大數(shù)據(jù)背景下智慧海洋建設(shè)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(shù)據(jù)是信息時代高速發(fā)展的產(chǎn)物，在擁有海量數(shù)據(jù)的前提下，利用計算機工具對海量數(shù)據(jù)進行分析，企業(yè)或個人可以精確預(yù)測事物或事件的發(fā)展趨勢，政府也可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果優(yōu)化城市、農(nóng)村、土地、海洋等各領(lǐng)域的管理措施。大數(shù)據(jù)在智慧海洋的建設(shè)中已經(jīng)有了不少應(yīng)用，例如通過整合漁船數(shù)據(jù)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，對出海作業(yè)漁船進行實時監(jiān)測管理，在臺風等惡劣自然環(huán)境下快速做出應(yīng)急反應(yīng)，從而降低漁船發(fā)生事故的概率；通過建立海洋污染檢測平臺，可以跨地域監(jiān)測海洋垃圾，并可以跨部門協(xié)同處理海洋。大數(shù)據(jù)除了可以幫助監(jiān)測海面信息外，還能通過分析海洋傳感器數(shù)據(jù)、人工水下采集數(shù)據(jù)和智能設(shè)備水下采集數(shù)據(jù)來分析復(fù)雜的海洋情況，從而全面掌控我國領(lǐng)水水域的海洋信息。

一、加快研發(fā)海洋傳感技術(shù)，提高大數(shù)據(jù)獲取效率

海洋數(shù)據(jù)的來源比較廣泛，政府、企業(yè)和個人都可以對海洋進行監(jiān)測，并發(fā)布相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，只不過監(jiān)測裝備、監(jiān)測區(qū)域和監(jiān)測目的各不相同，而主要監(jiān)測方式有浮標、潛標、雷達、衛(wèi)星遙感、視頻檢測、無人機等等。盡管我國的海洋監(jiān)測手段眾多，但對海洋傳感器技術(shù)的應(yīng)用較為不足，這主要是因為海洋傳感器生產(chǎn)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(shù)水平與美國、日本等海洋強國有一定差距，國產(chǎn)傳感器設(shè)備很難保證穩(wěn)定性和可靠性，所以像CTD、潮位儀、海流計、測波儀等傳感設(shè)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(shè)備為主，但海洋數(shù)據(jù)畢竟涉及國家的核心利益，采用國外廠商的設(shè)備很難保證數(shù)據(jù)安全，因此我國應(yīng)該大力發(fā)展海洋傳感技術(shù)，扶持傳感器研發(fā)、制造企業(yè)，推動傳感器技術(shù)的更新?lián)Q代，從而打破海外廠商對傳感器技術(shù)的壟斷，這也會提升海洋數(shù)據(jù)的獲取效率。海洋傳感器技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用市場，市場利潤也足以支撐我國傳感器企業(yè)的經(jīng)營，但就像芯片技術(shù)一樣，很多傳感器技術(shù)十分精密復(fù)雜，需要投入巨大資金來支持技術(shù)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(jiān)測本國海域，所以國家應(yīng)出臺相關(guān)政策引導(dǎo)傳感器企業(yè)的發(fā)展，從而推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和升級。

二、規(guī)范各平臺海洋傳感信息，提高大數(shù)據(jù)分析效率

海洋觀測平臺一般會有各自的工作模式和數(shù)據(jù)格式，這就導(dǎo)致不同平臺的數(shù)據(jù)格式或標準不一致，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以得到保證，并且會降低數(shù)據(jù)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(shè)備，實行不同的采樣方式，那在數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)儲存方面也會有各種技術(shù)上的不同，因此應(yīng)該規(guī)范各平臺的數(shù)據(jù)處理流程，在數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分發(fā)等方面規(guī)范化、統(tǒng)一化、流程化，從而保證傳感器數(shù)據(jù)的質(zhì)量。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為重要資產(chǎn)，無論從功能價值還是安全價值考慮，我國的海洋數(shù)據(jù)都是十分重要的資產(chǎn)，因此應(yīng)該在保證數(shù)據(jù)安全的前提下，整合各平臺海洋數(shù)據(jù)，打破以往我國海洋數(shù)據(jù)共享困難，各監(jiān)測平臺各為其主的情況，從而將各平臺的數(shù)據(jù)連接，針對不同的需求采用不同的數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)，從而將海洋數(shù)據(jù)的價值最大化，并且也間接提升了各平臺的數(shù)據(jù)分析能力。無論是構(gòu)建海洋數(shù)據(jù)資源庫，還是加大對大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究投入，或是擴展海洋數(shù)據(jù)的利用方式，都是為了海洋傳感器等海洋監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)更加規(guī)范化，從而方便科研人員調(diào)用，提高使用效率，這樣海洋數(shù)據(jù)才會變得有意義，我國的海洋檢測系統(tǒng)也會從數(shù)字海洋向智慧海洋轉(zhuǎn)變。

三、加速研發(fā)海洋智能裝備，提高大數(shù)據(jù)質(zhì)量

水下世界復(fù)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(fù)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(jiān)測設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，但僅憑這些設(shè)備的數(shù)據(jù)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(guān)鍵海洋數(shù)據(jù)，還要足夠智能，能夠開展自主航行和自主探測，畢竟探測設(shè)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(shù)已經(jīng)取得較大發(fā)展，通過深海組網(wǎng)作業(yè)以及應(yīng)用水聲通訊系統(tǒng)，讓水下機器人、潛航器、波浪滑翔機等智能裝備協(xié)同作業(yè)，可以極大提高獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量，再將其導(dǎo)入與智能裝備相配套的數(shù)據(jù)采集和分析平臺中，就可以高效還原數(shù)據(jù)探測情況。海洋智能裝備的發(fā)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(shè)備就可以探測多種海洋數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)，并對其進行常態(tài)化分析和儲存，填補了以往探測工作中的多項數(shù)據(jù)空白。結(jié)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(fā)和監(jiān)測力度不夠，無法發(fā)揮海洋國家的優(yōu)勢，建設(shè)智慧海洋則有助于提升我國的海洋管理能力，推動海上經(jīng)濟活動的繁榮發(fā)展，從而幫助我國轉(zhuǎn)型成海洋強國。智慧海洋是對工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的綜合運用，我國信息技術(shù)發(fā)展水平較高，大數(shù)據(jù)技術(shù)水平處于世界前列，工業(yè)技術(shù)方面略有不足，但正在迎頭趕上，所以我國建設(shè)智慧海洋的技術(shù)條件都已具備，智慧海洋的建設(shè)也在穩(wěn)步推進當中。