第七章、「結論與未來研究方向」。
第二章 文獻探討
SSB(Single Side Band)三種,其中 SSB 系統又可分為 GPS & SSB 船位自動回報系統以及人工 SSB 船位回報。INMARSAT、ARGOS、GPS & SSB 船位自動回報系統是透過全球定位系統 (Global Position System, GPS)取得海上作業船隻的位置和相關作業資料。就資料傳輸方面,
INMARSAT 系統和 ARGOS 系統是透過衛星將這些資料傳送到陸地上的接收站;SSB 系統船 位回報是透過無線電傳達,將資料傳送到岸上的漁業電台接收站,以下將在 2.1.1 小節介紹 INMARSAT 系統;2.1.2 小節介紹 ARGOS 系統;2.1.3 小節介紹 SSB 系統。
2.1.1 INMARSAT 系統
INMARSAT(International Maritime Satellite Organization,國際海事衛星)系統在 1973 年由 國際海事組織(International Maritime Organization, IMO)會議決議,於 1979 年 7 月成立的系統。
目前的會員國超過 80 個國家,是目前國內遠洋漁船安全使用最多的漁船回報系統。
INMARSAT 系統最初僅具備衛星通信的功能,在 1992 年 4 顆 INMARSAT-2 型衛星加入 全球覆蓋及進行通信營運後,著手改進 4 顆 INMARSAT-3 型衛星設計,加裝衛星導航設備。
1996 年初這 4 顆衛星進入軌道運行後,與 GPS/GLONASS 衛星組合為全球衛星導航及移動通 信系統,具備了導航定位能力。1999 年改為私有化公司,12 顆靜止軌道衛星組成了 INMARSAT 系統,在 35600 公里高的軌道上和地球自轉同步以保持同樣的相對位置。INMARSAT 衛星系 統提供 4 個相互重疊洋區的通信,分別為東大西洋、西大西洋、印度洋以及太平洋,如圖 2-1 所示。
INMARSAT 提供 INMARSAT A、INMARSAT B、INMARSAT M、INMARSAT C、
INMARSAT Mini-M、INMARSAT GAN 等衛星通信系統,而目前國內漁船所搭配使用的主要 是以 INMARSAT C 為主。INMARSAT C 屬於數位通信,有效通信範圍為南、北緯 70 度之間,
漁船與監控中心間可雙方傳輸資料,資料傳至衛星地面站後,可直接利用 Internet 傳送至監控 中心,並且能夠定時呼叫及回報,亦可個別呼叫,同時符合全球海上遇險及安全系統(Global Maritime Distress and Safety System, GMDSS)之要求。
統籌 INMARSAT 系統單位是對外漁協,我國的船位資料則是利用衛星先傳送到新加坡 地面接收站,再利用 Internet 傳至地面接收站傳回漁船船位資料,INMARSAT 常用的終端機 為 Trimble 或圖 2-2 的 Thrane[4]。在資料庫存取資料方面則是使用 SQL7.0 資料庫系統紀錄所 獲得的漁船回報資料。
圖 2-1 INMARSAT 系統涵蓋範圍[24]
圖 2-2 Thrane 終端機
2.1.2 ARGOS 系統
ARGOS 系統為法國 CLS(Collete, Localisation, and Satellites, CLS)公司所研究與發展。
ARGOS 系統亦屬數位通信,其有效通信範圍涵括全球,但僅能作船台至監控中心單向傳輸資 料,如圖 2-3。圖中可看出 ARGOS 系統有三個主要的地面接收站,分別為美國維吉尼亞的 Wallops Island、美國阿拉斯加洲 Fairbanks 、以及法國的 Lannion,而處理中心則有美國 Largo 與法國 Toulouse。
在傳送資料方面,漁船船位定位資料經由發報器傳送至衛星,再傳送至位於地面接收站 的處理中心進行資料的整合與建檔,世界各國家想獲得該國船位定位資料,可以透過連線服 務(On-line Service)與非連線服務(Off-line Service)兩種方式取得資料。連線方式指的是使用電 報(Telex)、傳真(Fax)、分封數據網路(Pacnet)來取得船位資料,非連線服務指的是使用磁片或 文件形式的郵寄來取得資料,至於資料儲存的方式則是透過 Access 資料庫管理系統。架設 ARGOS 系統的漁船如圖 2-4 所示。
圖 2-3 ARGOS 系統運作流程[20]
圖 2-4 漁船架設 ARGOS 系統實圖[20]
2.1.3 SSB 系統
SSB 系統內又分為兩種子系統:人工 SSB 船位回報系統以及 GPS & SSB 船位自動回報 系統[1]。人工 SSB 船位回報系統,主要是船上的人員透過無線電設備呼叫岸上的漁業電台,
利用的語音播報方式告知岸上的漁業電台人員,再由漁業電台人員用人工方式將船位資料輸 入電腦內。人工 SSB 船位回報系統目前已實施多年,所累積的船位資料量也很頗可觀,但是 人工 SSB 系統透過無線電傳送,對於訊號的清晰度較差,會導致漁業電台人員接收船位資料 無法正確判讀,以致於用人工方式將資料輸入電腦內會有不正確資料或者是誤差出現。另外 對於漁船船位資料,漁船回報人員可能誤報、謊報或者亂報等情況,而使得資料正確性受到 質疑,基於以上這些人工 SSB 回報系統,進而發展出另一套 GPS & SSB 回報系統,GPS & SSB 自動船位回報系統是利用目前船上現有的衛星定位系統(GPS)及無線電系統設備來回報船 位,首先利用衛星定位系統判斷出目前漁船所在的位置,其後再透過類似於飛機的飛行記錄 器之無線電系統自動回船位,整個過程不需要人工操作,對於船位資料正確性大大提昇,所 以使用 GPS & SSB 系統能夠定時回報船位資料,理論上只要漁船啟動引擎,岸上的漁業資訊 接收站便能知曉每艘船的船位資料,對於漁船動態管理可以說是一種較方便的方法。船位儲
存的方式,在資料庫方面則也是使用 SQL Server 7.0 來儲存回報船位資料。
(a)人工 SSB 終端機設備 (b)SSB 自動回報系統 圖 2-5 SSB 回報系統設備
綜合以上所述,對於目前國內漁船所使用的三種漁船監控系統回報方式,其傳送漁船船 位資料資訊的架構如圖 2-6 所示。
GPS
INMARSAT
新加坡
Internet SQL server 7.0
人 機 介面
SSB SSB
漁 業 電台
Internet SQL server 7.0
S S B系統介 面
人 造衛 星 法 國
Access
ARGOS Internet
圖 2-6 漁船監控整合系統架構[1]
2.2 地理資訊系統
地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)是利用空間資料和地理座標所設計成 的資訊系統,並保存具有空間特性的資料庫。Knapp 認為地理資訊系統應具備資料蒐集(Data Acquisition)、前置處理(Preprocessing)、資料管理(Data Management)、操作與分析(Multiplication and Analysis)、以及成果展示(Production Generation)等五項構成要素。如圖 2-7 所示,地理資 訊系統也如同資訊系統產生的過程是經由一連串的使用者活動、需求、計畫、資料蒐集、儲 Internet GIS)。
傳統 GIS 是採文件共享的分散式架構,資料都是集中在伺服器,由空間資料庫做統一的
透過通用的網頁瀏覽器,無論 Server 端或 Client 端是哪種機種,使用者都可以在本
網際網路地理資訊系統(Web GIS)的技術一般來說大致有 CGI、Plug In 及 Java Applet 三 種,以下將為這三種技術模式一一說明:
共同閘道介面(Common Gateway Interface, CGI):
GIS 廠商在其產品上發展 INTERNET 解決方案,通常採用 CGI,即提供專用空間資料庫
戶端的 GIS 操作都需要由 Server 來處理。解決這個問題的方法是把一部分 Server 上的功能移 到客戶端上,這樣不僅加快了使用者操作的反應速度,而且也減少了網上的流量。但標準 WWW 瀏覽器只提供了一些最基本的瀏覽和導航功能,而缺乏處理地理空間數據的能力。解 決方法之一是安裝能與瀏覽器交換資訊的專門 GIS 軟體。這種增加瀏覽器功能的方法就叫嵌 入式介面(Plug-Ins)。目前這種嵌入式軟體已被普遍採用,在多媒體領域尤為明顯。這種嵌 入式軟體不但可以增加瀏覽器處理地理空間資料的能力,使人們更容易獲取地理資料,而且 可以減少 Web Server 的流量,從而使 Web Server 更有效的為更多的使用者服務,因為大多數 使用者的資料處理能力都可以由瀏覽器嵌入式軟體來完成。
Java Applet:
儘管嵌入式軟體可以和瀏覽器一起有效處理空間資料,但這種方法仍有不少缺陷。首先,
它將導致用戶端負擔過重,因為每個軟體廠商都希望它的軟體能與網際網路相容。其次,多 數嵌入式軟體的管理會成為資訊技術部門的一個大問題,因為任何人只要可以連上網際網路 都可以接收最新的嵌入式軟體,為解決上述各種問題,網際網路程式語言因此產生。
Java 是一種物件導向的電腦語言,其特點是簡潔動態適應性強,運行穩定、安全,對網 路而言,與電腦結構體系無關,容易移植,在一種系統下發展的應用軟體可以直接在完全不 同的系統下運行。事實上 Java 編譯器產生的是一種獨立於任何作業系統的位元碼(Bitecode),
這種位元組碼程式可以在任何一台 Java 虛擬機(Java Virtual Machine, JVM)上運行,任何系統 只要支援 Java 虛擬機就可以運行 Java 程式,而與程式在何種系統下發展和編譯無關,目前 Netscape 和微軟公司的網路瀏覽器都直接支援 Java 程式。
第二種網際網路程式語言是由微軟提出的 Active X, Active X 是由 OLE 控制 OCX 加上 一些新的網際網路的介面函數發展起來的。然而與 Java 相比,Active X 目前還沒有解決非常 重要的網路安全問題。
2.3 JDOM
JDOM 是目前在處理 XML 文件的應用程式介面中最常被使用的,在此之前,要處理 XML 文件必須倚靠 SAX(Simple API for XML)或是 DOM(Document Object Model)。2.3.1 小節說明 SAX 的架構及其運作模式;2.3.2 小節說明 DOM 的架構與運作模式;2.3.3 小節描述 JDOM
2.3.2 DOM
jdom.org 組織而制定了 JDOM(Java Document Object Model),JDOM 是一個全新的 API,是由 兩位著名的 Java 開發人員 Brett Mclaughlin 和 Jason Hunter 共同提出[13],並以開放原始碼的 方式開始研發,透過網際網路上的 Java 開發人員反覆回饋與修正,使得 JDOM 能夠像 DOM Document 物件。在取得 JDOM Document 物件方式有二種,一種是從頭建 Document 物件,但是沒有現有的 XML 資料可以讀取,另一種是從現有的 XML 資料來建 Document 物件,而 XML 文件來源有三種,分別為 InputStream、File 及 URL,JDOM 的 Document 物件是核心類 別中用來表述 XML 文件所使用。在本研究中對於 XML 文件處理方式是採用 InputStream 的 做法,當系統透過網路收到傳入的 XML 文件之後,便會剖析此份 XML 文件並同時採取相對
XML 文件 剖析器
輸入 建立 DOM 樹
應動作,圖 2-12 為 JDOM 基本運作模型。
圖 2-12 JDOM 基本運作模型[15]
2.4 漁船資訊傳送系統視覺化技術的回顧
漁船資訊傳送系統的前身是由蔡建進[16]所建置的漁船資訊查詢網,漁船資訊查詢網是 一個利用 HTML 與主從式架構所設計的查詢網站,如圖 2-13 所示。在此查詢網中,使用者 只能做查詢的動作,缺乏了後續的加值應用的功能,並且在漁船船位的表達上使用文字並不 如以圖示表達來的理想,因此由陳柏全[5]設計了能以電子海圖方式呈現漁船軌跡的漁船資訊 傳送系統(Vessel Information Propagating System, VIPS)。
圖 2-13 漁船資訊查詢網
起初漁船資訊傳送系統中結合了 Java 與 XML 的技術,並使用 Applet 與 Servlet 做結合,
起初漁船資訊傳送系統中結合了 Java 與 XML 的技術,並使用 Applet 與 Servlet 做結合,