大數據背景下智慧海洋建設研究

朱鐵峰 吳晟 李世川

（哈爾濱工程大學煙臺研究院，山東 煙臺 265501）

大數據是信息時代高速發展的產物，在擁有海量數據的前提下，利用計算機工具對海量數據進行分析，企業或個人可以精確預測事物或事件的發展趨勢，政府也可以根據數據分析的結果優化城市、農村、土地、海洋等各領域的管理措施。大數據在智慧海洋的建設中已經有了不少應用，例如通過整合漁船數據、衛星數據、氣象數據等數據，對出海作業漁船進行實時監測管理，在臺風等惡劣自然環境下快速做出應急反應，從而降低漁船發生事故的概率；通過建立海洋污染檢測平臺，可以跨地域監測海洋垃圾，并可以跨部門協同處理海洋。大數據除了可以幫助監測海面信息外，還能通過分析海洋傳感器數據、人工水下采集數據和智能設備水下采集數據來分析復雜的海洋情況，從而全面掌控我國領水水域的海洋信息。

一、加快研發海洋傳感技術，提高大數據獲取效率

海洋數據的來源比較廣泛，政府、企業和個人都可以對海洋進行監測，并發布相關的監測數據，只不過監測裝備、監測區域和監測目的各不相同，而主要監測方式有浮標、潛標、雷達、衛星遙感、視頻檢測、無人機等等。盡管我國的海洋監測手段眾多，但對海洋傳感器技術的應用較為不足，這主要是因為海洋傳感器生產批量較小且使用壽命較短，但對精度、分辨率等方面要求很高。而我國傳感器技術水平與美國、日本等海洋強國有一定差距，國產傳感器設備很難保證穩定性和可靠性，所以像CTD、潮位儀、海流計、測波儀等傳感設備的市場主要由外國廠商把控，我國也以采購國外廠商的傳感器設備為主，但海洋數據畢竟涉及國家的核心利益，采用國外廠商的設備很難保證數據安全，因此我國應該大力發展海洋傳感技術，扶持傳感器研發、制造企業，推動傳感器技術的更新換代，從而打破海外廠商對傳感器技術的壟斷，這也會提升海洋數據的獲取效率。海洋傳感器技術具有廣泛的應用市場，市場利潤也足以支撐我國傳感器企業的經營，但就像芯片技術一樣，很多傳感器技術十分精密復雜，需要投入巨大資金來支持技術迭代，我國是海洋大國，不能總是依賴進口國外海洋傳感器來監測本國海域，所以國家應出臺相關政策引導傳感器企業的發展，從而推動產業的發展和升級。

二、規范各平臺海洋傳感信息，提高大數據分析效率

海洋觀測平臺一般會有各自的工作模式和數據格式，這就導致不同平臺的數據格式或標準不一致，數據質量難以得到保證，并且會降低數據的分析和使用效率。如果各個觀測平臺使用不同品牌的傳感器設備，實行不同的采樣方式，那在數據處理和數據儲存方面也會有各種技術上的不同，因此應該規范各平臺的數據處理流程，在數據接收、數據存儲、數據分發等方面規范化、統一化、流程化，從而保證傳感器數據的質量。隨著大數據技術在各個領域的廣泛應用，數據已經成為重要資產，無論從功能價值還是安全價值考慮，我國的海洋數據都是十分重要的資產，因此應該在保證數據安全的前提下，整合各平臺海洋數據，打破以往我國海洋數據共享困難，各監測平臺各為其主的情況，從而將各平臺的數據連接，針對不同的需求采用不同的數據挖掘和分析技術，從而將海洋數據的價值最大化，并且也間接提升了各平臺的數據分析能力。無論是構建海洋數據資源庫，還是加大對大數據技術的研究投入，或是擴展海洋數據的利用方式，都是為了海洋傳感器等海洋監測設備的數據更加規范化，從而方便科研人員調用，提高使用效率，這樣海洋數據才會變得有意義，我國的海洋檢測系統也會從數字海洋向智慧海洋轉變。

三、加速研發海洋智能裝備，提高大數據質量

水下世界復雜多變，如果人類不進入水下一探究竟，就很難觀察到海洋的復雜變化，也無法找到這些變化的原因。但人類潛水深度有限，盡管可以借助海洋傳感器等監測設備獲取數據，但僅憑這些設備的數據還無法對海洋展開全面深入的研究，因此水下智能探測裝備漸漸成為人們探索海洋的重要工具。海洋智能裝備要具備強大的探測能力，確保能夠精確探測到關鍵海洋數據，還要足夠智能，能夠開展自主航行和自主探測，畢竟探測設備帶有通信線纜在工作時會受到限制。我國的水下無線通信技術已經取得較大發展，通過深海組網作業以及應用水聲通訊系統，讓水下機器人、潛航器、波浪滑翔機等智能裝備協同作業，可以極大提高獲取數據的質量，再將其導入與智能裝備相配套的數據采集和分析平臺中，就可以高效還原數據探測情況。海洋智能裝備的發展提升了科研人員探索海洋的能力，讓科研人員通過一臺智能探測設備就可以探測多種海洋數據，提高了科研人員的工作效率，從而能夠頻繁高效地探測海洋數據，并對其進行常態化分析和儲存，填補了以往探測工作中的多項數據空白。結語：我國自古是海洋大國，但從未成為海上強國，最主要的原因就是對海洋的探索、開發和監測力度不夠，無法發揮海洋國家的優勢，建設智慧海洋則有助于提升我國的海洋管理能力，推動海上經濟活動的繁榮發展，從而幫助我國轉型成海洋強國。智慧海洋是對工業技術和信息技術的綜合運用，我國信息技術發展水平較高，大數據技術水平處于世界前列，工業技術方面略有不足，但正在迎頭趕上，所以我國建設智慧海洋的技術條件都已具備，智慧海洋的建設也在穩步推進當中。