前 言
海洋信息系統就是人類社會用(yòng)于認識海洋、開發海洋、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(yòng)服務(wù)等方向。進入21世紀，随着人類對海洋開發需求的不斷增長(cháng)以及物(wù)聯網、雲計算、大數據、移動互聯等為(wèi)代表的新(xīn)一代信息技(jì )術的快速發展，利用(yòng)信息技(jì )術提高人們“認識海洋、經略海洋、管控海洋”的能(néng)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(guó)海洋強國(guó)戰略意義
當前我國(guó)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(guó)家海洋戰略利益，引領海洋科(kē)技(jì )創新(xīn)發展、促進海洋經濟持續增長(cháng)、保障海洋國(guó)土安(ān)全，有重大而深遠(yuǎn)的意義。
一是維護國(guó)家海洋戰略利益的迫切需求。海洋是我國(guó)實現可(kě)持續發展的重要空間和資源保障。近年來，全球範圍的海洋競争日益激烈，以争奪海域戰略資源和空間為(wèi)特征的“藍色圈地”運動正在興起，我國(guó)海洋資源豐富，戰略地位特殊，區(qū)域内外利益糾葛，國(guó)際形勢複雜，周邊海域安(ān)全形勢嚴峻，緻使我國(guó)海洋戰略利益面臨巨大挑戰。通過大力發展海洋信息系統，掌握海洋發展的主動權和主導權，可(kě)為(wèi)國(guó)家海洋戰略利益長(cháng)遠(yuǎn)發展保駕護航。
二是引領海洋科(kē)技(jì )創新(xīn)發展的重要引擎。海洋科(kē)技(jì )的創新(xīn)發展是保障國(guó)家海洋安(ān)全及海洋能(néng)發展戰略轉型的重要手段。海洋信息新(xīn)系統将全面提升人們認識海洋、利用(yòng)海洋、保護海洋、管控海洋及海洋防災減災的綜合能(néng)力，為(wèi)海洋科(kē)學(xué)技(jì )術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 )術交叉彙聚，可(kě)将信息社會空間拓展到海洋領域，帶動海洋信息領域的整體(tǐ)變革，為(wèi)我國(guó)經略海洋、走向深海提供重要的科(kē)學(xué)技(jì )術手段支撐。
三是促進海洋經濟持續增長(cháng)的重要舉措。海洋經濟是國(guó)民(mín)經濟的重要組成部分(fēn)。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(wù)等高科(kē)技(jì )産業快速發展，也能(néng)夠推動海運、漁業、海洋能(néng)源等傳統海洋行業向數字化、網絡化、智能(néng)化方向轉型升級，從根本上改變海洋經濟的發展途徑和發展模式，形成健康、良性、綠色的海洋産業生态圈。
四是保障海洋國(guó)土安(ān)全重要保證。海洋和平穩定是确保國(guó)家與國(guó)防安(ān)全的重要基石。發展海洋信息網絡，加強我國(guó)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目标态勢感知、海洋通信網絡傳輸、以及海上綜合信息應用(yòng)服務(wù)，為(wèi)構建和平發展提供強有力的信息支撐。
國(guó)内外海洋信息系統發展現狀
20世紀80年代以來，圍繞海洋信息系統建設，國(guó)際組織及歐美、日等世界海洋強國(guó)紛紛投入巨資相繼推出了一系列大型海洋信息系統建設項目：
一是全球海洋實時觀測網計劃（ARGO），目的是建成由浮标陣組成的全球實時海洋觀測網，到目前為(wèi)止，全球海洋範圍内的活動浮标數已經達到18000多(duō)個，其中美國(guó)的數量最多(duō)，日本第二。中國(guó)于2001年加入國(guó)際ARGO組織，并于2002年3月在印度洋海域投放第一個浮标。
二是美國(guó)一體(tǐ)化海洋觀測系統（IOOS），主要包括美國(guó)-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、五大湖(hú)觀測系統、中大西洋觀測系統、西北太平洋觀測系統、東北大西洋觀測系統、太平洋島嶼觀測系統、南加州觀測系統、東南大西洋觀測系統等11個區(qū)域觀測子系統。
三是美-加海王星海底觀測網絡計劃（NEPTUNE），美國(guó)于1998年提出該計劃，其後加拿(ná)大加入其中，于2009年12月正式運行。
四是歐洲海底觀測網（ESONET），這是由英、德(dé)、法等國(guó)于2004年制定的計劃，為(wèi)了對地球物(wù)理(lǐ)學(xué)、化學(xué)、生物(wù)化學(xué)、海洋學(xué)、生物(wù)學(xué)和漁業等提供長(cháng)期戰略性監測能(néng)力，針對從北冰洋到黑海不同領域的科(kē)學(xué)問題而設立的，是由不同地區(qū)間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，日本東京大學(xué)2003年啓動了深海地震觀測網（ARENA）項目，用(yòng)于監測地震、生物(wù)等信息，2006年日本又啓動了DONET。
近幾年來，全球性的海洋開發利用(yòng)熱潮推動了我國(guó)研究、開發和利用(yòng)海洋的步伐，由此帶動了對高質(zhì)量海洋信息系統廣泛和迫切的需求。十八大以後，國(guó)家層面對于海洋信息系統建設工作(zuò)給予很(hěn)高的期望，明确提出“加快海洋信息标準化建設，推進信息資源的統一管理(lǐ)和共享，依托國(guó)家電(diàn)子政務(wù)網絡，整合改造海洋信息業務(wù)網。建設海洋環境與基礎地理(lǐ)信息服務(wù)平台，以海域海島管理(lǐ)、生态環境保護、海洋防災減災、海洋經濟監測、基礎科(kē)學(xué)研究為(wèi)主題，推進海洋管理(lǐ)與服務(wù)信息化工作(zuò)。”當前，我國(guó)海洋信息系統建設取得了初步成效，主要有國(guó)家海底科(kē)學(xué)觀測網、中國(guó)的“全球海洋立體(tǐ)觀測網”、從東海至南海北部海洋上空溫室氣體(tǐ)監測網、中國(guó)南海海底觀測網等海洋信息系統項目。
其中國(guó)家海底科(kē)學(xué)觀測網，是我國(guó)海洋領域第一個國(guó)家重大科(kē)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(guó)“海洋強國(guó)戰略”，進軍“智慧海洋”具有重要意義。該項目将在我國(guó)東海和南海分(fēn)别建立主要基于光電(diàn)複合纜連接海底科(kē)學(xué)觀測網，重點開展生态環境和海洋災害的立體(tǐ)觀測，為(wèi)深入認識東海和南海海洋環境提供長(cháng)期連續觀測數據。同時，在上海臨港建設監測數據中心，對整個海底科(kē)學(xué)觀測網進行監控，實現對東海和南海獲取的數據進行存儲和管理(lǐ)。
中國(guó)的“全球海洋立體(tǐ)觀測網”，在“十三五規劃”中被納入“海洋重大工程”。這是集合海洋空間、環境、生态、資源等各類數據，整合先進的海洋觀測技(jì )術及手段，實現高密度、多(duō)要素、全天候、全自動的全球海洋立體(tǐ)觀測。該項目初步設計為(wèi)國(guó)家海洋觀（監）測系統和全球海洋觀（監）測能(néng)力建設兩大部分(fēn)，并開展配套的數據傳輸、服務(wù)、綜合保障能(néng)力建設。國(guó)家海洋觀（監）測系統主要覆蓋我國(guó)管轄海域，具有高密度、多(duō)要素、全天候、全自動的海洋立體(tǐ)觀（監）測能(néng)力。
我國(guó)海洋信息新(xīn)系統面臨的形勢及發展趨勢
我國(guó)的海洋信息系統建設已經進入起步階段，但已有和在建項目處于分(fēn)散、孤立的狀态。數據獲取主要集中在近海，存在大量的數據空白區(qū)；大範圍、長(cháng)期性、常态化的海洋和海底觀測或檢測還處于起步狀态；智能(néng)化水平低，數據難以共享，制約海洋數據服務(wù)效能(néng)的發揮。面對這些差距，需要推動海洋信息系統向網絡化、數字化、信息化方向發展，從根本上解決中遠(yuǎn)海及深海信息覆蓋不足等問題。
一是由近岸向近岸和中遠(yuǎn)海拓展，由水面向水下和海底延伸。
當前，我國(guó)由天基、海基、岸基和水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(guó)相比，我國(guó)在海洋信息系統建設的“廣度”和“深度”等方面還存在明顯不足，深遠(yuǎn)海存在大量的空白區(qū)，制約着我國(guó)走向海洋、經略海洋的深度和廣度。在廣度方面，目前我國(guó)布局的信息系統基礎設施僅以近海、海岸帶和淺海為(wèi)主，對于遠(yuǎn)海、深海和重要戰略通道等區(qū)域缺乏長(cháng)期、連續、實時、有效的信息獲取能(néng)力。在深度方面，受限于能(néng)源供應技(jì )術、海底工程布設技(jì )術等，雖然已經啓動建設海底觀測網，但相關技(jì )術及配套公益明顯落後。
目前，随着科(kē)技(jì )的迅猛發展，特别是深海探測和開采技(jì )術的突破性進步，近期相關重大資源能(néng)源、環境效應和生命過程問題已成為(wèi)海洋科(kē)學(xué)研究的新(xīn)焦點，各國(guó)都将持續發展的重點投向國(guó)際海洋，尤其是國(guó)際海底區(qū)域。通過在深海和遠(yuǎn)海建設能(néng)源全球海洋和重點海域的立體(tǐ)觀測網絡，可(kě)以使我們獲得全球海洋各個位置的氣象、地貌、水文(wén)、物(wù)理(lǐ)特性、化學(xué)特性、生物(wù)環境等資料，從而實現海洋權益的維護、國(guó)防的建設、海洋資源的開發、海洋災害的預警、海洋生态環境的保護。将有利于中國(guó)與國(guó)際海洋區(qū)域開發，更好地維護中國(guó)在國(guó)際海洋區(qū)域的海洋權益，同時也是更好地統籌近海與深遠(yuǎn)海的發展問題。
二是推動海洋信息系統“數字化、網絡化、智能(néng)化”轉型升級。
近年來，大數據、雲計算、物(wù)聯網、移動互聯、人工智能(néng)、數據挖掘等新(xīn)一代信息技(jì )術飛速發展，海洋作(zuò)為(wèi)對信息具有高度依賴性的特殊領域，正在向數字化、網絡化、智能(néng)化迅猛發展。當前美國(guó)、日本、歐洲等一些發達國(guó)家已大力推廣雲計算、物(wù)聯網、大數據等先進信息技(jì )術在海洋中的應用(yòng)，實現了海洋數據資源智能(néng)化管理(lǐ)和協同處理(lǐ)，形成了多(duō)層次、多(duō)元化的應用(yòng)服務(wù)體(tǐ)系。我國(guó)雖然在海洋信息系數字化建設中取得了可(kě)喜的進步，但與國(guó)内信息化水平先進的行業相比，仍面臨數據獲取手段與能(néng)力不足、數據交換渠道不通暢、系統之間信息交換和協同能(néng)力差、應用(yòng)服務(wù)能(néng)力欠缺等問題。
通過海洋物(wù)聯網、海上寬帶通信、海洋工程裝(zhuāng)備等方面的發展，打造覆蓋全球的海洋信息基礎設施網絡 。着力推動大數據、雲計算技(jì )術的深入應用(yòng)，增強海洋信息感知能(néng)力，完善海洋信息交互傳輸網絡、較強海洋數據分(fēn)析、處理(lǐ)、挖掘能(néng)力，提升海洋信息服務(wù)能(néng)力。推動海洋信息系統“數字化、網絡化、智能(néng)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(yòng)戶提供具有準确預測能(néng)力的信息應用(yòng)服務(wù)開發平台和環境，孤立海洋信息服務(wù)産業發展，開拓海洋發展新(xīn)态勢，培育海洋經濟新(xīn)動能(néng)，構築海洋競争新(xīn)優勢。
三是在重點海域實現信息網絡全覆蓋。
目前，我國(guó)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洋和極地的海洋信息網絡基本框架，在我國(guó)海洋防災減災、科(kē)學(xué)研究等領域中發揮了重要作(zuò)用(yòng)。但由于起步較晚，我國(guó)部分(fēn)管轄海域和大洋重點關注區(qū)域的海洋信息網絡覆蓋能(néng)力遠(yuǎn)不能(néng)滿足各類涉海業務(wù)需求，需要及時、準确地利用(yòng)重點海域海洋信息，提升海上維權執法、海上災害預警、海洋資源開發利用(yòng)、海洋環境保護等能(néng)力。
針對“全時域态勢感知、全海域網絡覆蓋、全方位信息服務(wù)、全業務(wù)綜合應用(yòng)、全體(tǐ)系安(ān)全管控”的海洋安(ān)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(yòng)戶提供海洋信息感知、海洋信息傳送、海洋信息服務(wù)、海洋信息綜合管控等服務(wù)，支持海上維權、綜合執法、應急救援、防災減災等協調行動，推為(wèi)進21世紀海上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(wù)的快速發展。
