模拟生成10000条浮点型船舶位置数据,有效位数保留4位。实验环境为Windows10操作系统,2.40 GHz Intel Core（TM）i5 CPU,4G RAM,使用500G 7200 RPM硬盘驱动器。具体从内存占用和时间效率两方面对比,得出格网编码降低了对内存资源的消耗,更加高效地利用内存资源,并通过运算用户的运行时间、系统的运行时间和流逝时间,验证了编码后的查询时间相对于编码前的运算时间用时较短。（4）建立中国海域层叠框架的区域划分方法为解决目前我国渔区的划分和编号方式与地理空间的直接对应关系比较弱问题,本文提供一种基于层叠框架的区域划分方法,使得渔区的编码不仅体现地理空间信息,同时根据不同的编码长度可以判断渔区划分的层级。