海洋大数据的内涵、现状与发展趋势展望

海洋数据是国家重要的基础性战略资源,海洋大数据融合应用发展对于实施海洋强国战略意义重大。本文从数据、技术和应用3个角度分析归纳了海洋大数据的内涵、外延和特征,提出了低质性、碎片化和隐匿性3个海洋大数据要解决的关键问题。从海洋大数据资源体系、海洋信息通信网、海洋大数据处理分析、海洋大数据存储管理和共享服务,以及海洋大数据应用研发等方面总结了海洋大数据发展能力现状和趋势,探讨了当前国家海洋大数据中心发展需求,架构海洋大数据国内外总体布局,从数据资源、关键技术、共享服务、开放创新、融合应用和国际合作等6个方面,研究提出海洋大数据重点发展方向,以期为国家、行业和地方海洋大数据发展提供参考。     

海洋大数据:内涵、应用及平台建设

信息技术的快速发展,带动海洋数据快速积累,海洋已经进入大数据时代。海洋大数据即是在当前大数据时代背景下,大数据技术在海洋领域的科学实践,具有大体量(Volume)、多样性(Variety)、快速流转(Velocity)和高价值(Value)的"4V"特征,是在大数据的理论指导和技术支撑下的价值实现,也是实施海洋强国战略、开发海洋资源、拉动海洋经济、维护国家海洋权益的重要基础。本文讨论了海洋大数据的内涵和外延,从数据特征、数据种类的角度对海洋大数据进行了全面的定义;并详细介绍了海洋大数据的应用领域;进一步阐述了海洋大数据平台建设的关键技术问题及其在海洋大数据服务平台实例中的应用;从数据共享、数据管理和数据安全的角度,探讨了海洋大数据面临的挑战和机遇;最后对未来海洋大数据的发展趋势和方向进行了展望。     

智慧海洋多平台数据管理规范研究

我国未来智慧海洋观测系统将集成多种观测平台，获取全球范围、长时间和准实时的海洋数据。为更加科学而高效地管理数据，文章结合我国智慧海洋发展趋势，分析存在的问题，借鉴相对先进的数据管理规范，为建设智慧海洋国际共享应用平台提供参考。研究结果表明：与观测平台、传感器和通信技术的快速发展相比，我国海洋数据管理的发展十分缓慢，缺乏数据质量控制和存储等规范，严重制约海洋观测数据的有效管理和共享应用，不利于海洋大数据的融合和信息挖掘技术的发展；为各类观测平台制定科学而合理的数据管理规范，对于智慧海洋建设至关重要，亟须尽快组织专业人员成立工作组，落实和保障该项工作的有序开展，从而提升我国在海洋大数据信息处理方面的能力。     

物种分布模型在海洋物种潜在分布预测中面临的大数据挑战

利用物种分布模型(species distribution models or modeling,SDM)估计物种的真实和潜在分布区,已成为海洋保护区规划、外来、物种入侵预测、气候变迁或环境改变对物种分布影响等领域的研究热点。此外,在大数据技术迅速发展的背景下,国外已出现多个面向物种分布模型的大数据集以及应用大数据技术进行物种分布模型研究的案例,而我国,海洋方面应用大数据的物种分布模型的研究却寥寥无几。文章首先就物种分布模型、物种分布模型分类以及其研究现状做了较为详细的叙述,讨论了物种分布模型的大数据需求及所需数据类型,主要从大数据价值链的角度讨论了海洋领域物种分布模型与大数据的关系,具体从物种分布数据和环境数据的收集与大数据、物种数据和环境数据的集成与大数据、物种分布模型的预测分析与大数据3个方面展开。文章就物种分布模型所面临的大数据问题,从加强海洋生物多样性大数据平台和生态系统观测网络的建设以及鼓励海洋领域的物种分布模型应用研究项目的开展两方面给出作者的建议,对未来物种分布模型在我国海洋领域的研究和应用的前景作了展望。     

大数据视域下的海洋信息化建设构想

美国的"大数据研究与发展计划"提出后,引发了世界各国大数据研究的高潮。我国也在近期将大数据上升到国家政策的高度,大数据产业得到全面支持。海洋大数据作为海洋综合管理的基础,对于维护国家海洋权益、准确掌握海洋状况具有重要意义。文章在我国大数据技术快速发展的背景下,分析了国内外大数据技术发展的基本情况,提出了基于大数据资产化管理模式、大数据思维模式、大数据可视化模式来构建海洋大数据平台思路,进而挖掘海洋数据中隐藏的"智慧",全面提升海洋综合管控能力。     

人工智能辅助的海洋立体观测与探测

海洋立体观测与探测是获取海洋信息的重要手段,是海洋科学研究、环境保护、经济发展的基础。近年来海洋立体观测网络的快速发展带来了观测数据质量与数量的显著提升,进一步推动了海洋信息处理技术从“模型为主”逐步迈向“数据与模型双驱动”的新范式。在这一过程中,人工智能(AI)与海洋信息的交叉融通发挥了重要作用。从海洋立体观测和探测 2 个方面,讨论经典方法的局限性,回顾 AI 辅助下海洋物理场重建、水下目标检测与水下目标定位的研究新进展,重点阐述 AI 辅助的海洋立体观测与探测研究中亟需解决的关键科学问题及潜在的解决思路,并展望了该领域未来的发展方向。     

浅谈大数据背景下海洋地理信息系统的发展

21世纪是人类开发利用海洋的时代,海洋资源是我国可持续发展的重要保证,当下正处在大数据技术发展的热潮,将大数据技术与海洋信息系统相结合,发挥两者的优势,能更好地为我国海洋信息化服务。本文从大数据的概念出发,探讨了大数据背景下海洋信息系统的发展方向,提出以海洋地理信息系统为平台,建立海洋大数据时空大数据仓库,最后构建基于大数据的多环境多层次智能决策预警系统,为决策者提供依据。     

大数据时代的海洋数据管理体系构建

大数据时代背景下,各类海洋数据快速累积增长.海洋数据来源范围广泛、数据类型多样、数据体量巨大、数据链条复杂,涉及的单位和机构众多,构建科学合理的海洋数据管理体系,对有效推进海洋数据资源整合、集中管理和高效服务具有重要意义.本文基于国家海洋数据资源管理工作实践,构建起包括海洋环境数据、海洋信息产品和海洋综合管理成果在内的海洋数据资源管理体系,并在海洋观测、海洋专项、大洋科考、国际交换与合作、海洋信息系统建设等业务工作中持续应用完善,取得良好效果.     

海洋科学大数据共享与价值研究

大数据时代背景之下,随着海洋数据体量的快速积累和数据技术的迅猛发展,海洋科学数据高效管理和价值挖掘成为了重点课题之一.本文基于海洋科学大数据获取、存储、服务和管理的现状,分析了海洋科学大数据共享的技术问题和障碍,提出了海洋科学大数据共享服务的发展建议,以期为海洋大数据未来高效管理和可持续发展的理论与实践提供信息支撑.     

海洋环境大数据系统建设研究进展

海洋环境大数据是诸多学科研究领域的基础,也是实施海洋强国战略和建设海洋强国奋斗目标的先决条件。文章从全球海洋环境观测计划及系统出发,探讨现阶段全球海洋环境大数据观测、国家数据库建设、数据质控方法以及数据应用现状,阐明了海洋环境大数据在国家发展中的重要性,客观地分析了目前海洋环境大数据发展在基础设施、数据处理及数据质控能力建设等方面面临的关键问题与挑战,以期为将来海洋环境大数据在多尺度、多学科、多行业的深入发展与深度融合提供可靠的资料与建议。     

基于XML的海洋环境数据处理技术研究

海洋环境数据是海洋科学研究、应用、发展的重要基础,然而由于获取手段的不同,导致各类数据格式不一,为数据交换带来一定难度.因此,本文主要针对海洋环境数据交换能力差这一问题,利用XML技术统一数据格式定义,并通过对小浮标获取数据的解析处理,说明XML技术在应对跨学科、跨平台的海洋环境数据交换方面具有广泛的应用价值.     

海洋信息技术新进展

海洋信息技术是认识和开发利用海洋最直接、最便捷的手段.本文主要概述自2015年以来,围绕海洋观测监测、海洋物联网、海上通信组网、海洋信息基础设施、海洋数据处理以及信息应用服务等方面的新发展和新技术,并对后续发展提出简要建议.     

感应耦合技术在海洋声学同步测量中的应用

海洋声场环境研究需要对不同深度的海洋声学环境要素进行同步测量,而感应耦合数据传输技术可实现多个单通道水声测量仪之间的同步采集和记录。文中阐述了感应耦合数据传输技术的特点及其在海洋声学环境同步测量中的应用,介绍了一种利用感应耦合数据传输技术实现数据同步测量的声学浮标系统,详细描述了系统的方案设计、结构组成及感应耦合部分的关键技术。实验水池测试表明,该系统工作稳定可靠,数据同步性好,具有良好的应用前景。     

海洋底质数据库引擎技术研究

空间数据引擎是实现空间数据高效访问和管理的关键技术之一.结合海洋地理信息系统应用需求,针对海洋底质数据特点,构建了海洋底质空间数据库引擎,介绍了其数据模型和数据访问结构,并通过工程实践实现了系统功能,为海洋底质空间数据组织和管理提供一个有效的解决方案,同时为海洋地理信息系统提供了强有力数据支持.     

自然资源信息化框架下海洋资源数据管理体系设计有关思考

自然资源信息化总体建设方案提出了建立自然资源“一张图”的大数据体系,海洋资源是自然资源的重要组成部分,开展海洋资源数据管理体系设计是将其有机融入自然资源大数据体系的一项基础工作.本文以现有国家海洋数据管理体系为基础,从海洋资源的有关概念和分类入手,分析了在自然资源信息化总体框架下,海洋资源数据管理体系建设的发展形势和需求,探讨了海洋资源数据管理体系总体设计思路与主体框架,并对下一步海洋资源数据管理体系的建设运行提出建议.     

Innovative processes and products involving marine organisms in South Africa

The SEAChange programme, instituted in 2007 under the auspices of the South African Network for Coastal and Oceanic Research (SANCOR), included four interdependent research themes, one of which was Marine Biotechnology. Marine biotechnology is a discipline that involves both basic and applied research, and is aimed at the commercial exploitation of marine organisms. This paper reviews the progress made in three key areas of the SEAChange programme over the first five years, namely marine aquaculture, omics of marine organisms and marine bioprospecting, and discusses these accomplishments in context to marine biotechnology internationally.     

我国海洋监测浮标技术及监测网现状及发展

海洋资料浮标可以在各种复杂的海洋环境中提供长期、连续、实时、可靠的海洋观测数据,是海洋监测技术中最可靠、最有效、最重要的手段之一。本文概述了海洋资料浮标的分类、主要理论及技术体系;总结了近年来国内海洋资料浮标发展的典型技术突破;介绍了我国目前海洋监测网的构成、应用情况,并对比了我国海洋资料浮标与国际先进国家的技术水平差距,在此基础上,结合我国当前面临的形势及需求,展望了海洋资料浮标及监测网技术的发展趋势。     

基于大数据的海洋环境监测数据集成与应用

面对多源异构的海量数据的集成,传统的集成方法和技术无法实现,直到大数据技术的出现才有了可能.应用大数据技术实现多源异构的海洋环境监测数据集成,有利于海洋环境监测数据的共享,避免信息孤岛的出现,同时为数据的分析、挖掘等提供了所需的数据.文中重点讨论了基于大数据和数据虚拟化平台技术,参照ODM2信息模型和MMI ORR本体语义框架来实现多源异构的海洋环境监测数据的集成问题,并在数据集成的基础上,探讨了多源异构数据查询、综合展示应用的实现方法.此研究有利于解决海量海洋环境监测数据管理难题、满足海洋环境科研工作者的大数据需求、实现数据驱动决策、提升海洋环境管理水平.     

我国海洋渔业地理信息系统发展现状

详细总结了我国海洋渔业地理信息系统的研究与应用现状,远洋渔业地理信息系统主要应用于金枪鱼、鱿钓业和秋刀鱼的资源分布、渔获量与渔场环境关系、渔情预报、渔场图绘制等方面,近海主要用于分析东海渔业资源分布和漂移特征、渔场环境分布、部分种类渔获量分布与环境关系及渔情预报等方面。除渔业资源与渔场领域外,渔业地理信息系统还被应用到渔船跟踪、捕捞违法行为判别、渔业信息发布和水产品查询,以及渔港建设等领域,国内学者在进行渔业地理信息系统技术应用的同时,还注重了其技术的研究及改进。