“数字地球”成为继“信息高速公路”、“知识经济”之后，全球发达国家政府高度重视的战略思想。 20世纪90年代，王颖院士、朱大奎教授、孙亚梅教授等在博士、硕士研究生培养中，将3S技术集成应用在海洋科学研究领域，建立“数字海洋”的战略性构想。2004年，南京大学海洋研究中心与中国南海研究院合作，承担了“数字南海”项目。该项目尽可能的汇集了国内有关的南海自然环境、资源、疆域历史沿革、政治、军事等十多个专题资料数据。目标是将南海数字化，使之进入高校及专门科研机构(中国南海研究院)的实验室，为政府决策服务。对南海的研究与数字化，揭开了中国海研究的新篇章，同时，有力地支持了南海的开发管理与海洋主权的维护。 南海位于东亚大陆与西北太平洋之间，面积约350万km2，是亚太之间最的大边缘海，也是中国海中面积最大，海域最深的海区。海域内储存大量的石油、天然气、渔业资源，对中国经济发展至关重要，是中国地缘政治最敏感和最复杂的区域。在中国国家经济与国际安全中占有重要地位。 “数字南海”是中长期研究项目，目前完成的一期任务是详尽地收集、整理、数字化十几个南海专题数据源资料，开发南海信息管理系统应用软件。本文研究在“数字南海”一期研究成果基础上，以数字南海专家决策支持系统的需求为目标，研究一套集南海空间数据仓库、知识发现、数据挖掘、GIS空间决策支持、可视化决策环境于一体的信息集成技术框架体系，为进一步解决复杂的南海问题以及南海的信息化、可视化、科学化提供有力的技术支持和数据依据。 本研究认为海洋知识、地理信息、遥感信息、计算机技术等知识的综合运用是一个海洋地学信息集成、智能解释的过程。海洋地学空间数据仓库、海洋数据仓库知识发现、海洋空间分析模型、海洋决策支持模型、海洋专家系统等领域的研究，是解决海洋地学信息集成问题的有效途径。数字南海信息集成是以知识驱动和数据驱动交互作用，螺旋式上升的过程。 数字南海信息集成技术应从以下几个方面展开： a． 数字南海决策支持模型对南海信息集成技术需求分析研究： b． 数字南海数据集成技术—南海数据仓库建设体系及技术方法研究； c． 数字南海系统集成开发方法与技术研究： d． GIS技术与南海专题应用模型集成技术应用研究。 GIS技术在国家空间数据基础设施乃至数字地球的发展与建设中正发挥着重要的积极作用，也将成为日益膨胀的海洋信息的管理工具、集成工具与展现平台。本文研究认为，海洋地理空间数据除了具有地理空间数据的共有特点外，还具有动态性、离散性、局部性、片断性、模糊性和不确定性的特征，再加上缺乏专门的数据集成、信息管理的技术体系以及技术人员，因此，海洋GIS发展面临着“基本表达问题”和“数据缺乏问题”之挑战。 数字南海系统近50种信息源的数据量非常庞大，因此，在建设系统之前需要制定严格而详细的系统数据需求目标，对整个系统建设所需的数据内容、数据类型、数据格式、数据结构、数据底图、数据源的类型及数据的分层方式等做出细致地规定，使之按统一的数学基础、统一的数据组织方式、统一的数据库建设标准等，集成到一个巨系统之中。作者进一步分析研究了数字南海系统一期建设中收集的数据种类、层次、数据量大小等内容后，认为现有的数字南海系统在数据标准、格式统一、数据结构条理化、数据表达、数据分析以及计算标准化等方面需进一步工作与提高。 建设南海专家决策支持系统必须以南海数据仓库为依托，建立计算机网络系统和南海地理信息集成应用环境。其应用目标是综合集成中国南海多要素空间分布信息，使之实时有效地集成在统一计算机空间中，提供计算机辅助决策支持，使专家决策者在研究和制定决策时综合、分析、对比多要素之间蕴含的关系和规律，为解决复杂南海问题提供依据。本文研究对南海专家决策支持系统的体系结构、实现模式、开发特点以及开发模式进行了仔细的研究，确定了南海专家决策支持系统的理论目标、技术目标与应用目标。确定了运用统一建模语言(UML)来设计、定制南海信息集成整个体系框架、设计流程的思路。 数据仓库和数据挖掘以关系数据库、并行处理和分布式技术为基础，传统数据库用于事务处理(操作型处理)，而数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合，适合用于决策支持(分析型处理)，是建立DSS(Decision Support System)的基础。本文对一般数据库与数据仓库的性质不同做了研究。对数字南海数据仓库的数据采集方法、库体架构、操作方法进行了系统的研究，并提出了具体的解决方案。 美国ESRI公司的ARCGIS软件将不同数据结构的技术集成在一起，在ARCGIS中作为一个整体，产生了巨大的处理数据的协同能力。ARCGIS的矢量、栅格、网络及TIN数据结构分别代表各自的一种数据类型和表述一种特有的地理现象，对应以上四种数据存储结构，已 经开发了相应的具有最大优越性的处理工具集。 数字南海专题数据库采用ARCGIS软件的面向对象的空间数据模型(GeoDataBase)，通过空间数据库引擎ArcSDE应用服务器建立客户端与数据库的连接。采用Oracle服务器、ArcSDE服务器及客户端应用三层结构，以客户/服务器(Client/Server，C/S)、浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)相结合的方式对数据库进行维护与管理、数据处理与提供、信息查询与发布、系统维护与权限管理等。本文研究了几个南海专题数据库的GeoDatabase数据逻辑模型示例，并对数字南海DLG、DRG、DEM、DOM各种类型的数据库以及元数据库建设提出了具体的解决方案。对数字南海数据仓库数据挖掘的技术方法和表现方法进行了研究，认为对南海数据仓库的操作也是南海知识抽取建库，再分析的过程。 空间分析是GIS的主要的特征功能，GIS中的空间分析仅提供一些常用的图层合成、空间拓扑叠加、简单的统计分析和邻域分析等，而大量的海洋专业领域数据分析和处理以及其他专业模块的定量应用分析主要通过建立相应的预测和模拟模型、规划和决策模型来实现的。 因此，本文的研究发展方向应以专家决策支持模型驱动下的海洋应用模型的建立为主。海洋应用模型的建立是计算机模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用的高层次的地理信息，真正为南海地理研究和地理决策服务。