我國海洋數據平臺綜述研究＊

郭沫含，王維，楊豐僑

（吉林省科學技術信息研究所，吉林 長春 130033）

0 引言

我國擁有300多萬km2的管轄海域和1.8萬km大陸岸線，海洋資源豐富，構建協同性海洋數字平臺有深遠的戰略意義。目前，我國臨海面臨前所未有的挑戰，2023年8月24日13時，日本福島第一核電站啟動核污染水排海，根據計劃，排海時間至少持續30年［1］。這對全球公海環境及我國臨海生態環境保護帶來極大壓力，也對海洋水環境監測提出更明確的要求。國務院2015年印發的《水污染防治行動計劃》對水環境監控預警提出了明確要求，如實行水環境承載能力監測預警、明確突發水環境污染事件預警預報與響應程序、加強水環境監控預警國際交流合作［2］。2021年，自然資源部辦公廳印發全國海洋生態預警監測總體方案（2021—2025年），方案包括近海生態趨勢性監測、典型生態系統現狀調查、典型生態系統預警監測、海洋生態災害預警監測、海洋生態分類分區、國家重大戰略區域協同監測、監測能力建設等［3］。我國海洋信息化起步于20世紀80年代，智慧海洋信息技術和平臺建設總體上能力不強，不能滿足我國海洋強國建設的總體需求［4］。針對水污染預警及海洋生態多樣性保護，建立綜合性、預警性海洋大數據平臺有深遠意義。本文以中國知網為檢索平臺，以綜述方式系統地總結了國內外海洋數據平臺的研究現狀，并對海洋數據平臺建設提出具體意見，以期為高融合、協同性海洋數據提供信息支撐。

1 數據平臺及海洋數據平臺研究現狀

1.1 可視化及聚類分析

1.1.1 以“數據平臺”為關鍵詞的可視化分析

為更加直觀地分析海洋數據平臺的發展狀況，本文利用中國知網學術平臺，以“數據平臺”為主題詞，設檢索時間為2019年1月1日至2023年8月29日，得到1 387篇期刊論文，利用Vosviewer軟件制作關鍵詞聚類表（見表1）。

表1 數據平臺關鍵詞聚類

通過關鍵詞聚類可以快速定位數據平臺中的熱點探究領域。聚類區1區突出了數據平臺的概念性特征，如信息化、全產業鏈及大數據平臺等；聚類2區重點突出數據平臺的技術，如區塊鏈技術，同時可以看到，數字平臺在醫療和政府政務服務中普及度較高；聚類3區聚焦于醫療臨床科研、智慧校園及數據平臺的安全性等領域。從聚類詞表中的聚類1～3區可以看出，海洋數據平臺建設不在“數據平臺關鍵詞聚類”重點關注區域內，還處于建設初期階段。

1.1.2 海洋數據平臺可視化分析

為進一步明確海洋數據平臺的研究熱點，本文以中國知網學術平臺為檢索平臺，將檢索條件明確為“（主題%=海洋+邊緣海+內海+海灣+海+水環境or題名%=海洋+邊緣海+內海+海灣+海+水環境）AND（主題%=′數據平臺′or題名%=′數據平臺′）AND（發表時間Between（′2019-01-01′，′2023-08-29′）”，數據清洗后共得到52篇文獻，利用Vosviewer進行關鍵詞共詞分析，得到的海洋數據平臺關鍵詞聚類表見表2。相比表1“數據平臺關鍵詞”關鍵詞聚類范圍，海洋數據平臺還有待進一步深入研究。

表2 海洋數據平臺關鍵詞聚類

由表2可知，海洋數據平臺關鍵詞聚類分區較分散，研究熱點聚集于GIS（地理咨詢系統）、環境保護及監測分析功能等領域。

1.2 文獻綜述

1.2.1 國內文獻綜述

國內有關海洋數據平臺的研究文獻，主要從平臺構建路徑、數據平臺結構、數據平臺推廣及數據平臺監測角度進行分析。

平臺構建思路方面，瞿洋［5］提出海洋具有實時性、規律性、時空性、多樣性及敏感性，強調構建海洋大數據平臺，實現海洋數據知識挖掘與增值利用的重要性。楊照等［6］提出，產業服務平臺建設模式有3種常見的模式，為共享共建模式、政府支撐模式和產業園模式。陳珂等［7］提出，數據平臺應從日常管理、數據管理及網絡管理3個方面滿足其所承擔的科研任務和應用方面需求。郭全立等［8］基于WASP模型，構建水質污染擴散模型庫，并通過整合重點流域水環境相關數據，形成大數據資源庫，為生態資源保護、數據分析、預警鑒定基礎。

平臺結構建設方面，遲守峰等［9］提出數據平臺分為設備控制、數據采集、數據處理、數據轉換、展示系統、管理系統等模塊，每一模塊均可根據用戶需求進行擴展，實現實時數據展現、歷史數據查詢、實時水質等級評價、水質等級評價統計、水質指標趨勢展示等功能。韋廣昊等［10］結合海洋數據存儲、整理、處理及共享等業務實際需求及平臺技術成熟度、適用性和易用性等方面，在云計算解決方案基礎上，設計、構建了MPP+Hadoop混搭的海洋大數據平臺，提供一個可擴展、高效、穩定的存儲計算環境。陳珂等［7］提出海洋大數據平臺建設主要包括海洋大數據標準體系、智能計算與存儲基礎設施、海洋大數據操作系統和數據庫、大數據安全保障體系4個部分，通過對海洋產業數據、海洋經濟數據、海洋觀測數據、海洋模擬數據、海洋文化數據和海洋人才數據等進行匯集和深度挖掘，產出數據產品和數據服務，服務海洋產業的需求。

在平臺推廣方面，成沔［11］介紹了青浦區水環境監測中心開發的水質數據管理平臺。王子珂等［12］介紹了國家海洋科學數據中心（NMDC），并提出基于海洋科學數據全生命周期共享服務優質特征。董冰潔［13］介紹了智慧海洋內涵與總體框架，并提出平臺發展建議。何書鋒等［14］從海洋地質數據角度出發，構建海洋數據多源分析系統，建立分布式海洋大數據平臺。余錦樹等［15］介紹了智慧澄海時空大數據平臺。該平臺以汕頭市澄海區自然資源一體化綜合管理為目的，基于數據中臺微服務架構和BI數據挖掘等前沿技術，由數據層、平臺層、服務層和應用層組成。

數據平臺監測方面，劉儒等［16］提出構建數據虛擬化平臺并整合大數據計算模式，已解決多源異構海洋環境監測數據面臨的大數據問題。馬金鋒［17］強調趨勢預測是水環境質量預報預警業務的核心內容，提出水質預報預警大數據平臺，旨在解決預報預警業務自動化和自定義化問題。

1.2.2 文獻綜述

國外學者也對海洋數據平臺建設進行了研究，MENNECKE等［18］指出，由綜合型、互動型數據庫平臺匯集整理的生態領域數據，現已成為決策者和政策制定者在生態系統管理策略發展中制定策略的重要信息支撐。在數據整合方面，OYEDOTON等［19］指出，歐洲海洋數據較分散地存儲在國際數據平臺、各國國家級及地區級數據平臺，現階段應將重點放在加強統一不同國家之間數據標準上。VAFEIDIS等［20］記錄了源自DINAS-COAST項目的全球沿海數據庫發展情況，該項目專門設計一款模型，以針對國際范圍內海平面上升的生態脆弱性和對生態大環境的影響。HAIGH等［21］概述了“SurgeWatch”v1.0和v2.0數據庫的應用，利用這2個數據庫系統評估、記錄歷史沿海洪水災害，以期更具前瞻性規劃及管理，極端天氣引起的沿海洪水事件。WOLFF等［22］評估地中海沿海數據庫，在沿海管理應用中，該數據庫得到廣泛使用；在數據庫結構方面，主要由沿海形態、人類定居和行政邊界的160個空間屬性參數數據構成。在具體案例方面，OYEDOTON等［19］介紹了為圭亞那開發低成本沿海數據的匯總平臺Wix及其特征，包括其用戶有好的界面、可控的成本效益及集成性的功能。

2 建議與啟示

通過可視化分析、聚類分析及對國內外相關文獻進行梳理，對我國海洋類數據平臺建設提出以下幾點建議。

2.1 建立創新型管理運行模式

建立融合發展的海洋生態環境管理及監測機構。通過整合各方資源和信息，海洋數據平臺能夠協同管理海洋生態環境，提高資源的綜合利用效率。此外，平臺還鼓勵創新思維和方法，以推動海洋生態環境管理的創新發展，該平臺還具備管理統計分析能力，可以對海洋生態環境相關數據進行全面管理和統計分析。通過數據分析，可以更好地了解海洋生態環境的現狀和變化趨勢，為決策者提供科學依據和參考。同時，平臺還可以提供先進的監測技術和設備，能夠實時監測海洋生態環境的各項指標，及時發現和應對潛在的環境問題。總而言之，建立創新型管理運行模式，旨在建立一個政府主導、中心-區域協同的海洋大數據平臺，具備協同性、創新性資源整合管理統計分析能力和全面性、先進性海洋生態環境監測能力。通過海洋數據平臺，可以更好地保護和管理海洋生態環境，實現可持續發展的目標。

2.2 加強相關領域人才引進與智庫建設

2015年1月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于加強中國特色新型智庫建設的意見》，提出要“充分發揮中國特色新型智庫咨政建言、理論創新、輿論引導、社會服務、公共外交等重要功能”［23］，要加強交叉學科高層次人才培養引進，特別是高端技術領域的人才建設，如海洋生態環境遙感監測中衛星遙感和無人機等技術領域，同時加強海上突發環境事故應急監測隊伍的專業性，樹立正確的價值觀，為我國智庫建設輸送人才力量，建立具有前瞻性、創新性、立場堅定、結構優化的專業人才團隊。

2.3 優化資源配置，加強“產學研”結合

2023年2月20日至3月4日，聯合國《生物多樣性公約》第15次締約方大會（COP15）在聯合國總部紐約舉行，會議通過一項協定，明確指出截至2030年要將30%的海洋納入保護區，協議提出要設立公海海洋保護區；公平、公正地分享公海區域內的海洋資源商業利益，這些信息對科學、技術或醫學具有決定性作用；提高發展中國家在科研、良好海洋治理水平方面的能力［24］。我國應強化國家間的科研合作，共同推進海洋生態環境保護與生物多樣性保護。優化數據結構，通過“產學研”合作，推動數據開放與共享、深化應用與創新，優化資源配置，打造數據、技術、應用和安全協同發展的大數據平臺管理應用體系，提高數據準確性和參數多樣性，協同推進產業和應用的發展，利用大數據技術捕捉海洋動態信息，確保水生態環境保護工作順利展開，為海洋經濟提供有效支撐。

2.4 系統全面布局，服務涉海領域

針對日本向海洋傾倒核廢水的事件，后續生態環境部將持續加強有關監測工作，及時跟蹤、研判日本福島核污染水排海對我海洋輻射環境可能造成的影響，切實維護我國家利益和人民健康［1］。依托超算大科學裝置，對水域的水質污染情況進行監測，及時了解水質的污染情況。生態環境部按照監控重點區域、覆蓋管轄海域、掌握關鍵通道的思路，組織開展2023年度我國管轄海域海洋輻射環境監測。定期對水質進行檢測和分析，收集并保存數據，全局把控水質變化，促進海洋科學數據資源等產業的良性應用，推動海洋經濟高質量發展。建立風險防控綜合數據平臺；健全法律法規，加強管理體系與制度的銜接；加大資金投入力度，健全風險評估與防控技術；加大行政監管力度，健全獎懲機制；健全風險普查或建立清單申報制度，建立重點流域排污口風險防控數據庫［25］。

2.5 建立統一的信息采集和分類標準

為實現信息資源共享、提高工作效率，全國的海洋數據平臺應建立協調機制，旨在促進基礎性數據的共享，避免重復的調查和研究，從而減少資源和時間的浪費。同時，該機制還致力于確保數據長效、安全的存儲，以促進海洋科學數據資源在經濟等產業中的應用。各地區和部門在數據收集、整理和存儲方面遵循相同規范，使數據能夠在全國范圍內進行有效的比較和分析。統一的數據標準不僅可以簡化數據處理的流程，還能提高數據的質量和可信度。通過建立協調機制，海洋數據平臺實現了基礎性數據的共享。各地區和部門可以將自己收集的海洋數據上傳至平臺，供其他相關機構和研究人員使用，這種數據共享的方式不僅可以提高數據的利用效率，還能為各方提供更全面和準確的數據基礎，促進海洋科學研究和相關產業的發展。此外，協調機制還能確保海洋數據的長效、安全存儲，平臺采取多層次的數據備份和安全措施，保護數據免受意外損壞或惡意攻擊，這種安全存儲的機制不僅能夠保護數據的完整性和可用性，還為數據的長期保存和后續利用提供可靠的保障。

3 總結

本文通過梳理數據平臺及海洋數據平臺的文獻，發現目前我國海洋數據平臺依然處于建設初期，和主流研究熱點還有一定差距，隨著日本持續傾倒核廢水，我國臨海生態環境及水質量面臨巨大挑戰，需要加強對海洋數據平臺的建設，從管理模式、人才支撐、系統布局、統一信息管理等尋求突破，以期更好地提供相應服務。本文尚處于研究的初期階段，從宏觀上給出提升海洋大數據平臺的具體建議，沒有深入開展具體路徑研究及協同發展框架研究，以后的研究重點在于具象化地深入探討海洋數據平臺與環保機構的協同發展路徑，并結合具體案例進行分析。