前 言
海洋信息系統就是人(rén)類社會(huì)用于認識海洋、開(kāi)發海洋、經略海洋的信息系統包含海洋信息探測與采集、海洋信息傳播與組網、海洋信息處理(lǐ)與融合、海洋信息應用服務等方向。進入21世紀，随着人(rén)類對海洋開(kāi)發需求的不斷增長以及物聯網、雲計(jì)算(suàn)、大(dà)數(shù)據、移動互聯等為(wèi)代表的新一代信息技(jì)術(shù)的快速發展，利用信息技(jì)術(shù)提高(gāo)人(rén)們“認識海洋、經略海洋、管控海洋”的能力已經成為(wèi)推動海洋事業發展的重要抓手。
發展海洋信息系統對推進我國海洋強國戰略意義
當前我國海洋領土形勢嚴峻，在這樣的背景下，發展海洋信息網絡，對維護國家(jiā)海洋戰略利益，引領海洋科技(jì)創新發展、促進海洋經濟持續增長、保障海洋國土安全，有(yǒu)重大(dà)而深遠的意義。
一是維護國家(jiā)海洋戰略利益的迫切需求。海洋是我國實現可(kě)持續發展的重要空(kōng)間(jiān)和(hé)資源保障。近年來(lái)，全球範圍的海洋競争日益激烈，以争奪海域戰略資源和(hé)空(kōng)間(jiān)為(wèi)特征的“藍(lán)色圈地”運動正在興起，我國海洋資源豐富，戰略地位特殊，區(qū)域內(nèi)外利益糾葛，國際形勢複雜，周邊海域安全形勢嚴峻，緻使我國海洋戰略利益面臨巨大(dà)挑戰。通(tōng)過大(dà)力發展海洋信息系統，掌握海洋發展的主動權和(hé)主導權，可(kě)為(wèi)國家(jiā)海洋戰略利益長遠發展保駕護航。
二是引領海洋科技(jì)創新發展的重要引擎。海洋科技(jì)的創新發展是保障國家(jiā)海洋安全及海洋能發展戰略轉型的重要手段。海洋信息新系統将全面提升人(rén)們認識海洋、利用海洋、保護海洋、管控海洋及海洋防災減災的綜合能力，為(wèi)海洋科學技(jì)術(shù)的跨越發展奠定重要基礎，海洋信息系統使多(duō)種理(lǐ)論、方法、技(jì)術(shù)交叉彙聚，可(kě)将信息社會(huì)空(kōng)間(jiān)拓展到海洋領域，帶動海洋信息領域的整體(tǐ)變革，為(wèi)我國經略海洋、走向深海提供重要的科學技(jì)術(shù)手段支撐。
三是促進海洋經濟持續增長的重要舉措。海洋經濟是國民經濟的重要組成部分。發展海洋信息系統既可(kě)以拉動海洋電(diàn)子信息産品、海洋軟件産品、海洋信息服務等高(gāo)科技(jì)産業快速發展，也能夠推動海運、漁業、海洋能源等傳統海洋行(xíng)業向數(shù)字化、網絡化、智能化方向轉型升級，從根本上(shàng)改變海洋經濟的發展途徑和(hé)發展模式，形成健康、良性、綠色的海洋産業生(shēng)态圈。
四是保障海洋國土安全重要保證。海洋和(hé)平穩定是确保國家(jiā)與國防安全的重要基石。發展海洋信息網絡，加強我國海域的基礎設施建設，在重點區(qū)域形成常态化信息網絡覆蓋，提供全天候的海洋監測和(hé)目标态勢感知、海洋通(tōng)信網絡傳輸、以及海上(shàng)綜合信息應用服務，為(wèi)構建和(hé)平發展提供強有(yǒu)力的信息支撐。
國內(nèi)外海洋信息系統發展現狀
20世紀80年代以來(lái)，圍繞海洋信息系統建設，國際組織及歐美、日等世界海洋強國紛紛投入巨資相繼推出了一系列大(dà)型海洋信息系統建設項目：
一是全球海洋實時(shí)觀測網計(jì)劃（ARGO），目的是建成由浮标陣組成的全球實時(shí)海洋觀測網，到目前為(wèi)止，全球海洋範圍內(nèi)的活動浮标數(shù)已經達到18000多(duō)個(gè)，其中美國的數(shù)量最多(duō)，日本第二。中國于2001年加入國際ARGO組織，并于2002年3月在印度洋海域投放第一個(gè)浮标。
二是美國一體(tǐ)化海洋觀測系統（IOOS），主要包括美國-阿拉斯加觀測系統、加勒比海觀測系統、加州中北部觀測系統、墨西哥(gē)灣觀測系統、五大(dà)湖(hú)觀測系統、中大(dà)西洋觀測系統、西北太平洋觀測系統、東北大(dà)西洋觀測系統、太平洋島嶼觀測系統、南加州觀測系統、東南大(dà)西洋觀測系統等11個(gè)區(qū)域觀測子系統。
三是美-加海王星海底觀測網絡計(jì)劃（NEPTUNE），美國于1998年提出該計(jì)劃，其後加拿(ná)大(dà)加入其中，于2009年12月正式運行(xíng)。
四是歐洲海底觀測網（ESONET），這是由英、德、法等國于2004年制(zhì)定的計(jì)劃，為(wèi)了對地球物理(lǐ)學、化學、生(shēng)物化學、海洋學、生(shēng)物學和(hé)漁業等提供長期戰略性監測能力，針對從北冰洋到黑(hēi)海不同領域的科學問題而設立的，是由不同地區(qū)間(jiān)的網絡系統組成的聯合體(tǐ)。
五是日本密集型地震海嘯海底監測網系統（DONET），亞洲方面，日本走在海洋信息系統建設的前列，日本東京大(dà)學2003年啓動了深海地震觀測網（ARENA）項目，用于監測地震、生(shēng)物等信息，2006年日本又啓動了DONET。
近幾年來(lái)，全球性的海洋開(kāi)發利用熱潮推動了我國研究、開(kāi)發和(hé)利用海洋的步伐，由此帶動了對高(gāo)質量海洋信息系統廣泛和(hé)迫切的需求。十八大(dà)以後，國家(jiā)層面對于海洋信息系統建設工作(zuò)給予很(hěn)高(gāo)的期望，明(míng)确提出“加快海洋信息标準化建設，推進信息資源的統一管理(lǐ)和(hé)共享，依托國家(jiā)電(diàn)子政務網絡，整合改造海洋信息業務網。建設海洋環境與基礎地理(lǐ)信息服務平台，以海域海島管理(lǐ)、生(shēng)态環境保護、海洋防災減災、海洋經濟監測、基礎科學研究為(wèi)主題，推進海洋管理(lǐ)與服務信息化工作(zuò)。”當前，我國海洋信息系統建設取得(de)了初步成效，主要有(yǒu)國家(jiā)海底科學觀測網、中國的“全球海洋立體(tǐ)觀測網”、從東海至南海北部海洋上(shàng)空(kōng)溫室氣體(tǐ)監測網、中國南海海底觀測網等海洋信息系統項目。
其中國家(jiā)海底科學觀測網，是我國海洋領域第一個(gè)國家(jiā)重大(dà)科技(jì)基礎設施，于2017年6月正式立項，總投資超21億元，建設周期五年，對實現我國“海洋強國戰略”，進軍“智慧海洋”具有(yǒu)重要意義。該項目将在我國東海和(hé)南海分别建立主要基于光電(diàn)複合纜連接海底科學觀測網，重點開(kāi)展生(shēng)态環境和(hé)海洋災害的立體(tǐ)觀測，為(wèi)深入認識東海和(hé)南海海洋環境提供長期連續觀測數(shù)據。同時(shí)，在上(shàng)海臨港建設監測數(shù)據中心，對整個(gè)海底科學觀測網進行(xíng)監控，實現對東海和(hé)南海獲取的數(shù)據進行(xíng)存儲和(hé)管理(lǐ)。
中國的“全球海洋立體(tǐ)觀測網”，在“十三五規劃”中被納入“海洋重大(dà)工程”。這是集合海洋空(kōng)間(jiān)、環境、生(shēng)态、資源等各類數(shù)據，整合先進的海洋觀測技(jì)術(shù)及手段，實現高(gāo)密度、多(duō)要素、全天候、全自動的全球海洋立體(tǐ)觀測。該項目初步設計(jì)為(wèi)國家(jiā)海洋觀（監）測系統和(hé)全球海洋觀（監）測能力建設兩大(dà)部分，并開(kāi)展配套的數(shù)據傳輸、服務、綜合保障能力建設。國家(jiā)海洋觀（監）測系統主要覆蓋我國管轄海域，具有(yǒu)高(gāo)密度、多(duō)要素、全天候、全自動的海洋立體(tǐ)觀（監）測能力。
我國海洋信息新系統面臨的形勢及發展趨勢
我國的海洋信息系統建設已經進入起步階段，但(dàn)已有(yǒu)和(hé)在建項目處于分散、孤立的狀态。數(shù)據獲取主要集中在近海，存在大(dà)量的數(shù)據空(kōng)白區(qū)；大(dà)範圍、長期性、常态化的海洋和(hé)海底觀測或檢測還(hái)處于起步狀态；智能化水(shuǐ)平低(dī)，數(shù)據難以共享，制(zhì)約海洋數(shù)據服務效能的發揮。面對這些(xiē)差距，需要推動海洋信息系統向網絡化、數(shù)字化、信息化方向發展，從根本上(shàng)解決中遠海及深海信息覆蓋不足等問題。
一是由近岸向近岸和(hé)中遠海拓展，由水(shuǐ)面向水(shuǐ)下和(hé)海底延伸。
當前，我國由天基、海基、岸基和(hé)水(shuǐ)下觀測網組成的海洋立體(tǐ)觀測網已經初具雛形，然而與歐美、日等海洋強國相比，我國在海洋信息系統建設的“廣度”和(hé)“深度”等方面還(hái)存在明(míng)顯不足，深遠海存在大(dà)量的空(kōng)白區(qū)，制(zhì)約着我國走向海洋、經略海洋的深度和(hé)廣度。在廣度方面，目前我國布局的信息系統基礎設施僅以近海、海岸帶和(hé)淺海為(wèi)主，對于遠海、深海和(hé)重要戰略通(tōng)道(dào)等區(qū)域缺乏長期、連續、實時(shí)、有(yǒu)效的信息獲取能力。在深度方面，受限于能源供應技(jì)術(shù)、海底工程布設技(jì)術(shù)等，雖然已經啓動建設海底觀測網，但(dàn)相關技(jì)術(shù)及配套公益明(míng)顯落後。
目前，随着科技(jì)的迅猛發展，特别是深海探測和(hé)開(kāi)采技(jì)術(shù)的突破性進步，近期相關重大(dà)資源能源、環境效應和(hé)生(shēng)命過程問題已成為(wèi)海洋科學研究的新焦點，各國都将持續發展的重點投向國際海洋，尤其是國際海底區(qū)域。通(tōng)過在深海和(hé)遠海建設能源全球海洋和(hé)重點海域的立體(tǐ)觀測網絡，可(kě)以使我們獲得(de)全球海洋各個(gè)位置的氣象、地貌、水(shuǐ)文、物理(lǐ)特性、化學特性、生(shēng)物環境等資料，從而實現海洋權益的維護、國防的建設、海洋資源的開(kāi)發、海洋災害的預警、海洋生(shēng)态環境的保護。将有(yǒu)利于中國與國際海洋區(qū)域開(kāi)發，更好地維護中國在國際海洋區(qū)域的海洋權益，同時(shí)也是更好地統籌近海與深遠海的發展問題。
二是推動海洋信息系統“數(shù)字化、網絡化、智能化”轉型升級。
近年來(lái)，大(dà)數(shù)據、雲計(jì)算(suàn)、物聯網、移動互聯、人(rén)工智能、數(shù)據挖掘等新一代信息技(jì)術(shù)飛速發展，海洋作(zuò)為(wèi)對信息具有(yǒu)高(gāo)度依賴性的特殊領域，正在向數(shù)字化、網絡化、智能化迅猛發展。當前美國、日本、歐洲等一些(xiē)發達國家(jiā)已大(dà)力推廣雲計(jì)算(suàn)、物聯網、大(dà)數(shù)據等先進信息技(jì)術(shù)在海洋中的應用，實現了海洋數(shù)據資源智能化管理(lǐ)和(hé)協同處理(lǐ)，形成了多(duō)層次、多(duō)元化的應用服務體(tǐ)系。我國雖然在海洋信息系數(shù)字化建設中取得(de)了可(kě)喜的進步，但(dàn)與國內(nèi)信息化水(shuǐ)平先進的行(xíng)業相比，仍面臨數(shù)據獲取手段與能力不足、數(shù)據交換渠道(dào)不通(tōng)暢、系統之間(jiān)信息交換和(hé)協同能力差、應用服務能力欠缺等問題。
通(tōng)過海洋物聯網、海上(shàng)寬帶通(tōng)信、海洋工程裝備等方面的發展，打造覆蓋全球的海洋信息基礎設施網絡 。着力推動大(dà)數(shù)據、雲計(jì)算(suàn)技(jì)術(shù)的深入應用，增強海洋信息感知能力，完善海洋信息交互傳輸網絡、較強海洋數(shù)據分析、處理(lǐ)、挖掘能力，提升海洋信息服務能力。推動海洋信息系統“數(shù)字化、網絡化、智能化”轉型升級，可(kě)為(wèi)軍隊、海警、海洋局、海監漁政等各海洋用戶提供具有(yǒu)準确預測能力的信息應用服務開(kāi)發平台和(hé)環境，孤立海洋信息服務産業發展，開(kāi)拓海洋發展新态勢，培育海洋經濟新動能，構築海洋競争新優勢。
三是在重點海域實現信息網絡全覆蓋。
目前，我國已初步形成涵蓋岸基海洋信息系統、離岸海洋信息系統以及大(dà)洋和(hé)極地的海洋信息網絡基本框架，在我國海洋防災減災、科學研究等領域中發揮了重要作(zuò)用。但(dàn)由于起步較晚，我國部分管轄海域和(hé)大(dà)洋重點關注區(qū)域的海洋信息網絡覆蓋能力遠不能滿足各類涉海業務需求，需要及時(shí)、準确地利用重點海域海洋信息，提升海上(shàng)維權執法、海上(shàng)災害預警、海洋資源開(kāi)發利用、海洋環境保護等能力。
針對“全時(shí)域态勢感知、全海域網絡覆蓋、全方位信息服務、全業務綜合應用、全體(tǐ)系安全管控”的海洋安全保障需求，打造海洋信息基礎設施，構建海洋綜合信息網絡，形成在重點海域實現信息網絡全覆蓋，為(wèi)各類涉海用戶提供海洋信息感知、海洋信息傳送、海洋信息服務、海洋信息綜合管控等服務，支持海上(shàng)維權、綜合執法、應急救援、防災減災等協調行(xíng)動，推為(wèi)進21世紀海上(shàng)絲綢之路建設提供環境保障，支撐帶動海洋信息産品與服務的快速發展。
