智慧海洋國際共享應(yīng)用平臺(tái)發(fā)展趨勢及其對策建議

孫朝輝 李兆欽 劉增宏

摘要：當(dāng)前，我國正在全面開展智慧海洋建設(shè)，各種新研發(fā)觀測平臺(tái)不斷涌現(xiàn)，但是圍繞智慧海洋的信息化建設(shè)仍顯落后，在數(shù)據(jù)管理、質(zhì)量控制方法和系統(tǒng)開發(fā)等方面與發(fā)達(dá)國家仍存在較大差距。文章通過分析國內(nèi)外海洋共享應(yīng)用平臺(tái)的發(fā)展趨勢及其特點(diǎn)，從數(shù)據(jù)管理方法、質(zhì)量控制和系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)等多個(gè)方面找出差距所在。研究表明，與國外相比，國內(nèi)存在共享平臺(tái)業(yè)務(wù)化運(yùn)行不多的問題，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化，并給出盡快制定針對不同觀測平臺(tái)數(shù)據(jù)管理規(guī)范、加強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法研究、加強(qiáng)具備專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)等建議。

關(guān)鍵詞：智慧海洋;海洋觀測網(wǎng);共享應(yīng)用平臺(tái);質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：P7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-9857（2020）01-0003-07

Abstract：Nowadays，China is implementing the planning of the smart ocean，and various new oceanic observing platforms have been developed.However，the progress of the informatization construction for the smart sea is still slow.Thus，an enormous gap remains between China and the developed countries in terms of data management，quality control methods and system development.The developing trend and characteristics of domestic and foreign ocean sharing application platforms were analyzed in this paper，and the gap from data management methods，quality control and system design and development were found.

Research showed that the number of domestic sharing platform for operation was much less than foreign countries，some suggestions were put forward，such as formulating data management specifications for different observation platforms as soon as possible，strengthening research on data quality control methods，and strengthening system design personnel training with professional knowledge.

Key words：Smart ocean，Ocean observation network，Sharing application platform，Quality Control

0 引言

地球70%以上的面積被海洋覆蓋，海洋具有調(diào)節(jié)全球氣候、水循環(huán)的功能，并儲(chǔ)存大量二氧化碳和熱量[1]。厄爾尼諾、臺(tái)風(fēng)、暴雨和干旱等對人類活動(dòng)產(chǎn)生重大影響的天氣事件都與海洋息息相關(guān)。人類開發(fā)利用海洋資源、海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)和海洋權(quán)益維護(hù)均離不開對海洋的認(rèn)知[2]。

進(jìn)入21世紀(jì)，海洋觀測技術(shù)得到快速發(fā)展，各種新型傳感器得到開發(fā)和利用，加上先進(jìn)衛(wèi)星通信技術(shù)的推廣應(yīng)用，使人們獲取海洋觀測資料的途徑不再局限于船只走航觀測方式[3]。自動(dòng)剖面浮標(biāo)（autonomous profiling float）、水下滑翔機(jī)（underwater glider）、波浪滑翔儀（wave glider）、具備實(shí)時(shí)通信功能的錨碇浮標(biāo)（buoy）和潛標(biāo)（mooring）等移動(dòng)和固定觀測平臺(tái)已經(jīng)成為人們準(zhǔn)實(shí)時(shí)獲取長時(shí)間序列海洋觀測資料的主要方式[4-8]。以這些平臺(tái)為主要觀測設(shè)備，應(yīng)運(yùn)而生了諸如地轉(zhuǎn)海洋學(xué)實(shí)時(shí)觀測陣（Array for Real-time Geostrophic Oceanography，Argo）、熱帶太平洋海洋觀測系統(tǒng)（Tropical Pacific Observing System，TPOS）、印度洋海洋觀測系統(tǒng)（Indian Ocean Observing System，IndOOS）、美國大洋觀測計(jì)劃（Ocean Observatories Initiative Final Network Design，OOI）、美國綜合海洋觀測系統(tǒng)（Integrated Ocean Observing System，IOOS）、加拿大“海王星”海底觀測網(wǎng)（NEPTUNE）和歐洲多學(xué)科海底觀測網(wǎng)（European Society for Medical Oncology，EMSO）等觀測系統(tǒng)[9～15]。Argo和TPOS屬單一性觀測系統(tǒng)，分別使用自動(dòng)剖面浮標(biāo)和錨碇浮標(biāo)組網(wǎng)，而其他的則屬綜合性觀測系統(tǒng)，具有一定的可擴(kuò)展性。值得注意的是，雖然Argo和TPOS屬于單一性觀測系統(tǒng)，但其觀測要素并不單一，如全球Argo海洋觀測網(wǎng)中的大部分剖面浮標(biāo)僅觀測海水的溫度和鹽度兩種物理海洋要素，但近些年部分浮標(biāo)裝載了生物地球化學(xué)傳感器（如溶解氧、硝酸鹽、pH值、輻照度、葉綠素、黃色物質(zhì)和顆粒物后向散射等），使Argo浮標(biāo)成為一個(gè)綜合觀測移動(dòng)平臺(tái)，并發(fā)起了生物Argo計(jì)劃（BGC-Argo）[16]。相比于單一觀測系統(tǒng)，IndOOS、IOOS、NEPTUNE和EMSO等綜合觀測系統(tǒng)不僅包括各種船基、岸基與遙感，以及錨系浮標(biāo)和glider等平臺(tái)，而且每個(gè)平臺(tái)通常搭載各種類型的傳感器。據(jù)統(tǒng)計(jì)，針對海底觀測的OOI系統(tǒng)的近800個(gè)傳感器中，觀測物理海洋的占到一半，觀測化學(xué)和生物的占43%，而觀測地球物理和化學(xué)的傳感器只占2.1%;按觀測的對象統(tǒng)計(jì)，47%用來觀測水柱，36%觀測近表層，10%觀測表層，只有7%觀測海底的地質(zhì)過程[17]。觀測網(wǎng)中的水下固定設(shè)備觀測數(shù)據(jù)通過光電復(fù)合纜傳輸數(shù)據(jù)，而移動(dòng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)則通過衛(wèi)星或無線傳輸，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸以及人-機(jī)交互[18-19]。由此可見，未來的海洋綜合觀測系統(tǒng)將包含各種船基、岸基、空基（主要為衛(wèi)星）和各種海面及水下觀測平臺(tái)，并攜帶各類物理和生物地球化學(xué)傳感器，依靠通信衛(wèi)星及無線電等手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。總之，未來智慧海洋觀測系統(tǒng)必將是一個(gè)立體的、多時(shí)空尺度和多學(xué)科交叉的實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)，服務(wù)于海洋監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、海上安全保障、海洋權(quán)益維護(hù)和軍事活動(dòng)等需求。

然而，有關(guān)海洋觀測數(shù)據(jù)管理技術(shù)和共享應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)的進(jìn)展，相比觀測設(shè)備本身的發(fā)展則顯得有些緩慢，已嚴(yán)重影響了人們利用各種新穎觀測數(shù)據(jù)探索海洋變化規(guī)律的效率。其原因主要有以下幾方面。

（1）建設(shè)投入大：要建立一個(gè)具有國際影響力的海洋數(shù)據(jù)共享應(yīng)用平臺(tái)，即使不考慮海上各種觀測設(shè)備的成本，也往往需要投入大量的人力和物力。人力消耗主要體現(xiàn)在硬件維護(hù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)、程序開發(fā)、數(shù)據(jù)接收與處理和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等方面，而物力投入主要體現(xiàn)在各種計(jì)算和儲(chǔ)存設(shè)施的建設(shè)和更新、商業(yè)軟件的購置和更新，以及高速網(wǎng)絡(luò)的接入等。

（2）數(shù)據(jù)處理難度大：現(xiàn)代海洋觀測平臺(tái)往往集成了多學(xué)科的傳感器，其采樣方式和物理量的正確解碼以及計(jì)算方法等存在差異，增加了數(shù)據(jù)接收后進(jìn)行第一步處理的難度。如Argo剖面浮標(biāo)上使用的溶解氧傳感器主要有美國Sea-Bird公司和挪威Aanderaa公司提供的兩種品牌，主要包括SBE43_IDO、SBE43F_IDO、SBE63_OPTODE、Aanderaa_OPTODE_3830、Aanderaa_OPTO-DE_4330和Aanderaa_OPTODE_4330F等型號(hào)，而且同一型號(hào)的不同時(shí)期版本會(huì)有不同的輸出量類型及溶解氧計(jì)算方式[20]。所以，每個(gè)傳感器需要找到其對應(yīng)的計(jì)算模型和廠家提供的校正系數(shù)，才能得到準(zhǔn)確的物理量。

（3）缺少統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)：對于不同平臺(tái)不同傳感器的大量觀測數(shù)據(jù)來說，制定一個(gè)高效的數(shù)據(jù)管理規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的。對于全球Argo計(jì)劃來說，僅使用一種觀測平臺(tái)，其管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定難度比綜合觀測系統(tǒng)要小得多;而綜合觀測系統(tǒng)集成多種觀測平臺(tái)，其數(shù)據(jù)復(fù)雜性高，所以到目前為止還沒有一個(gè)相對比較完善的針對綜合觀測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。

（4）質(zhì)量控制過程面臨挑戰(zhàn)：大量新型多學(xué)科傳感器的使用，使觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制面臨眾多挑戰(zhàn)，特別是有些要素比如硝酸鹽、后向散射、黃色物質(zhì)等的質(zhì)控方法，在國際上也沒有一個(gè)很成熟的方法。傳感器在海上長期工作后，受電子元器件老化、生物附著和海面油污等影響，難免會(huì)出現(xiàn)漂移或偏移等問題，如何對這些存在系統(tǒng)性誤差的資料進(jìn)行實(shí)時(shí)或延時(shí)校正，需要投入大量的人力和物力。

（5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度大：未來智慧海洋的建設(shè)和發(fā)展離不開數(shù)據(jù)共享應(yīng)用平臺(tái)的開發(fā)和運(yùn)行，該平臺(tái)需要具備友好的人-機(jī)交互界面、強(qiáng)大的信息查詢、處理和顯示功能，能同時(shí)滿足不同的業(yè)務(wù)需求和研究興趣。要設(shè)計(jì)好這樣一個(gè)系統(tǒng)，并具有良好的可擴(kuò)展性，是非常關(guān)鍵且難度很大的工作。

本研究將著眼于未來智慧海洋的發(fā)展，通過幾個(gè)比較成熟的觀測系統(tǒng)來分析國際共享應(yīng)用平臺(tái)的發(fā)展趨勢，提出我國未來打造智慧海洋國際共享應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)的建議和對策，供決策部門參考。

1 海洋共享應(yīng)用平臺(tái)現(xiàn)狀分析

智慧海洋國際共享應(yīng)用平臺(tái)，是集不同平臺(tái)海洋觀測數(shù)據(jù)智能獲取、傳輸、存儲(chǔ)與處理等技術(shù)于一體的綜合應(yīng)用平臺(tái)[21]，其主要目標(biāo)是整合各類海洋觀測平臺(tái)獲取的數(shù)據(jù)資源，建立海洋大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、海洋大數(shù)據(jù)加工、海洋信息產(chǎn)品推送一體化的軟硬件功能平臺(tái)，服務(wù)于海洋和大氣科學(xué)研究、業(yè)務(wù)化預(yù)測預(yù)報(bào)及海上環(huán)境安全保障等。

歐美等發(fā)達(dá)國家很早就認(rèn)識(shí)到海洋科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)的重要性，整合各種資源，投入大量人力物力建設(shè)具有國際影響力的海洋數(shù)據(jù)共享服務(wù)或應(yīng)用平臺(tái)。如歐盟2009年啟動(dòng)實(shí)施的MyOcean計(jì)劃，專門建立了6個(gè)專題數(shù)據(jù)中心（Thematic Assembly Centres），分別負(fù)責(zé)海平面、水色、海表溫度、海冰與風(fēng)場和原位觀測的收集、處理和分發(fā)共享任務(wù)[22];加拿大于2007年創(chuàng)建了海底觀測網(wǎng)（Ocean Networks Canada，ONC），包括海王星（NEPTUNE）和金星（VENUS）兩個(gè)海底觀測網(wǎng)絡(luò)。該觀測網(wǎng)集成了多學(xué)科的觀測平臺(tái)，并為此在維多利亞大學(xué)建立了一個(gè)數(shù)據(jù)中心，來負(fù)責(zé)整個(gè)海底觀測網(wǎng)的傳感器遙控、數(shù)據(jù)接收、處理和信息共享服務(wù)[23]。2006年10月，美國正式啟動(dòng)實(shí)施IOOS項(xiàng)目，包含五大湖、近岸和大洋三大部分，由11個(gè)區(qū)域子系統(tǒng)組成，17個(gè)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)參與其中，觀測核心變量有34個(gè)，涉及的專業(yè)包括物理、生物地球化學(xué)、生物和生態(tài)系統(tǒng)等[24]。IOOS使用3年時(shí)間（2007—2010年）建立了數(shù)據(jù)整合框架（Data Integration Framework，DIF），制定了多種有關(guān)數(shù)據(jù)管理和質(zhì)量控制方法的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，建成了綜合多種觀測平臺(tái)和學(xué)科的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用平臺(tái)（包括基于互聯(lián)網(wǎng)的人-機(jī)交互平臺(tái)、工具，以及基于手機(jī)操作系統(tǒng)的App），是當(dāng)前最為成功的智慧海洋國際共享綜合應(yīng)用平臺(tái);2000年啟動(dòng)實(shí)施的全球Argo計(jì)劃是當(dāng)前最為成功的全球海洋觀測系統(tǒng)，由30余個(gè)國家和地區(qū)參與建設(shè)和維護(hù)。早在Argo計(jì)劃實(shí)施之初，就初步建立了一套完整的數(shù)據(jù)流，9個(gè)主要國家建立了國家Argo資料中心，負(fù)責(zé)本國布放的所有Argo剖面浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)的接收、處理和分發(fā)交換，這些數(shù)據(jù)會(huì)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)提交至兩個(gè)全球Argo資料中心（位于美國和法國）。Argo計(jì)劃還專門成立了一個(gè)數(shù)據(jù)管理小組，來負(fù)責(zé)制定和更新Argo數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式、生物地球化學(xué)要素的計(jì)算方法和質(zhì)量控制方法等規(guī)范，確保Argo數(shù)據(jù)的規(guī)范性及高質(zhì)量，是當(dāng)前數(shù)據(jù)管理和質(zhì)量控制方面做得比較好的一個(gè)共享服務(wù)平臺(tái)，但有關(guān)Argo數(shù)據(jù)的人-機(jī)交互平臺(tái)開發(fā)則要比加拿大ONC和美國IOOS落后。除了Argo數(shù)據(jù)中心，JCOMMOPS專門成立了國際Argo信息中心（Argo Information Center，AIC），主要負(fù)責(zé)整個(gè)Argo觀測網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)測，提供每個(gè)浮標(biāo)的元數(shù)據(jù)信息、漂移位置、觀測剖面數(shù)量、數(shù)據(jù)質(zhì)量等相關(guān)信息查詢服務(wù)，但并不提供浮標(biāo)的具體觀測數(shù)據(jù)[25]。此外，JCOMMOPS還為全球海洋觀測系統(tǒng)（Global Ocean Observing System，GOOS）建立了一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，負(fù)責(zé)監(jiān)測不同子系統(tǒng)中每個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行情況，這些子系統(tǒng)主要包括Argo、DBCP（DataBuoy Cooperatio Panel，DBCP）、OceanSITES、GO-SHIP和SOT（Ship Observation Team，SOT）等，而這些平臺(tái)的觀測數(shù)據(jù)則還是由各自子系統(tǒng)來負(fù)責(zé)接收和處理[26-29]。

國內(nèi)針對海洋大數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用平臺(tái)的建設(shè)大多還處于概念或探索階段，真正進(jìn)入業(yè)務(wù)化運(yùn)行的并不多見。2018年，由國家海洋信息中心牽頭建設(shè)的國家海洋科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)（http：//mds.nmdis.org.cn）正式上線發(fā)布，內(nèi)容涵蓋海洋實(shí)測數(shù)據(jù)、分析預(yù)報(bào)產(chǎn)品和專題信息產(chǎn)品等，數(shù)據(jù)總量達(dá)2.3 TB，是我國目前最為全面的一個(gè)海洋數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)[30]，但其最大缺點(diǎn)是大部分?jǐn)?shù)據(jù)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。另外，像中國科學(xué)院海洋研究所、中國科學(xué)院南海海洋研究所、中國極地研究中心等單位也建立了海洋數(shù)據(jù)中心，但其提供的數(shù)據(jù)共享服務(wù)仍有很大的局限性。自然資源部第二海洋研究所下屬的中國Argo實(shí)時(shí)資料中心（http：//www.argo.org.cn）是國際Argo認(rèn)可的9個(gè)國家資料中心之一，雖然其業(yè)務(wù)范圍僅限于Argo觀測數(shù)據(jù)，但其建立的整套數(shù)據(jù)接收、處理和分發(fā)系統(tǒng)已完全實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，符合國際Argo的要求[31]。同濟(jì)大學(xué)于2017年開始在東海和南海建設(shè)海底科學(xué)觀測網(wǎng)，該觀測網(wǎng)將集成水文、生態(tài)和地質(zhì)等多學(xué)科觀測平臺(tái)，觀測數(shù)據(jù)通過海底光纜傳輸?shù)桨痘?，該觀測網(wǎng)建設(shè)目前只處于起步階段，針對觀測網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享應(yīng)用平臺(tái)還處于摸索階段。2018年，由青島海洋科技與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室牽頭，正式啟動(dòng)建設(shè)智慧海洋大數(shù)據(jù)共享支撐平臺(tái)，該平臺(tái)擬由一個(gè)總平臺(tái)和若干子平臺(tái)組成。

2 智慧海洋共享應(yīng)用平臺(tái)發(fā)展特點(diǎn)

2.1 強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化

未來智慧海洋觀測系統(tǒng)將是一個(gè)集多平臺(tái)、多傳感器和跨學(xué)科的綜合性系統(tǒng)，其觀測數(shù)據(jù)包含各種物理、環(huán)境和生物地球化學(xué)要素，采樣方式各不相同，采用的數(shù)據(jù)傳輸方式也不統(tǒng)一。面對如此復(fù)雜的數(shù)據(jù)源（原始數(shù)據(jù)），制定一個(gè)有效的數(shù)據(jù)管理規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)顯得十分重要，可以滿足智慧海洋共享應(yīng)用平臺(tái)對各種數(shù)據(jù)的高效處理、質(zhì)量控制、存儲(chǔ)和分發(fā)共享的要求。如美國IOOS項(xiàng)目啟動(dòng)之初，就制定了一套數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（Distributed Control System，DCS）來規(guī)定各元數(shù)據(jù)和觀測變量的名稱、屬性和單位等相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)還規(guī)定了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（表1）、基于氣候科學(xué)模擬語言（Climate Science Modelling Language，CSML）的原位數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)目錄/顯示、格式測試和驗(yàn)證等內(nèi)容，只有這樣，才能有效地將各種觀測平臺(tái)和傳感器，以及各區(qū)域子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。在數(shù)據(jù)管理規(guī)范化方面做得比較好的另一個(gè)例子是國際Argo計(jì)劃。該計(jì)劃從一開始就制定了嚴(yán)格的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和質(zhì)量控制規(guī)范并不定期地進(jìn)行修訂，針對近幾年生物地球化學(xué)傳感器的加入，還專門成立了工作小組來著手制定各類要素的計(jì)算和質(zhì)量控制方法，同時(shí)全球Argo資料中心（GDAC）還開發(fā)了格式檢驗(yàn)工具，來過濾那些存儲(chǔ)格式無法滿足規(guī)范要求的Argo數(shù)據(jù)（包括元數(shù)據(jù)、剖面數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)和技術(shù)信息數(shù)據(jù)）。

2.2 共享應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)功能越來越強(qiáng)大

海洋大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來使得人們能輕易獲取比以往更多觀測數(shù)據(jù)的同時(shí)，也大大增加了快速有效處理這些數(shù)據(jù)、提取有用信息的難度，因此需要開發(fā)一個(gè)功能強(qiáng)大的共享應(yīng)用平臺(tái)，來幫助人們快捷獲取數(shù)據(jù)的同時(shí)，進(jìn)行信息的挖掘，甚至實(shí)現(xiàn)在線分析。如美國IOOS項(xiàng)目的Glider資料中心（https：//gliders.ioos.us/）基于UCAR開發(fā)的THREDDS（Thematic Real-time Environmental Distributed Data Services）數(shù)據(jù)服務(wù)工具，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)通用數(shù)據(jù)格式（NetCDF）的Glider數(shù)據(jù)的查詢和下載服務(wù)。而這些數(shù)據(jù)的在線顯示和分析則使用了RPS ASA公司開發(fā)的OceansMap網(wǎng)絡(luò)入口，提供所有加入IOOS項(xiàng)目的Glider觀測數(shù)據(jù)的在線顯示。OceansMap還為IOOS中的臺(tái)站、雷達(dá)站和模式輸出等提供類似的信息服務(wù)。另一個(gè)類似的例子是加拿大海底觀測網(wǎng)（http：//www.oceannetworks.ca/），通過不同的平臺(tái)（如ERDDAP、手機(jī)APP、Oceans2.0和API等）為用戶提供數(shù)據(jù)在線顯示和下載服務(wù)。Oceans2.0的功能非常強(qiáng)大，可按照站點(diǎn)、類型、觀測要素等進(jìn)行排序和查詢，最終向用戶提供的是每個(gè)傳感器觀測要素的時(shí)間序列圖形和選取數(shù)據(jù)，而且用戶可以自由選擇各種畫圖選項(xiàng)。由此可見，未來智慧海洋觀測系統(tǒng)必將是一個(gè)復(fù)雜的、集多種平臺(tái)和傳感器的綜合性系統(tǒng)，開發(fā)一個(gè)功能強(qiáng)大的共享應(yīng)用平臺(tái)將大大提高用戶檢索和應(yīng)用數(shù)據(jù)的效率，從而有效擴(kuò)大數(shù)據(jù)在基礎(chǔ)研究和業(yè)務(wù)化預(yù)測預(yù)報(bào)中的應(yīng)用范圍。

3 對策與建議

隨著我國海洋觀測技術(shù)的快速發(fā)展，特別是智慧海洋觀測系統(tǒng)的建設(shè)，建立一個(gè)有影響力的國際共享應(yīng)用平臺(tái)已迫在眉睫。然而，無論是在海洋數(shù)據(jù)規(guī)范化管理還是在數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)上，我國與發(fā)達(dá)國家相比還存在明顯差距，已經(jīng)嚴(yán)重影響到我國智慧海洋建設(shè)進(jìn)程，為此，提出以下幾點(diǎn)對策和建議，供決策部門參考。

3.1 盡快制定針對不同觀測平臺(tái)數(shù)據(jù)管理規(guī)范

智慧海洋觀測系統(tǒng)集成了各類觀測平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)包含不同類型的傳感器，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無法滿足其復(fù)雜的觀測數(shù)據(jù)的管理需求，因此需要主管部門盡快組織力量制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)管理規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容主要涉及觀測平臺(tái)的數(shù)據(jù)接收、處理、存儲(chǔ)和分發(fā)等方面。其中，數(shù)據(jù)接收部分包括編碼、傳輸協(xié)議和時(shí)效性等內(nèi)容;數(shù)據(jù)處理部分包括信息解譯和質(zhì)量控制;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分包括元數(shù)據(jù)、觀測數(shù)據(jù)和技術(shù)信息等文件中各類變量的規(guī)范化定義和存儲(chǔ);數(shù)據(jù)分發(fā)部分包括傳輸協(xié)議、分級共享策略和時(shí)效性等內(nèi)容。在制定管理規(guī)范時(shí)，應(yīng)充分借鑒當(dāng)前比較成熟的觀測系統(tǒng)業(yè)已制定的規(guī)范，如Argo、美國IOOS Glider和TAO（Tropical Atmosphere Ocean）等。

3.2 加強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法研究

觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量對于整個(gè)智慧海洋觀測系統(tǒng)來說是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，但往往也是最容易被忽視的環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有比較成熟的觀測系統(tǒng)中（如Argo和美國IOOS Glider），如何有效開展質(zhì)量控制一直以來受到高度重視，并由專門的工作組來從事這項(xiàng)工作，保證這些觀測系統(tǒng)的長期可持續(xù)發(fā)展。新型觀測平臺(tái)和傳感器的使用，給數(shù)據(jù)質(zhì)量控制提出了更高的要求，而且這種質(zhì)量控制過程通常需要在24 h內(nèi)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，但是國內(nèi)從事該基礎(chǔ)性工作的技術(shù)人員非常少，且無法獲得充足的經(jīng)費(fèi)支持，因此需要主管部門盡快出臺(tái)一些傾斜政策和管理辦法，支持更多的科研人員來從事數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法的基礎(chǔ)性研究工作。

3.3 加強(qiáng)具備專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)

隨著海洋大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，涉及系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信息挖掘、大數(shù)據(jù)分析等方面的人才，特別是同時(shí)具備海洋專業(yè)知識(shí)的人才將十分稀缺。海洋本身具有特殊性和復(fù)雜性，依靠缺乏專業(yè)知識(shí)的人設(shè)計(jì)的共享應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，必將存在眾多缺陷，無法滿足專業(yè)上的需求。因此，主管部門應(yīng)高度重視本專業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)，并設(shè)立相關(guān)的人才培養(yǎng)項(xiàng)目，通過國際合作等方式，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，服務(wù)于我國智慧海洋國際共享應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)。

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