浙江近岸海域是陆海相互作用剧烈的区域,随着海洋开发热潮的兴起,面临着一系列生态环境问题的挑战,近岸海域水质污染、生态系统结构退化、赤潮等环境灾害频发已经成为制约海洋经济可持续发展的瓶颈问题。因此,针对浙江近岸海域高浊度、复杂多变的水体环境,如何全面分析和认识海洋生态环境,从而科学、合理、经济、可持续地开发利用近海资源,是我们面临的重大难题,具有重要的现实意义。浙江近岸海域海洋生态环境具有高度复杂非线性特性,基于机理的生态环境动力学模型或传统的数学统计分析往往受到限制。近年来随着立体监测网的形成,已逐渐积累了规模宏大、复杂难辨、高维动态的数据海洋,利用数据驱动技术来研究海洋生态环境已成为一种新的途径和方法。本论文正是在这样的背景下,以浙江近岸海域海洋生态环境为研究对象,利用地理信息科学和数据挖掘等技术,系统化研究了海洋生态环境在时空分析与预测等方面的关键技术,旨在探索一个切实可行的完整技术框架与方法体系用于浙江近岸海域海洋生态环境的综合分析和决策支持服务。论文的研究工作主要包括以下几个方面：(1)面向时空分析与预测的海洋生态环境时空数据组织与管理研究。针对海洋生态环境时空过程关联分析和动态预测的需求,构建了融合海洋现象、时空过程和演变机制的三元组统一数据模型,实现了对各类海洋生态环境现象不同时空粒度和不同演变因子的统一组织和存储；设计了面向多源动态监测数据的多级联动交换模型和动态集成框架,实现了海洋生态环境监测数据在多级部门的联动交换和准实时集成,为海洋生态环境的实时分析与动态预测提供了数据保障。(2)基于EA-SAA-VA三元混合框架的海洋生态环境时空格局分析研究。针对近岸海域海洋生态环境具有趋势性、相关性和变异性等复杂特征,重点研究了探索性分析方法,空间自相关分析方法和变异性分析方法,设计了基于EA-SAA-VA三元混合的海洋生态环境时空格局分析框架,从分布特征、分布模式和时空变异多角度分析了浙江近岸海域海水富营养化状况的时空演变格局。(3)基于时空影响域和上下文约束的海洋生态环境关联规则挖掘分析研究。为了探索海洋生态环境现象时空演变与环境要素之间的联动性和关联关系,设计了基于关联规则的海洋生态环境时空挖掘分析框架,重点研究了基于时空影响域和上下文约束的关联规则挖掘策略,并以浙江近岸海域赤潮为例进行了挖掘分析,为赤潮预测预警提供了依据。(4)基于深度学习的海洋生态环境赤潮灾害动态预测模型研究。针对浙江近岸海域海洋生态环境高度复杂非线性特性,提出了基于深度学习的赤潮动态预测模型,克服了传统人工神经网络等浅层学习预测模型对复杂现象预测能力不足的局限性,同时采用粒子群算法动态优化模型结构参数,提高模型在不同海域的实际泛化能力。基于上述的研究工作,本文最后设计并实现了近岸海域海洋生态环境综合分析与决策支持服务原型系统,形成了一个从“多源监测数据组织管理——时空分析与挖掘——动态预测预警”环环相扣的服务链条。通过本系统在浙江台州大陈赤潮实时监控中的应用案例分析,说明了本研究工作的可行性和实用性,可以为海洋管理部门提供综合分析和辅助决策支持,对近岸海域海洋生态环境保护具有借鉴意义。