海洋信息化建設(shè)對(duì)海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的影響分析

張念華 馬匯文 劉兵

摘要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，海洋信息化建設(shè)對(duì)提升海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)能力具有重要作用。本研究通過(guò)分析信息化在海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、資源配置、應(yīng)急決策支持等方面的應(yīng)用情況，探討了信息化建設(shè)如何優(yōu)化應(yīng)急響應(yīng)流程、提高響應(yīng)效率。研究表明，信息化技術(shù)提高了預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，促進(jìn)了資源的有效配置和多方協(xié)同應(yīng)對(duì)，增強(qiáng)了公眾參與和社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力。盡管如此，信息化建設(shè)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括技術(shù)更新、法規(guī)完善、專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)等。因此，加大科研投入，制定相應(yīng)政策，并建立綜合的人才培養(yǎng)體系，可推動(dòng)海洋信息化建設(shè)更有效地服務(wù)于海洋災(zāi)害應(yīng)急管理。

關(guān)鍵詞：海洋信息化；海洋災(zāi)害；應(yīng)急響應(yīng)；監(jiān)測(cè)預(yù)警；資源配置

DOI：10.12433/zgkjtz.20241210

全球氣候變遷與海洋環(huán)境的復(fù)雜性，使得海洋災(zāi)害頻繁發(fā)生，給沿海地區(qū)的人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)了嚴(yán)重影響，如臺(tái)風(fēng)、海嘯、風(fēng)暴潮、赤潮等災(zāi)害，不僅威脅著人類(lèi)的生命安全，也給漁業(yè)、航運(yùn)、旅游等行業(yè)造成了巨大損失。根據(jù)聯(lián)合國(guó)數(shù)據(jù)，近年來(lái)，由海洋災(zāi)害造成的年均經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億美元。隨著全球氣候變化的加劇，預(yù)計(jì)未來(lái)海洋災(zāi)害的發(fā)生率與強(qiáng)度將呈上升趨勢(shì)，這無(wú)疑將對(duì)沿海城市的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

在這種背景下，提升海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的能力尤為重要。海洋信息化建設(shè)作為提高應(yīng)對(duì)海洋災(zāi)害能力的關(guān)鍵途徑，其重要性不言而喻。利用先進(jìn)的信息技術(shù)收集和處理海洋數(shù)據(jù)，能夠有效提高災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，為決策者提供科學(xué)依據(jù)，最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。然而，如何構(gòu)建高效的海洋信息化系統(tǒng)，以及這些系統(tǒng)如何在實(shí)際操作中發(fā)揮作用，仍是當(dāng)前學(xué)界和實(shí)務(wù)界需要深入探討的問(wèn)題。

一、海洋信息化建設(shè)概述

（一）定義和內(nèi)容

海洋信息化是指采用現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)測(cè)和管理的過(guò)程。它包括一系列關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)，如遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、海洋數(shù)據(jù)收集與分析工具、自動(dòng)化預(yù)警系統(tǒng)等。這些技術(shù)和系統(tǒng)共同構(gòu)成了一個(gè)多層次、全方位的海洋信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海洋動(dòng)態(tài)并為研究人員提供決策支持。

（二）發(fā)展現(xiàn)狀

在全球范圍內(nèi)，海洋信息化建設(shè)正逐步加強(qiáng)。許多國(guó)家已經(jīng)建立了自己的海洋監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)，例如：美國(guó)的國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）、日本的日本氣象廳（JMA）。中國(guó)也通過(guò)建立海洋監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、發(fā)射海洋衛(wèi)星等方式，不斷加強(qiáng)海洋信息化建設(shè)。盡管如此，全球海洋信息化建設(shè)仍面臨著數(shù)據(jù)共享不足、技術(shù)更新滯后等問(wèn)題。

（三）主要技術(shù)與工具

海洋信息化建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和工具包括：衛(wèi)星遙感技術(shù)，它能提供大范圍、高精度的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)；海洋數(shù)據(jù)收集平臺(tái)，如浮標(biāo)、潛水器和海洋觀測(cè)站，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海洋狀況；通信技術(shù)，包括衛(wèi)星通信、無(wú)線電傳輸?shù)龋纱_保信息的快速流通。此外，大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)正在被整合進(jìn)海洋信息化體系，這些技術(shù)可提高數(shù)據(jù)處理能力和預(yù)警精確度。

二、海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制

（一）災(zāi)害類(lèi)型與特點(diǎn)

海洋災(zāi)害主要包括海洋自然災(zāi)害和人為事故兩大類(lèi)。自然災(zāi)害如臺(tái)風(fēng)、海嘯、風(fēng)暴潮、赤潮等，通常具有發(fā)生突然、影響范圍廣、破壞力大的特點(diǎn)。而人為事故則包括油污染、船只碰撞、海上平臺(tái)事故等，這些災(zāi)害往往因人類(lèi)活動(dòng)而起，預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施更側(cè)重于規(guī)范管理和快速響應(yīng)。

（二）應(yīng)急響應(yīng)流程

現(xiàn)有的海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)流程通常包括災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警發(fā)布、緊急疏散、救援行動(dòng)、災(zāi)后恢復(fù)等關(guān)鍵步驟，這一流程依賴高效的信息傳遞系統(tǒng)和協(xié)調(diào)一致的管理機(jī)構(gòu)。國(guó)際上，如國(guó)際海事組織（IMO）等機(jī)構(gòu)已經(jīng)制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，可指導(dǎo)各國(guó)在海洋災(zāi)害發(fā)生時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)。

三、信息化建設(shè)對(duì)應(yīng)急響應(yīng)的影響

（一）數(shù)據(jù)獲取與處理

隨著遙感技術(shù)、衛(wèi)星觀測(cè)、無(wú)人機(jī)巡查等技術(shù)的發(fā)展，研究人員可實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。例如：利用合成孔徑雷達(dá)（SAR）透過(guò)云層和雨幕監(jiān)測(cè)海面情況，而海洋浮標(biāo)和傳感器網(wǎng)絡(luò)則能夠提供水溫、海流等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)處理方面，地理信息系統(tǒng)（GIS）和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用，使得海量的海洋數(shù)據(jù)能夠被有效整合和分析。通過(guò)應(yīng)用這些技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋災(zāi)害成因、發(fā)展趨勢(shì)的深入理解，為決策者提供科學(xué)依據(jù)。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的引入，進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)分析的預(yù)測(cè)能力和準(zhǔn)確性。

最新數(shù)據(jù)顯示，信息化建設(shè)已經(jīng)顯著提升了海洋災(zāi)害的響應(yīng)效率。根據(jù)國(guó)際海事衛(wèi)星組織（INMARSAT）的報(bào)告，利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行緊急定位和救援協(xié)調(diào)，救援時(shí)間比以往減少了30%。

（二）決策支持系統(tǒng)

信息化在提高海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)效率方面，構(gòu)建了決策支持系統(tǒng)（DSS），結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)模型以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具，為決策者提供了一套科學(xué)、綜合的參考信息，確保應(yīng)對(duì)措施迅速且恰當(dāng)。

模型預(yù)測(cè)是決策支持系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)，它依托于復(fù)雜的算法和歷史數(shù)據(jù)，能夠模擬未來(lái)可能發(fā)生的海洋災(zāi)害情況。例如：針對(duì)颶風(fēng)和臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)測(cè)模型，可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其走向和強(qiáng)度變化。海浪和潮汐的預(yù)測(cè)模型也為沿海區(qū)域的防災(zāi)工作提供了重要依據(jù)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估則利用地理信息系統(tǒng)（GIS）進(jìn)行空間分析，識(shí)別最有可能受影響的區(qū)域，估算潛在損失，以優(yōu)化資源分配和應(yīng)急預(yù)案。

根據(jù)最新數(shù)據(jù)，采用高級(jí)決策支持系統(tǒng)的地區(qū)，在處理海洋災(zāi)害時(shí)表現(xiàn)出了更高的效率和更低的錯(cuò)誤響應(yīng)率。例如：美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）的報(bào)告指出，利用DSS應(yīng)對(duì)颶風(fēng)，看使撤離效率提高20%，且救援資源的使用更加精確。

（三）響應(yīng)速度與效率

海洋災(zāi)害的應(yīng)急響應(yīng)需要在黃金時(shí)間內(nèi)做出迅速且有效的決策和行動(dòng)。信息化建設(shè)在此過(guò)程中起到了加速器的作用，顯著提升了響應(yīng)的速度和效率。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集與傳輸技術(shù)的進(jìn)步，是提高應(yīng)急響應(yīng)速度的關(guān)鍵。通過(guò)衛(wèi)星遙感、浮標(biāo)監(jiān)測(cè)、無(wú)人機(jī)巡查等手段，研究人員可快速獲取受災(zāi)海域的實(shí)時(shí)信息，并將其瞬間傳回指揮中心。相較傳統(tǒng)的信息收集方式，這些技術(shù)大大縮短了數(shù)據(jù)收集的時(shí)間。例如：根據(jù)國(guó)際海事衛(wèi)星組織（INMARSAT）的最新統(tǒng)計(jì)，利用其增強(qiáng)型衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可將數(shù)據(jù)傳輸速度提高至原來(lái)的兩倍。

信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化了指令傳遞和協(xié)調(diào)機(jī)制。通過(guò)集成通訊平臺(tái)，如數(shù)字集群系統(tǒng)和社交媒體工具，指揮中心可即時(shí)發(fā)布指令并調(diào)整救援資源，減少多層次溝通帶來(lái)的時(shí)間延誤。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，使用數(shù)字化指揮平臺(tái)的救援隊(duì)伍比傳統(tǒng)指揮方式快了至少30%的響應(yīng)時(shí)間。

決策支持系統(tǒng)和人工智能算法的應(yīng)用進(jìn)一步提高了處理效率。依托大數(shù)據(jù)分析，研究人員可在數(shù)分鐘內(nèi)完成對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理與分析，為決策者提供科學(xué)依據(jù)。例如：采用機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)災(zāi)害的發(fā)展趨勢(shì)，提前部署救援力量，減少響應(yīng)時(shí)間。

（四）資源配置與管理

在海洋災(zāi)害的應(yīng)急響應(yīng)中，資源配置與管理的優(yōu)化是提高救援效率、降低損失的關(guān)鍵。信息化建設(shè)通過(guò)引入高科技手段和智能系統(tǒng)，極大地提升了救災(zāi)資源調(diào)度的精準(zhǔn)度和整體管理的實(shí)時(shí)性。

信息化技術(shù)提供了全面而詳細(xì)的資源數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，研究人員可實(shí)時(shí)監(jiān)控救援物資、人員、船只等資源的位置和狀態(tài)。根據(jù)國(guó)際海洋組織2019年的數(shù)據(jù)，利用這些技術(shù)可提高物資調(diào)配精確度至98%以上，有效避免了資源的浪費(fèi)和重復(fù)配置。

人工智能（AI）和大數(shù)據(jù)在資源管理中的應(yīng)用也日益成熟。AI算法可以分析歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)情況，預(yù)測(cè)災(zāi)區(qū)的需求變化，指導(dǎo)資源的合理分配。例如：研究顯示，使用AI預(yù)測(cè)模型可減少至少15%的資源冗余配置。

數(shù)字化決策支持系統(tǒng)可為資源配置提供動(dòng)態(tài)優(yōu)化方案。通過(guò)實(shí)時(shí)接收來(lái)自前線的反饋信息，結(jié)合多源數(shù)據(jù)分析，該系統(tǒng)可快速調(diào)整資源投放策略，確保救援力量的最有效利用。實(shí)際案例表明，應(yīng)用此類(lèi)系統(tǒng)后，救援響應(yīng)時(shí)間平均縮短了25%，并顯著提高了救援成功率。

四、信息化建設(shè)的挑戰(zhàn)與對(duì)策

（一）技術(shù)挑戰(zhàn)

信息化建設(shè)在提升海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)效率方面面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)集成問(wèn)題是其中的主要難題。由于海洋數(shù)據(jù)的多源性和異構(gòu)性，如何實(shí)現(xiàn)有效集成成為關(guān)鍵。例如：根據(jù)《國(guó)際海洋信息化發(fā)展報(bào)告》（2020），超過(guò)60%的海洋信息平臺(tái)存在“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法得到充分利用。系統(tǒng)兼容性也是制約信息化建設(shè)的重要因素。不同國(guó)家和地區(qū)使用的信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不一，造成了聯(lián)合應(yīng)急時(shí)的障礙。

針對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn)，建議采用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和共享協(xié)議，推動(dòng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和交換接口。鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)具備高度兼容性和模塊化設(shè)計(jì)的信息系統(tǒng)，促進(jìn)不同系統(tǒng)間的無(wú)縫對(duì)接。

建立國(guó)際海洋數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)：通過(guò)國(guó)際合作建立一個(gè)委員會(huì)，負(fù)責(zé)制定統(tǒng)一的海洋數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并推廣這些標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。這將有助于不同平臺(tái)和機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)互通。

發(fā)展先進(jìn)的數(shù)據(jù)集成工具：投資研發(fā)能夠處理多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的工具和算法，如：使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化程度。

構(gòu)建共享平臺(tái)：創(chuàng)建開(kāi)放的海洋災(zāi)害信息共享平臺(tái)，鼓勵(lì)各方上傳和共享數(shù)據(jù)，這樣的平臺(tái)應(yīng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和安全保障措施。

推動(dòng)國(guó)際合作項(xiàng)目：通過(guò)跨國(guó)界的合作項(xiàng)目，促進(jìn)不同國(guó)家間的技術(shù)交流與合作，共同解決兼容性問(wèn)題，并培訓(xùn)相關(guān)人員使用新系統(tǒng)。

加強(qiáng)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：在海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的關(guān)鍵區(qū)域，加強(qiáng)信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，確保數(shù)據(jù)傳輸和處理的穩(wěn)定性與效率。

實(shí)施定期的技術(shù)演練和更新：組織定期的技術(shù)演練，以確保所有參與方熟悉最新的技術(shù)和操作流程。同時(shí)，持續(xù)跟蹤技術(shù)進(jìn)步，及時(shí)更新系統(tǒng)和協(xié)議。

增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)：隨著數(shù)據(jù)共享的增加，網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之上升。因此，需要強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)防護(hù)措施，確保敏感數(shù)據(jù)的安全。

（二）政策與法規(guī)

當(dāng)前，需要制定的政策法規(guī)應(yīng)關(guān)注以下幾方面：確保信息安全，制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)保護(hù)法律，防止敏感信息泄露；《全球海洋安全報(bào)告》（2019）顯示，海洋信息安全事件在過(guò)去五年里增加了40%，顯示出對(duì)策略框架的迫切需求；推動(dòng)公私合作機(jī)制的法律建設(shè)，鼓勵(lì)私營(yíng)部門(mén)參與信息化建設(shè)項(xiàng)目；立法明確各方責(zé)任和義務(wù)，尤其是在跨國(guó)界的海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中，確保信息共享和資源調(diào)配的合法性和有效性。

（三）人才與培訓(xùn)

信息化建設(shè)不僅需要先進(jìn)的技術(shù)和完備的法規(guī)政策支撐，更需要一支具備相應(yīng)技能和知識(shí)的專(zhuān)業(yè)人才隊(duì)伍。根據(jù)《國(guó)際海洋人才發(fā)展報(bào)告》（2019），海洋信息化領(lǐng)域目前面臨著約30%的人才缺口，尤其是在數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全等專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才方面，這一缺口限制了信息化建設(shè)的速度和質(zhì)量，影響了海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的效率。

為了解決這一問(wèn)題，建議制定全面的人才培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn)計(jì)劃。高等教育機(jī)構(gòu)應(yīng)開(kāi)設(shè)與海洋信息化相關(guān)的專(zhuān)業(yè)和課程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新思維；政府和企業(yè)可以聯(lián)合設(shè)立實(shí)習(xí)基地和研究中心，提供面向?qū)嶋H應(yīng)用的研究項(xiàng)目，吸引和培養(yǎng)更多專(zhuān)業(yè)人才；對(duì)在職人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，保持其專(zhuān)業(yè)技能的先進(jìn)性和適應(yīng)性；鼓勵(lì)國(guó)際交流合作，引入國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)家知識(shí)，加快本土人才的成長(zhǎng)速度。

五、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析海洋信息化建設(shè)對(duì)海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的影響，得出以下結(jié)論：信息化技術(shù)的應(yīng)用顯著提高了海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，尤其在利用衛(wèi)星遙感、海洋浮標(biāo)數(shù)據(jù)等進(jìn)行災(zāi)害預(yù)測(cè)方面取得了突破性進(jìn)展。信息系統(tǒng)的整合、優(yōu)化了資源配置，確保了應(yīng)急資源的高效利用，提升了多部門(mén)協(xié)同作戰(zhàn)的能力。然而，研究也指出，信息化建設(shè)仍面臨著技術(shù)創(chuàng)新、法規(guī)政策、人才培訓(xùn)等多重挑戰(zhàn)。為了充分發(fā)揮信息化在海洋災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中的作用，建議加大科研投入，更新相關(guān)法規(guī)，建立全面的人才培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn)體系。

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作者簡(jiǎn)介：張念華（1971），男，漢族，山東省日照市人，在職研究生，工程師，研究方向?yàn)楹Ｑ蠓罏?zāi)減災(zāi)、海洋信息化建設(shè)、海上應(yīng)急搜救、漁業(yè)船舶智能裝備。

通訊作者：馬匯文