海洋信息調(diào)研報(bào)告

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦海洋信息調(diào)研報(bào)告調(diào)研報(bào)告：1

海洋信息的昨天，今天和改日

名目

1.獵取海洋信息的意義(2)

2.歷史上世界關(guān)于海洋信息的獵取(2)

2.1對(duì)海岸線的了解(2)

2.2關(guān)于海洋的戰(zhàn)略信息的了解(3)

3.當(dāng)今的海洋信息(3)

3.1當(dāng)今海洋信息的獵取(3)

3.1.1海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)(3)

3.1.2海洋信息獵取裝備(4)

3.2海洋信息的處理(4)

3.2.1海洋信息的處理的技術(shù)(4)

3.2.2我國(guó)關(guān)于海洋信息的處理(5)

4.我國(guó)海洋信息獵取所面對(duì)的困難與也許的解決方案(6)

參考文獻(xiàn)(7)

1.獵取海洋信息的意義

在19世紀(jì)時(shí)，美國(guó)軍事理論家馬漢建立了海權(quán)論，他指出海洋關(guān)系到國(guó)家的全和進(jìn)展，強(qiáng)國(guó)地位的更替,實(shí)際上是海權(quán)的易手，且進(jìn)一步指出欲進(jìn)展海洋必須進(jìn)展強(qiáng)大的海軍以操縱海洋，基于強(qiáng)大的軍事力量的愛(ài)護(hù)才干對(duì)利用海洋進(jìn)展商業(yè)貿(mào)易以及海洋資源利用等一系列經(jīng)濟(jì)行為，以使國(guó)家強(qiáng)大。不管是軍事行動(dòng)依然經(jīng)濟(jì)行為，脫離了對(duì)海域的了解，對(duì)海洋水文信息，海底地質(zhì)構(gòu)造的了解，基本上難以開(kāi)展的，惟獨(dú)當(dāng)我們對(duì)海洋的各項(xiàng)信息有腳夠的了解時(shí)，我們才干開(kāi)展一系列的活動(dòng)，否則就如同失去眼睛與他人交戰(zhàn)，或者如盲人摸象般在海洋中搜取資源，都沒(méi)有獲得成功的也許。由此可見(jiàn)，關(guān)于海洋信息的獵取，是一具國(guó)家擁有制海權(quán)的基礎(chǔ)，更進(jìn)一步而言是一具國(guó)家強(qiáng)大的必要條件，獵取海洋信息的重要性由此可見(jiàn)一斑。

2.歷史上世界關(guān)于海洋信息的獵取

2.1對(duì)海岸線的了解

人類(lèi)第一次真正意義上的獵取海洋信息，似乎要數(shù)對(duì)海岸線的了解。我國(guó)早在15世紀(jì)明朝之時(shí)，便組織過(guò)由鄭和率領(lǐng)的艦隊(duì)七次出海遠(yuǎn)行的行動(dòng)，繪制了當(dāng)時(shí)世界上最早的海圖集，最遠(yuǎn)抵達(dá)了非洲東部，極大地?cái)U(kuò)充了當(dāng)時(shí)明朝對(duì)海岸線信息的了解。而海岸線信息的妨礙在歐洲的航海大發(fā)覺(jué)中有著更深的體現(xiàn)。

16世紀(jì)時(shí)葡萄牙迫于西班牙在陸地上的貿(mào)易封鎖，在亨利王子的帶領(lǐng)下，葡萄牙開(kāi)始掀起了轟轟烈烈的大航海運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)海上的航行他們了解了葡萄牙身邊的海岸地貌，從而繪制出了葡萄牙與印度一帶以及葡萄牙與非洲之間的海上航線，從海上打開(kāi)了市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)從東方交易而回的香料、象牙和黃金以及從非洲交易而回的黑奴等資源，葡萄牙的經(jīng)濟(jì)迅速崛起進(jìn)展成一代世界強(qiáng)國(guó)。而麥哲倫艦隊(duì)的環(huán)球航行所帶來(lái)的世界海洋地理消息同樣使得西班牙在海洋活動(dòng)中收益良多成為一代海上霸主。繼葡萄牙與西班牙之后浮現(xiàn)的海上霸主乃是僅僅身處于彈丸之地的荷蘭，然而陸地面積的狹小并沒(méi)有成為荷蘭成為世界強(qiáng)國(guó)的阻礙，因?yàn)樗麄儞碛兄鴱?qiáng)大的海洋力量。在一開(kāi)始荷蘭僅是因?yàn)槠浜Ｉ线\(yùn)貨能力高明，以“海上馬車(chē)夫”而著名，真正使得荷蘭走向海洋強(qiáng)國(guó)乃至世界霸主的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是在荷蘭繞過(guò)好望角發(fā)覺(jué)了馬六甲海峽之后。經(jīng)過(guò)操縱這一海峽并成立東印度公司運(yùn)轉(zhuǎn)東方的商業(yè)，荷蘭積存了大量的經(jīng)濟(jì)資本，最后成為了一代霸主。

在其之后的“日別降帝國(guó)”英國(guó)更是憑借著對(duì)全球海域的了解而成為了一代海上霸主。對(duì)海岸線信息的了解是人類(lèi)關(guān)于海洋信息最初步的獵取，可即便不過(guò)最基礎(chǔ)的對(duì)海岸線的信息的了解，也會(huì)對(duì)人類(lèi)的歷史產(chǎn)生這樣重大的妨礙，海洋信息的重要性從中得到了充分的體現(xiàn)。

2.2關(guān)于海洋的戰(zhàn)略信息的了解

人類(lèi)對(duì)海洋更深的了解開(kāi)始于海上的戰(zhàn)爭(zhēng)，特殊是在第二次世界大戰(zhàn)之中，世界的各類(lèi)水域地圖被別斷地補(bǔ)全，并且由于潛艇等水下武器的產(chǎn)生，人類(lèi)第一次開(kāi)始使用聲學(xué)方式對(duì)水下舉行觀測(cè)。并且，雷達(dá)的進(jìn)展讓人類(lèi)漸漸開(kāi)始有了對(duì)海上交通信息獵取與掌控的概念，在戰(zhàn)爭(zhēng)的后期，隨著人造衛(wèi)星的升空，人類(lèi)第一次直觀地獵取了全球海域的視野，至此人類(lèi)基本完成了關(guān)于海域形狀的觀看，并初步地?fù)碛辛藢?duì)水下信息的了解。

3.當(dāng)今的海洋信息

3.1當(dāng)今海洋信息的獵取

3.1.1海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)今海洋信息的獵取方式眾多，目前要緊流行的方式是建立海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的前身是美軍為對(duì)抗?jié)撏⒌乃侣晫W(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，而1978年XXX首次在御前崎建筑了一具由海底電纜構(gòu)成的海底實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)用于檢測(cè)地震以及由此引發(fā)的海嘯，而隨著后來(lái)越來(lái)越多國(guó)家加入其中，現(xiàn)今，海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)差不多成為了一具海陸空天潛一體的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

圖1

如圖1所示，為維多利亞海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)系統(tǒng)（VENUS）的示意圖，我們能夠看到，深空的衛(wèi)星，地面的基站，海平面上的海監(jiān)船與海面基站，海水淺層的探測(cè)器以及海底的接駁盒傳感器共同成了一具復(fù)雜的海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。同樣的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)還有XXX的NEPTUNE系統(tǒng)，美國(guó)的GEOMAR系統(tǒng)，XXX的ARENA系統(tǒng)等。這些海底觀測(cè)系統(tǒng)使得人類(lèi)關(guān)于近海信

息的獵取更加的獵取與全面。

3.1.2海洋信息獵取裝備

水下平臺(tái)：水下平臺(tái)能夠針對(duì)水下的個(gè)體目標(biāo)以及海水的各項(xiàng)參數(shù)舉行觀測(cè)。水下平臺(tái)普通都裝備有避碰、導(dǎo)航、多部主動(dòng)探測(cè)、被動(dòng)探測(cè)和通信聲吶、光學(xué)潛望鏡，以發(fā)覺(jué)水下目標(biāo)和水面目標(biāo)，了解現(xiàn)場(chǎng)的航渡和作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)，保證航行安全，防范魚(yú)雷攻擊和引導(dǎo)攻擊敵方水下目標(biāo)。水平臺(tái)在水面航行狀態(tài)，也使用裝配的雷達(dá)探究水面和空中目標(biāo)。由于水聲傳輸特性受海洋的溫度、鹽度、深度、密度、磁場(chǎng)、流場(chǎng)、別同海域、別同季節(jié)及平臺(tái)自身噪聲背景等因素妨礙波動(dòng)較大，對(duì)目標(biāo)探測(cè)和偵察的距離相差也較大，直截了當(dāng)妨礙水下平臺(tái)防衛(wèi)、攻擊能力的發(fā)揮，妨礙執(zhí)行其他任務(wù)的效果。

空中平臺(tái)與衛(wèi)星：空中平臺(tái)與衛(wèi)星要緊用于檢測(cè)海面上的船只以及作為信息傳遞的中轉(zhuǎn)站，要緊作軍事用途。為配合海上作戰(zhàn)，擴(kuò)大信息感知視野，艦載直升機(jī)、艦載預(yù)警機(jī)、艦載無(wú)人偵察機(jī)、從陸地起飛在近海上空的偵察機(jī)、偵察氣球氣艇等，依照別同使命和能力帶有預(yù)警雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、激光雷達(dá)、紅外和無(wú)線遙感探測(cè)裝備等，對(duì)?？张惨颇繕?biāo)、海面挪移目標(biāo)、淺水潛航的潛艇潛器舉行探測(cè)識(shí)不，形成較大海域的?？铡⒑Ｃ?、海下淺層的目標(biāo)態(tài)勢(shì)圖。從覆蓋半徑來(lái)看，比艦載探測(cè)感知設(shè)備要大得多，但識(shí)不精度、感知參數(shù)受探測(cè)設(shè)備技術(shù)水平妨礙很敏感，經(jīng)費(fèi)投入也較大，普通是大型XXX編隊(duì)或大型戰(zhàn)略行動(dòng)才有能力組織配備。其感知信息的安全和共享是需要快速、寬帶網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證的。[1]水下機(jī)器人：在當(dāng)今人工智能的時(shí)代，面對(duì)深海我們?nèi)祟?lèi)自身難以到達(dá)的地點(diǎn)，使用水下機(jī)器人成為了一種新的挑選。

水下機(jī)器人在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域：如海洋研究(科學(xué)考察等)、海洋開(kāi)辟和水下工程等。在海洋開(kāi)辟過(guò)程中,智能水下機(jī)器人將在海洋環(huán)境的探測(cè)與建模、海洋目標(biāo)的水下探測(cè)與識(shí)不、定位與傳輸?shù)确矫娴难芯恐邪l(fā)揮重要作用。此外，還能以水面艦船或潛艇為基地作為無(wú)人武器系統(tǒng)重要組成部分的智能水下機(jī)器人,在數(shù)十或數(shù)百里的水下空間自主完成環(huán)境探測(cè)、目標(biāo)識(shí)不、情報(bào)收集和數(shù)據(jù)通訊。[3]

正因?yàn)樗聶C(jī)器人體現(xiàn)出事實(shí)上用性，水下機(jī)器的市場(chǎng)日漸繁榮。到目前為止,全世界大約共建筑5756臺(tái)各種水下機(jī)器人,其中914臺(tái)作業(yè)級(jí)水下機(jī)器人、2656臺(tái)觀看型機(jī)器人、134臺(tái)AUV;13臺(tái)重型、58臺(tái)埋纜、135臺(tái)輕型、113臺(tái)用于調(diào)查的水下機(jī)器人;1733臺(tái)為軍事服務(wù)的各類(lèi)水下機(jī)器人預(yù)2008年其市場(chǎng)將達(dá)7.5億美元。目前6000m深潛器,目前僅有美國(guó)、法國(guó)、XXX、俄羅斯、中國(guó)等國(guó)家才干研制。

美國(guó)海軍正在研發(fā)一系列的水下機(jī)器人,組建世界第一支水下無(wú)人艦隊(duì)。依照美國(guó)海軍的《無(wú)人駕駛水下運(yùn)載工具總體規(guī)劃》,美國(guó)海軍應(yīng)該研制和部署4種別同級(jí)不的水下機(jī)器人,以習(xí)慣別同的作戰(zhàn)要求。預(yù)計(jì)到XXX年前后,美軍將擁有1000套這種水下機(jī)器人。[4]

3.2海洋信息的處理

3.2.1海洋信息的處理的技術(shù)

Mapreduce技術(shù)

MapＲeduce技術(shù)是一種大規(guī)模并行編程技術(shù)，其可以與現(xiàn)有的空間索引查詢結(jié)合，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)舉行邏輯分類(lèi)利用并行的空間查詢辦法來(lái)提高整個(gè)船舶地理信息數(shù)據(jù)查詢的效率。如如今已有學(xué)者提出將別同類(lèi)型的空間索引信息分布在分布式的計(jì)算機(jī)中，并利MapＲeduce

技術(shù)對(duì)用戶的查詢舉行并行化邏輯處理，以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的并行處理。其最早是由Google公司研究提出的一種面向大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的并行計(jì)算模型和辦法。

基于云計(jì)算的空間索引算法

云計(jì)算結(jié)構(gòu)要緊經(jīng)過(guò)虛擬化計(jì)算將大量的計(jì)算資源及存儲(chǔ)資源舉行統(tǒng)一治理的體系結(jié)構(gòu)。同時(shí)用戶提交的任務(wù)統(tǒng)一由資源調(diào)度中心舉行合理的分配資源調(diào)度中心需要對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)舉行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。挪移云計(jì)算結(jié)合挪移互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算，在舉行船舶地理信息查詢系統(tǒng)中，將挪移云平臺(tái)在對(duì)用戶提供服務(wù)的層面劃分為“用戶端”、“信息端”及“云端”;而挪移云平臺(tái)的平臺(tái)架構(gòu)從技術(shù)處理上能夠劃分為任務(wù)消息接收層、物理層、任務(wù)分配層、計(jì)算及存儲(chǔ)虛擬層。挪移云平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

客戶端:指用戶舉行傳播地理信息查詢的客戶端軟件，能夠支持別同操作系統(tǒng)。

信息端:在挪移云計(jì)算平臺(tái)中要緊指接入云端的挪移互聯(lián)網(wǎng)作為客戶端向云端請(qǐng)求消息的接收端及云端返回給客戶端的信息數(shù)據(jù)的發(fā)送端。

云端:云端又分為任務(wù)治理中心、虛擬計(jì)算節(jié)點(diǎn)及存儲(chǔ)端。任務(wù)治理中心別僅治理著用戶任務(wù)的調(diào)度分配，并且需要監(jiān)控整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)，如計(jì)算節(jié)點(diǎn)是否正在使用、是否脫機(jī)及內(nèi)存是否正常等。[2]

圖2

3.2.2我國(guó)關(guān)于海洋信息的處理

２０世紀(jì)８０年代往常，我國(guó)海洋信息化工作要緊以對(duì)歷史海洋調(diào)查和考察數(shù)據(jù)的救護(hù)性保存為主，實(shí)現(xiàn)文檔化資料治理；“九五”期間，依托各類(lèi)商業(yè)化軟件，逐步開(kāi)展專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)工作，實(shí)現(xiàn)海量海洋數(shù)據(jù)的檢索和使用；“十五”至“十一五”期間，以專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，著手建立海洋信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟硬件設(shè)備的升級(jí)換代。通過(guò)幾十年的進(jìn)展，我國(guó)海洋信息化成果已初步顯現(xiàn)

數(shù)字海洋：“數(shù)字地球”概念的提出在全球范圍內(nèi)引起強(qiáng)烈反響。我國(guó)海洋工作者將其與海洋領(lǐng)域的工作和實(shí)踐相結(jié)合，于１９９９年提出“數(shù)字海洋”概念以及相關(guān)建設(shè)構(gòu)想，并與２００３年正式啟動(dòng)我國(guó)數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建項(xiàng)目，成為我國(guó)海洋信息化領(lǐng)域首個(gè)全國(guó)范圍內(nèi)的專(zhuān)項(xiàng)工程。２０１１年數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架建設(shè)圓滿結(jié)束，取得一系列豐碩成果，并且也還存在如缺乏實(shí)時(shí)、持續(xù)、立體的數(shù)據(jù)獵取手段，系統(tǒng)之間信息交換和協(xié)同能力較差，較注重近海而缺乏遠(yuǎn)海信息等一系列咨詢題。數(shù)字海洋的核心是將大量復(fù)雜多變的

海洋信息轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚨攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，成為可計(jì)算、可存儲(chǔ)的對(duì)象。海洋環(huán)境信息中，溫度、鹽度、濕度等基本上隨著時(shí)刻、空間變化而延續(xù)變化的，惟獨(dú)經(jīng)過(guò)數(shù)字化技術(shù)對(duì)這些延續(xù)變量舉行采樣、量化、編碼，才干形成可被存儲(chǔ)、運(yùn)算、處理的數(shù)值。所以能夠以為，數(shù)字海洋是海洋信息化進(jìn)展的基礎(chǔ)。

透明海洋：在“數(shù)字海洋”的基礎(chǔ)上，海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的吳立新院士于近年提出“透明海洋”的工程構(gòu)想?！巴该骱Ｑ蟆贬槍?duì)我國(guó)南海、西太平洋和東印度洋，實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)獵取和評(píng)估別同空間尺度海洋環(huán)境信息，研究多尺度變化及氣候資源效應(yīng)機(jī)理，進(jìn)一步預(yù)測(cè)將來(lái)特定一段時(shí)刻內(nèi)海洋環(huán)境、氣候及資源的時(shí)空變化，實(shí)現(xiàn)海洋狀態(tài)透明、過(guò)程透明、變化透明，使其成為“透明海洋”?！巴该骱Ｑ蟆笔窃诤Ｑ笮畔?shù)字化的基礎(chǔ)上，向海洋環(huán)境信息應(yīng)用邁出的重要一步，將大幅提升我國(guó)認(rèn)知海洋的能力。但是認(rèn)知海洋不過(guò)基礎(chǔ)，經(jīng)略海洋才是目標(biāo)，怎么充分利用信息提升經(jīng)略海洋的能力才是將來(lái)進(jìn)展的關(guān)鍵。[1]

4.我國(guó)海洋信息獵取所面對(duì)的困難與也許的解決方案

海洋信息化缺乏頂層體系性設(shè)計(jì)：目前我國(guó)仍較重視個(gè)不領(lǐng)域的建設(shè)，缺乏全局整體性進(jìn)展規(guī)劃，從而形成能力短板，嚴(yán)峻制約海洋信息化建設(shè)的整體效果；

海洋信息獵取能力亟待提升：我國(guó)自主獵取的海洋信息在范圍、內(nèi)容和質(zhì)量等方面還存在明顯別腳；

海洋信息缺乏有效共享互隔絕：由于信息系統(tǒng)分頭建設(shè)，涉海數(shù)據(jù)分不掌握在各業(yè)務(wù)主管部門(mén)和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)手中，彼此之間相再加上政策、技術(shù)、安全等方面的思考，形成多個(gè)數(shù)據(jù)孤島，使海洋數(shù)據(jù)的治理和共享浮現(xiàn)各自為政的局面；

海洋信息業(yè)務(wù)化應(yīng)用水平低：受數(shù)據(jù)質(zhì)量、歷史積存以及最為關(guān)鍵的數(shù)據(jù)挖掘能力等方面的限制，目前我國(guó)海洋信息對(duì)經(jīng)濟(jì)、管控、軍事和開(kāi)辟等領(lǐng)域的決策支撐保障水平仍然較低，信息在實(shí)際業(yè)務(wù)中的應(yīng)用范圍、應(yīng)用深度都亟待提升；

海洋核心技術(shù)裝備力量薄弱：僅8%的國(guó)產(chǎn)核心裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平、22%的國(guó)產(chǎn)核心裝備與國(guó)際先進(jìn)水平差距為5年、其余國(guó)產(chǎn)裝備差距在5~20年。尤其在信息感知裝備（如水下觀測(cè)設(shè)備、岸基雷達(dá)設(shè)備等）方面，缺乏自主研制和生產(chǎn)能力，核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件和整機(jī)裝備大部分依靠進(jìn)口和國(guó)外配套，對(duì)將來(lái)我國(guó)海洋信息化進(jìn)展造成別利妨礙。

進(jìn)展建議：第一步要緊解決現(xiàn)存咨詢題，夯實(shí)完善海洋信息體系。經(jīng)過(guò)海洋物聯(lián)網(wǎng)、海上寬帶通信、海洋工程裝備等方面的進(jìn)展，打造覆蓋全球的海洋信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過(guò)海洋大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等方面的建設(shè)，提升我國(guó)海洋信息開(kāi)放共享、分析處理、價(jià)值挖掘等方面的能力。經(jīng)過(guò)為各涉海領(lǐng)域提供具有準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能力的信息應(yīng)用服務(wù)開(kāi)辟平臺(tái)和環(huán)境，鼓舞海洋信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展，形成涉海領(lǐng)域全面覆蓋的信息服務(wù)體系。

第二步要緊提升信息體系能力，構(gòu)建智慧海洋。順應(yīng)海洋信息化進(jìn)展的必定趨勢(shì)，著力推動(dòng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的深入應(yīng)用，加強(qiáng)海洋數(shù)據(jù)分析挖掘能力，