海洋環(huán)境數(shù)據(jù)平臺，積累了哪些經驗？

□ 閆楓 李霞 陳英豪

堅持陸海統(tǒng)籌，加快建設海洋強國，是黨中央對海洋事業(yè)建設發(fā)展的新要求。21世紀海上絲綢之路是“一帶一路”戰(zhàn)略的重要組成部分。綜合分析國外相關海洋環(huán)境信息化平臺在數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)服務等方面的情況，結合國內海洋環(huán)境數(shù)據(jù)應用現(xiàn)狀，平臺建設情況等，探討相關政策建議，十分必要。

一、幾個主要的國外海洋環(huán)境數(shù)據(jù)中心

我們主要研究了兩個國際組織和3個國家在海洋方面的環(huán)境數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)中心的分析如下。

1.國際海洋資料和信息交換委員會的數(shù)據(jù)庫

國際海洋資料和信息交換委員會的主要業(yè)務包括：推動和促進交換所有海洋數(shù)據(jù)和信息；保存長期檔案，管理和服務海洋數(shù)據(jù)和信息；促進國際標準的使用，開發(fā)或協(xié)助開發(fā)全球海洋資料和信息交換標準、格式和方法，使用最恰當?shù)男畔⒐芾砗托畔⒓夹g；協(xié)助成員國獲取必要的能力來管理海洋數(shù)據(jù)和信息；為國際科學機構（海洋學委員會，IOC）和世界氣象組織（WMO）等相關機構提供咨詢和數(shù)據(jù)管理服務。

國際海洋資料和信息交換委員會的數(shù)據(jù)庫查詢界面，主要包括六個部分：內容查詢、關鍵詞搜索、時間范圍查詢、數(shù)據(jù)類別查詢、地理范圍查詢和數(shù)據(jù)源查詢。

2.聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署西北太平洋行動計劃數(shù)據(jù)和信息網絡區(qū)域合作中心

聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署西北太平洋行動計劃數(shù)據(jù)和信息網絡區(qū)域活動中心重點收集的是，西北太平洋區(qū)域各成員國的海水水質與主要海水污染物、河流輸入污染物、直接輸入污染物、垃圾傾倒、大氣污染物沉降、有害藻花發(fā)生、沉積物與主要污染物相關數(shù)據(jù)等8個大類的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，已經形成了較為系統(tǒng)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)庫和專題的網頁地理信息系統(tǒng)應用模塊。

3.美國國家海洋和大氣管理局數(shù)據(jù)中心

美國國家海洋和大氣管理局的國家氣候數(shù)據(jù)中心、國家地理物理數(shù)據(jù)中心和國家海洋數(shù)據(jù)中心，一并組成了美國國家環(huán)境信息中心。它的主要業(yè)務領域包括：世界范圍內的免費海洋數(shù)據(jù)采集、1700年至今的千米深度內海洋水溫數(shù)據(jù)、經海洋氣候實驗室和衛(wèi)星團隊分析的海洋氣候狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及與元數(shù)據(jù)有關的數(shù)據(jù)管理知識培訓。

4.英國海洋數(shù)據(jù)中心

英國海洋數(shù)據(jù)中心是負責處理和發(fā)布海洋環(huán)境相關數(shù)據(jù)，并支持英國海洋科學研究的世界級數(shù)據(jù)中心。它的主要業(yè)務包括：向英國海洋科學研究項目提供數(shù)據(jù)管理技術支持；維護英國國家海洋科學數(shù)據(jù)庫（NODB），包括從海洋、陸地、大氣監(jiān)測中獲得的物理學、地理學、化學和生物學數(shù)據(jù)；開發(fā)創(chuàng)新性的海洋數(shù)據(jù)產品和數(shù)據(jù)地圖；協(xié)調世界范圍內海洋科學相關的數(shù)據(jù)管理及交換；為科研機構、政府和企業(yè)等各領域研究人員提供高質量的海洋科學數(shù)據(jù)。

5.日本海洋數(shù)據(jù)中心

日本海洋數(shù)據(jù)中心的角色是，收集日本各機構的海洋觀測數(shù)據(jù)，整理后提供給用戶。主要業(yè)務包括：提供覆蓋全球的基本海洋水文特性，如溫度、鹽度、海流、潮汐、潮流、地磁，重力和水深；提供日本載人潛器以及水下機器人的視頻數(shù)據(jù)以及日本的深海樣品庫。

日本深海垃圾數(shù)據(jù)中心主要提供和展示利用深海視頻和圖片等資料收集的海洋垃圾數(shù)據(jù)。根據(jù)垃圾的形狀或材料，深海垃圾數(shù)據(jù)主要分為以下幾類：塑料類（塑料瓶、塑料袋及其他塑料產品）、玻璃類、橡膠類（輪胎、其他橡膠產品）、金屬類（鐵罐、金屬工具等）、生物質類（植物、木頭、動物殘骸等）、衣物類和其他垃圾。

二、國外海洋環(huán)境信息化平臺

近年來，海洋數(shù)據(jù)在海洋環(huán)境研究、開發(fā)和利用等領域中的作用日益凸顯，發(fā)達國家先后建立了海洋環(huán)境信息化平臺，其主要特點主要包括以下三個方面：

海洋數(shù)據(jù)獲取。通過船載傳感器、潛水設備、固定或漂流平臺、飛機、衛(wèi)星等手段收集數(shù)據(jù)，用以觀測海洋物理、地球物理、地質、生物、化學等參數(shù)。通過國際海洋資料與信息交換計劃,與其他國家進行數(shù)據(jù)共享。

海洋數(shù)據(jù)管理。運用大數(shù)據(jù)思維和技術，對海洋數(shù)據(jù)進行資產化管理，建立了標準化系統(tǒng)，以管理由海洋調查船和新型自動觀測系統(tǒng)所收集的不同種類的海量數(shù)據(jù)庫,并通過數(shù)據(jù)處理技術，整合各部門信息。此外，一些國家還借助數(shù)據(jù)虛擬化平臺，對海量多元異構數(shù)據(jù)進行集成。

海洋數(shù)據(jù)服務。通過數(shù)據(jù)網絡化和數(shù)據(jù)可視化等技術手段，增強了海洋數(shù)據(jù)的服務功能。在數(shù)據(jù)網絡化方面，歐洲國家在先進觀測系統(tǒng)的基礎上，建立了較為全面的服務網絡，并在互聯(lián)網上公開發(fā)布。通過網絡信息技術為用戶提供數(shù)據(jù)查詢及下載服務，有效保證了用戶對海洋學相關數(shù)據(jù)信息的輕松訪問。在數(shù)據(jù)可視化方面，國外一些信息平臺針對海洋數(shù)據(jù)具有時態(tài)性、動態(tài)多變性、模糊性等特征，借助二維和三維的地理信息軟件或可視化數(shù)值分析工具，實現(xiàn)海洋大數(shù)據(jù)多維圖表統(tǒng)計功能，同時結合數(shù)據(jù)挖掘方法實現(xiàn)空間分析，增強了多維動態(tài)模擬與預測可視化技術。

三、國內相關應用實踐

1.我國海洋環(huán)境數(shù)據(jù)應用現(xiàn)狀

目前，我國主要利用海洋衛(wèi)星，結合國內外其他遙感衛(wèi)星，收集海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，開展了海溫、水色、海冰、綠潮、赤潮、溢油、臺風、海洋漁業(yè)等業(yè)務化應用，并在海洋環(huán)境保護、海洋防災減災、海洋資源可持續(xù)開發(fā)、海洋科學研究等領域發(fā)揮著重要作用。

（1）海洋環(huán)境保護。主要包括：海表溫度監(jiān)測，制作了中國近海及臨近海域和全球海域的日平均、周平均、月平均和年平均海表溫度融合產品，以及高精度的全球準時海表溫度監(jiān)測產品；海洋水色監(jiān)測，定期制作中國近海及鄰近海域的旬、月、季平均的葉綠素濃度分布等海洋水色產品，供海洋環(huán)境監(jiān)測、海洋漁業(yè)等部門使用；海上溢油監(jiān)測，對我國渤海、東海和南海重點海域開展溢油遙感監(jiān)測，為海上溢油事件快速響應、應急處置和巡航執(zhí)法提供輔助決策支持。

（2）海洋環(huán)境預報與減災。一是海洋環(huán)境預報。海溫方面，制作了50多期西北太平洋海域海溫周預報產品；海冰預報方面，制作了周、十天等不同周期海冰發(fā)展趨勢預測產品和一至五天冰速、冰厚和冰密集度等預報產品；海浪方面，制作了西北太平洋24小時的海浪同化預報產品。二是海冰災害監(jiān)測。利用海洋衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)，對渤海及黃海北部的冬季海冰冰情開展了業(yè)務化監(jiān)測，海冰監(jiān)測通報實現(xiàn)了每天一期。通過傳真、電子郵件和網站等渠道，向國家、海區(qū)、省市三級部門和單位提供服務。三是綠潮災害監(jiān)測。利用海洋環(huán)境實時數(shù)據(jù)，對我國近海的綠潮開展業(yè)務化監(jiān)測，實現(xiàn)綠潮災害早期發(fā)現(xiàn)和全過程跟蹤監(jiān)測，為綠潮漂移路徑預測和防災減災提供了準確及時的信息服務。四是赤潮災害監(jiān)測。利用海洋環(huán)境數(shù)據(jù)開展了赤潮監(jiān)測工作，制作和發(fā)布了多期赤潮衛(wèi)星遙感監(jiān)測報告。五是海上臺風監(jiān)測。利用海洋環(huán)境數(shù)據(jù)開展了西北太平洋區(qū)域的臺風監(jiān)測，全年共捕捉到16次臺風過程，制作臺風遙感監(jiān)測專題圖庫，提取臺風中心點位置、大風半徑和極大風速等定量化信息，為汛期保障臺風預報會商提供了近實時信息。

（3）海洋自然資源可持續(xù)開發(fā)。一是漁場漁情信息服務。對全球三大洋十個海域的漁場進行每周的業(yè)務化漁情分析與預報，為全國遠洋漁業(yè)企業(yè)生產提供近實時海況分析和漁情預報服務，為我國遠洋漁船的生產作業(yè)安排和現(xiàn)場捕撈提供信息支撐。二是海域使用動態(tài)監(jiān)測。對全國區(qū)域用海規(guī)劃實施情況、新增圍填海動態(tài)變化情況、海域使用疑點疑區(qū)、養(yǎng)殖用海開展了業(yè)務化監(jiān)測，為區(qū)域用海規(guī)劃等管理提供信息服務。三是大陸海岸線遙感監(jiān)測。分析了全國大陸海岸線分布及變化特征。

（4）海洋科學研究?；诤Ｑ蟓h(huán)境數(shù)據(jù)，開展了海面風場、浪場、溫鹽流、潮汐風暴潮、大洋漁業(yè)、渤海海冰等業(yè)務化應用示范產品和系統(tǒng)研究，推進了東印度洋、西太平洋和南中國海等海區(qū)的海洋水色、水動力等水體環(huán)境要素衛(wèi)星遙感調查。

2.國內海洋環(huán)境數(shù)據(jù)平臺

（1）東海海區(qū)海洋科學數(shù)據(jù)共享平臺。此平臺提供東海海區(qū)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)（包括海洋預報數(shù)據(jù)和環(huán)境保護數(shù)據(jù)）的在線瀏覽、訪問和檢索等功能。

（2）Argo中心。國際Argo計劃已建成由3787個自由浮動剖面浮標組成的覆蓋全球的Argo實時海洋觀測網，能夠實時監(jiān)測海水溫度、鹽度和海洋上層流速。截至目前，中國Argo計劃已在太平洋、印度洋和地中海等海域投放403個剖面浮標。

（3）海洋科學數(shù)據(jù)中心。中國科學院海洋研究所數(shù)據(jù)中心是公共技術服務與管理中心的技術支撐部門，主要負責海洋科學數(shù)據(jù)的收集、存儲和管理，以及海洋科學數(shù)據(jù)資源服務平臺和硬件存儲系統(tǒng)的運營維護。此中心通過海上浮標，觀測東海、黃海兩海域的流向流速、氣壓、氣溫、溫度、能見度、水溫、鹽度、葉綠素、濁度、溶解氧、海流、波浪、雨量、水質等參數(shù)。

四、相關建議

1.構建與優(yōu)化海洋環(huán)境數(shù)據(jù)信息化支持體系。應針對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)建立海洋環(huán)境數(shù)據(jù)資源庫，制定海洋環(huán)境大數(shù)據(jù)信息化的標準和規(guī)范，通過數(shù)據(jù)松散耦合方式，邏輯整合分散存儲于各個數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，以便對數(shù)據(jù)進行組織、查詢展示、建模和深入分析。此外，還應按照“數(shù)據(jù)共享、信息互通”原則，完善各部門的海洋數(shù)據(jù)和海洋環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)及信息共享模式，搭建環(huán)境數(shù)據(jù)共享平臺，優(yōu)化海洋環(huán)境數(shù)據(jù)信息化服務支持體系。

2.增加海洋環(huán)境大數(shù)據(jù)技術研究。應對數(shù)據(jù)進行資產化分類，并在此基礎上加強海洋環(huán)境數(shù)據(jù)預處理技術，積極探索海洋環(huán)境數(shù)據(jù)挖掘方法和分析方法，從海洋環(huán)境大數(shù)據(jù)中獲取更多的信息，提升數(shù)據(jù)資產價值，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產的二次升值。

3.增強海洋環(huán)境數(shù)據(jù)公共產品與服務功能。從海洋環(huán)境管理、海洋環(huán)境科學研究、海洋環(huán)境保護、海島生態(tài)保護、海洋垃圾治理等方面入手，開發(fā)出既可服務于單一部門的基礎信息，又可服務于綜合部門的分析信息。同時，還應進一步鼓勵民間海洋環(huán)保組織的力量，通過不斷完善海洋環(huán)境大數(shù)據(jù)信息化平臺，分析海洋環(huán)境與社會、經濟之間大數(shù)據(jù)的關聯(lián)關系，以提供更多面向海洋保護區(qū)、可持續(xù)漁業(yè)、海洋垃圾等專題的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)和信息產品和服務。

4.推動相關國際合作，提升中國參與區(qū)域海洋環(huán)境治理體系中的數(shù)據(jù)管理。加強西北太平洋等區(qū)域海洋合作機制的數(shù)據(jù)共享，優(yōu)化各成員國和機構間海洋環(huán)境相關業(yè)務數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)庫標準規(guī)范化整理入庫，著重加強區(qū)域海洋環(huán)境數(shù)據(jù)分析和展示功能，抽取各成員國海洋環(huán)境數(shù)據(jù)中水質評價、水質關鍵指標進行專題可視化開發(fā)，形成統(tǒng)計圖表，形成海洋垃圾監(jiān)測點位數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能和初步分析，對外提供更多基于區(qū)域海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的應用服務。