郭沫含,王維,楊豐僑
(吉林省科學(xué)技術(shù)信息研究所,吉林 長(zhǎng)春 130033)
我國(guó)擁有300多萬km2的管轄海域和1.8萬km大陸岸線,海洋資源豐富,構(gòu)建協(xié)同性海洋數(shù)字平臺(tái)有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。目前,我國(guó)臨海面臨前所未有的挑戰(zhàn),2023年8月24日13時(shí),日本福島第一核電站啟動(dòng)核污染水排海,根據(jù)計(jì)劃,排海時(shí)間至少持續(xù)30年[1]。這對(duì)全球公海環(huán)境及我國(guó)臨海生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來極大壓力,也對(duì)海洋水環(huán)境監(jiān)測(cè)提出更明確的要求。國(guó)務(wù)院2015年印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》對(duì)水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警提出了明確要求,如實(shí)行水環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警、明確突發(fā)水環(huán)境污染事件預(yù)警預(yù)報(bào)與響應(yīng)程序、加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警國(guó)際交流合作[2]。2021年,自然資源部辦公廳印發(fā)全國(guó)海洋生態(tài)預(yù)警監(jiān)測(cè)總體方案(2021—2025年),方案包括近海生態(tài)趨勢(shì)性監(jiān)測(cè)、典型生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查、典型生態(tài)系統(tǒng)預(yù)警監(jiān)測(cè)、海洋生態(tài)災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)、海洋生態(tài)分類分區(qū)、國(guó)家重大戰(zhàn)略區(qū)域協(xié)同監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)能力建設(shè)等[3]。我國(guó)海洋信息化起步于20世紀(jì)80年代,智慧海洋信息技術(shù)和平臺(tái)建設(shè)總體上能力不強(qiáng),不能滿足我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)的總體需求[4]。針對(duì)水污染預(yù)警及海洋生態(tài)多樣性保護(hù),建立綜合性、預(yù)警性海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái)有深遠(yuǎn)意義。本文以中國(guó)知網(wǎng)為檢索平臺(tái),以綜述方式系統(tǒng)地總結(jié)了國(guó)內(nèi)外海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究現(xiàn)狀,并對(duì)海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)提出具體意見,以期為高融合、協(xié)同性海洋數(shù)據(jù)提供信息支撐。
1.1.1 以“數(shù)據(jù)平臺(tái)”為關(guān)鍵詞的可視化分析
為更加直觀地分析海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)的發(fā)展?fàn)顩r,本文利用中國(guó)知網(wǎng)學(xué)術(shù)平臺(tái),以“數(shù)據(jù)平臺(tái)”為主題詞,設(shè)檢索時(shí)間為2019年1月1日至2023年8月29日,得到1 387篇期刊論文,利用Vosviewer軟件制作關(guān)鍵詞聚類表(見表1)。
表1 數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵詞聚類
通過關(guān)鍵詞聚類可以快速定位數(shù)據(jù)平臺(tái)中的熱點(diǎn)探究領(lǐng)域。聚類區(qū)1區(qū)突出了數(shù)據(jù)平臺(tái)的概念性特征,如信息化、全產(chǎn)業(yè)鏈及大數(shù)據(jù)平臺(tái)等;聚類2區(qū)重點(diǎn)突出數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù),如區(qū)塊鏈技術(shù),同時(shí)可以看到,數(shù)字平臺(tái)在醫(yī)療和政府政務(wù)服務(wù)中普及度較高;聚類3區(qū)聚焦于醫(yī)療臨床科研、智慧校園及數(shù)據(jù)平臺(tái)的安全性等領(lǐng)域。從聚類詞表中的聚類1~3區(qū)可以看出,海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)不在“數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵詞聚類”重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域內(nèi),還處于建設(shè)初期階段。
1.1.2 海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)可視化分析
為進(jìn)一步明確海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究熱點(diǎn),本文以中國(guó)知網(wǎng)學(xué)術(shù)平臺(tái)為檢索平臺(tái),將檢索條件明確為“(主題%=海洋+邊緣海+內(nèi)海+海灣+海+水環(huán)境or題名%=海洋+邊緣海+內(nèi)海+海灣+海+水環(huán)境)AND(主題%=′數(shù)據(jù)平臺(tái)′or題名%=′數(shù)據(jù)平臺(tái)′)AND(發(fā)表時(shí)間Between(′2019-01-01′,′2023-08-29′)”,數(shù)據(jù)清洗后共得到52篇文獻(xiàn),利用Vosviewer進(jìn)行關(guān)鍵詞共詞分析,得到的海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵詞聚類表見表2。相比表1“數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵詞”關(guān)鍵詞聚類范圍,海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)還有待進(jìn)一步深入研究。
表2 海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵詞聚類
由表2可知,海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵詞聚類分區(qū)較分散,研究熱點(diǎn)聚集于GIS(地理咨詢系統(tǒng))、環(huán)境保護(hù)及監(jiān)測(cè)分析功能等領(lǐng)域。
1.2.1 國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)綜述
國(guó)內(nèi)有關(guān)海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究文獻(xiàn),主要從平臺(tái)構(gòu)建路徑、數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)平臺(tái)推廣及數(shù)據(jù)平臺(tái)監(jiān)測(cè)角度進(jìn)行分析。
平臺(tái)構(gòu)建思路方面,瞿洋[5]提出海洋具有實(shí)時(shí)性、規(guī)律性、時(shí)空性、多樣性及敏感性,強(qiáng)調(diào)構(gòu)建海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)海洋數(shù)據(jù)知識(shí)挖掘與增值利用的重要性。楊照等[6]提出,產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)模式有3種常見的模式,為共享共建模式、政府支撐模式和產(chǎn)業(yè)園模式。陳珂等[7]提出,數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)從日常管理、數(shù)據(jù)管理及網(wǎng)絡(luò)管理3個(gè)方面滿足其所承擔(dān)的科研任務(wù)和應(yīng)用方面需求。郭全立等[8]基于WASP模型,構(gòu)建水質(zhì)污染擴(kuò)散模型庫,并通過整合重點(diǎn)流域水環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù),形成大數(shù)據(jù)資源庫,為生態(tài)資源保護(hù)、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警鑒定基礎(chǔ)。
平臺(tái)結(jié)構(gòu)建設(shè)方面,遲守峰等[9]提出數(shù)據(jù)平臺(tái)分為設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、展示系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等模塊,每一模塊均可根據(jù)用戶需求進(jìn)行擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展現(xiàn)、歷史數(shù)據(jù)查詢、實(shí)時(shí)水質(zhì)等級(jí)評(píng)價(jià)、水質(zhì)等級(jí)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)、水質(zhì)指標(biāo)趨勢(shì)展示等功能。韋廣昊等[10]結(jié)合海洋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、整理、處理及共享等業(yè)務(wù)實(shí)際需求及平臺(tái)技術(shù)成熟度、適用性和易用性等方面,在云計(jì)算解決方案基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)、構(gòu)建了MPP+Hadoop混搭的海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái),提供一個(gè)可擴(kuò)展、高效、穩(wěn)定的存儲(chǔ)計(jì)算環(huán)境。陳珂等[7]提出海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)主要包括海洋大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系、智能計(jì)算與存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施、海洋大數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)安全保障體系4個(gè)部分,通過對(duì)海洋產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、海洋經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)、海洋模擬數(shù)據(jù)、海洋文化數(shù)據(jù)和海洋人才數(shù)據(jù)等進(jìn)行匯集和深度挖掘,產(chǎn)出數(shù)據(jù)產(chǎn)品和數(shù)據(jù)服務(wù),服務(wù)海洋產(chǎn)業(yè)的需求。
在平臺(tái)推廣方面,成沔[11]介紹了青浦區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心開發(fā)的水質(zhì)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。王子珂等[12]介紹了國(guó)家海洋科學(xué)數(shù)據(jù)中心(NMDC),并提出基于海洋科學(xué)數(shù)據(jù)全生命周期共享服務(wù)優(yōu)質(zhì)特征。董冰潔[13]介紹了智慧海洋內(nèi)涵與總體框架,并提出平臺(tái)發(fā)展建議。何書鋒等[14]從海洋地質(zhì)數(shù)據(jù)角度出發(fā),構(gòu)建海洋數(shù)據(jù)多源分析系統(tǒng),建立分布式海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái)。余錦樹等[15]介紹了智慧澄海時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)。該平臺(tái)以汕頭市澄海區(qū)自然資源一體化綜合管理為目的,基于數(shù)據(jù)中臺(tái)微服務(wù)架構(gòu)和BI數(shù)據(jù)挖掘等前沿技術(shù),由數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、服務(wù)層和應(yīng)用層組成。
數(shù)據(jù)平臺(tái)監(jiān)測(cè)方面,劉儒等[16]提出構(gòu)建數(shù)據(jù)虛擬化平臺(tái)并整合大數(shù)據(jù)計(jì)算模式,已解決多源異構(gòu)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)面臨的大數(shù)據(jù)問題。馬金鋒[17]強(qiáng)調(diào)趨勢(shì)預(yù)測(cè)是水環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)的核心內(nèi)容,提出水質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)警大數(shù)據(jù)平臺(tái),旨在解決預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)自動(dòng)化和自定義化問題。
1.2.2 文獻(xiàn)綜述
國(guó)外學(xué)者也對(duì)海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行了研究,MENNECKE等[18]指出,由綜合型、互動(dòng)型數(shù)據(jù)庫平臺(tái)匯集整理的生態(tài)領(lǐng)域數(shù)據(jù),現(xiàn)已成為決策者和政策制定者在生態(tài)系統(tǒng)管理策略發(fā)展中制定策略的重要信息支撐。在數(shù)據(jù)整合方面,OYEDOTON等[19]指出,歐洲海洋數(shù)據(jù)較分散地存儲(chǔ)在國(guó)際數(shù)據(jù)平臺(tái)、各國(guó)國(guó)家級(jí)及地區(qū)級(jí)數(shù)據(jù)平臺(tái),現(xiàn)階段應(yīng)將重點(diǎn)放在加強(qiáng)統(tǒng)一不同國(guó)家之間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)上。VAFEIDIS等[20]記錄了源自DINAS-COAST項(xiàng)目的全球沿海數(shù)據(jù)庫發(fā)展情況,該項(xiàng)目專門設(shè)計(jì)一款模型,以針對(duì)國(guó)際范圍內(nèi)海平面上升的生態(tài)脆弱性和對(duì)生態(tài)大環(huán)境的影響。HAIGH等[21]概述了“SurgeWatch”v1.0和v2.0數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用,利用這2個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)評(píng)估、記錄歷史沿海洪水災(zāi)害,以期更具前瞻性規(guī)劃及管理,極端天氣引起的沿海洪水事件。WOLFF等[22]評(píng)估地中海沿海數(shù)據(jù)庫,在沿海管理應(yīng)用中,該數(shù)據(jù)庫得到廣泛使用;在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)方面,主要由沿海形態(tài)、人類定居和行政邊界的160個(gè)空間屬性參數(shù)數(shù)據(jù)構(gòu)成。在具體案例方面,OYEDOTON等[19]介紹了為圭亞那開發(fā)低成本沿海數(shù)據(jù)的匯總平臺(tái)Wix及其特征,包括其用戶有好的界面、可控的成本效益及集成性的功能。
通過可視化分析、聚類分析及對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理,對(duì)我國(guó)海洋類數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)提出以下幾點(diǎn)建議。
建立融合發(fā)展的海洋生態(tài)環(huán)境管理及監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)。通過整合各方資源和信息,海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠協(xié)同管理海洋生態(tài)環(huán)境,提高資源的綜合利用效率。此外,平臺(tái)還鼓勵(lì)創(chuàng)新思維和方法,以推動(dòng)海洋生態(tài)環(huán)境管理的創(chuàng)新發(fā)展,該平臺(tái)還具備管理統(tǒng)計(jì)分析能力,可以對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面管理和統(tǒng)計(jì)分析。通過數(shù)據(jù)分析,可以更好地了解海洋生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì),為決策者提供科學(xué)依據(jù)和參考。同時(shí),平臺(tái)還可以提供先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)海洋生態(tài)環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對(duì)潛在的環(huán)境問題??偠灾?,建立創(chuàng)新型管理運(yùn)行模式,旨在建立一個(gè)政府主導(dǎo)、中心-區(qū)域協(xié)同的海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái),具備協(xié)同性、創(chuàng)新性資源整合管理統(tǒng)計(jì)分析能力和全面性、先進(jìn)性海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力。通過海洋數(shù)據(jù)平臺(tái),可以更好地保護(hù)和管理海洋生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
2015年1月,中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)中國(guó)特色新型智庫建設(shè)的意見》,提出要“充分發(fā)揮中國(guó)特色新型智庫咨政建言、理論創(chuàng)新、輿論引導(dǎo)、社會(huì)服務(wù)、公共外交等重要功能”[23],要加強(qiáng)交叉學(xué)科高層次人才培養(yǎng)引進(jìn),特別是高端技術(shù)領(lǐng)域的人才建設(shè),如海洋生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中衛(wèi)星遙感和無人機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域,同時(shí)加強(qiáng)海上突發(fā)環(huán)境事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)伍的專業(yè)性,樹立正確的價(jià)值觀,為我國(guó)智庫建設(shè)輸送人才力量,建立具有前瞻性、創(chuàng)新性、立場(chǎng)堅(jiān)定、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的專業(yè)人才團(tuán)隊(duì)。
2023年2月20日至3月4日,聯(lián)合國(guó)《生物多樣性公約》第15次締約方大會(huì)(COP15)在聯(lián)合國(guó)總部紐約舉行,會(huì)議通過一項(xiàng)協(xié)定,明確指出截至2030年要將30%的海洋納入保護(hù)區(qū),協(xié)議提出要設(shè)立公海海洋保護(hù)區(qū);公平、公正地分享公海區(qū)域內(nèi)的海洋資源商業(yè)利益,這些信息對(duì)科學(xué)、技術(shù)或醫(yī)學(xué)具有決定性作用;提高發(fā)展中國(guó)家在科研、良好海洋治理水平方面的能力[24]。我國(guó)應(yīng)強(qiáng)化國(guó)家間的科研合作,共同推進(jìn)海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)與生物多樣性保護(hù)。優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),通過“產(chǎn)學(xué)研”合作,推動(dòng)數(shù)據(jù)開放與共享、深化應(yīng)用與創(chuàng)新,優(yōu)化資源配置,打造數(shù)據(jù)、技術(shù)、應(yīng)用和安全協(xié)同發(fā)展的大數(shù)據(jù)平臺(tái)管理應(yīng)用體系,提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和參數(shù)多樣性,協(xié)同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的發(fā)展,利用大數(shù)據(jù)技術(shù)捕捉海洋動(dòng)態(tài)信息,確保水生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作順利展開,為海洋經(jīng)濟(jì)提供有效支撐。
針對(duì)日本向海洋傾倒核廢水的事件,后續(xù)生態(tài)環(huán)境部將持續(xù)加強(qiáng)有關(guān)監(jiān)測(cè)工作,及時(shí)跟蹤、研判日本福島核污染水排海對(duì)我海洋輻射環(huán)境可能造成的影響,切實(shí)維護(hù)我國(guó)家利益和人民健康[1]。依托超算大科學(xué)裝置,對(duì)水域的水質(zhì)污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)了解水質(zhì)的污染情況。生態(tài)環(huán)境部按照監(jiān)控重點(diǎn)區(qū)域、覆蓋管轄海域、掌握關(guān)鍵通道的思路,組織開展2023年度我國(guó)管轄海域海洋輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)。定期對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)和分析,收集并保存數(shù)據(jù),全局把控水質(zhì)變化,促進(jìn)海洋科學(xué)數(shù)據(jù)資源等產(chǎn)業(yè)的良性應(yīng)用,推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。建立風(fēng)險(xiǎn)防控綜合數(shù)據(jù)平臺(tái);健全法律法規(guī),加強(qiáng)管理體系與制度的銜接;加大資金投入力度,健全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防控技術(shù);加大行政監(jiān)管力度,健全獎(jiǎng)懲機(jī)制;健全風(fēng)險(xiǎn)普查或建立清單申報(bào)制度,建立重點(diǎn)流域排污口風(fēng)險(xiǎn)防控?cái)?shù)據(jù)庫[25]。
為實(shí)現(xiàn)信息資源共享、提高工作效率,全國(guó)的海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)建立協(xié)調(diào)機(jī)制,旨在促進(jìn)基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)的共享,避免重復(fù)的調(diào)查和研究,從而減少資源和時(shí)間的浪費(fèi)。同時(shí),該機(jī)制還致力于確保數(shù)據(jù)長(zhǎng)效、安全的存儲(chǔ),以促進(jìn)海洋科學(xué)數(shù)據(jù)資源在經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。各地區(qū)和部門在數(shù)據(jù)收集、整理和存儲(chǔ)方面遵循相同規(guī)范,使數(shù)據(jù)能夠在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行有效的比較和分析。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不僅可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理的流程,還能提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可信度。通過建立協(xié)調(diào)機(jī)制,海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)的共享。各地區(qū)和部門可以將自己收集的海洋數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái),供其他相關(guān)機(jī)構(gòu)和研究人員使用,這種數(shù)據(jù)共享的方式不僅可以提高數(shù)據(jù)的利用效率,還能為各方提供更全面和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),促進(jìn)海洋科學(xué)研究和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外,協(xié)調(diào)機(jī)制還能確保海洋數(shù)據(jù)的長(zhǎng)效、安全存儲(chǔ),平臺(tái)采取多層次的數(shù)據(jù)備份和安全措施,保護(hù)數(shù)據(jù)免受意外損壞或惡意攻擊,這種安全存儲(chǔ)的機(jī)制不僅能夠保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和可用性,還為數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存和后續(xù)利用提供可靠的保障。
本文通過梳理數(shù)據(jù)平臺(tái)及海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)的文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)目前我國(guó)海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)依然處于建設(shè)初期,和主流研究熱點(diǎn)還有一定差距,隨著日本持續(xù)傾倒核廢水,我國(guó)臨海生態(tài)環(huán)境及水質(zhì)量面臨巨大挑戰(zhàn),需要加強(qiáng)對(duì)海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè),從管理模式、人才支撐、系統(tǒng)布局、統(tǒng)一信息管理等尋求突破,以期更好地提供相應(yīng)服務(wù)。本文尚處于研究的初期階段,從宏觀上給出提升海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái)的具體建議,沒有深入開展具體路徑研究及協(xié)同發(fā)展框架研究,以后的研究重點(diǎn)在于具象化地深入探討海洋數(shù)據(jù)平臺(tái)與環(huán)保機(jī)構(gòu)的協(xié)同發(fā)展路徑,并結(jié)合具體案例進(jìn)行分析。