海洋百科
首页      三维海洋      海洋百科
        编辑指南
数字海洋
编辑词条

    简介

 

    “数字海洋”随“数字地球”理念应运而生,它通过卫星、遥感飞机、海上探测船、海底传感器等进行综合性、实时性、持续性的数据采集,把海洋物理、化学、生物、地质等基础信息装进一个“超级计算系统”,使大海转变为人类开发和保护海洋最有效的虚拟视觉模型。为在海洋竞争中获取信息优势,美、英、法、德、俄、日等国正将科研尖端力量和大笔资金投入“数字海洋”。例如,美国和加拿大为此制定的“海王星”计划、日本的ARANA计划等已初步实现应用。非洲地区沿海25国也联合建立了非洲近海资源数据和网络信息平台。

 

   理论

 

    数字海洋是通过海洋调查、海洋监测监视(包括:卫星、飞机、船舶、浮标、岸站等)、社会普查统计等数据获取手段,利用计算机把它们和相关的所有其它数据及其实用模型结合起来,在计算机网络系统中实现真实的海洋重现,形成的一个总体系统,包括海洋数据的采集与传输、数字海洋信息基础设施、信息资源开发与利用、数字海洋再现与预现、数字海洋应用系统五个部分。

 

 

   数字海洋的必要性

 

    1.实质

    早在数字地球理念提出之前,我国已经把信息化建设放在首要位置。邓小平同志在1984年就提出了“开发信息资源、服务四化建设”的战略构思。2006年5月8日,中国未来15年信息化发展战略《2006—2020年国家信息化发展战略》正式出台。自1980年代中国开始走信息化建设道路以来,信息化建设已上升到了国家发展战略的高度,这对海洋信息化建设无疑具有权威性和指导性作用。在这个背景下,数字海洋作为海洋信息化发展战略的基础项目,是实现海洋信息化的必由之路。数字海洋把遥感技术、传感技术、机器人技术、地理信息系统和网络技术与可持续发展等海洋需求联系在一起, 把原始的海量数据变成可理解的信息,为海洋信息化提供一个战略基础框架。数字海洋的实质是信息化的海洋,它是充分利用信息、实现海洋信息化的有效手段。 


    2.目测和经验

    人类认识海洋要从航海活动出现开始,最初只是为了捕鱼、寻找新大陆等,观测海洋靠的是目测和经验。随着人类社会的不断进步,对海洋的需求已不仅仅局限于航海,海洋经济、海洋环境、海洋管理等都成为人类赖以生存的需求领域。人们对海洋认识的要求也从观测航线发展到观测海洋地球物理、海洋动力、海洋化学、海洋生物等各类要素数据。在冷战结束之前,国际环境迫使许多高科技技术以及1960年代后发展起来的信息技术多处于军事保密状态下,并未广泛地用于民用海洋事业,对海洋的认识也基本停留在乘船出海、定点取样、实验室分析等静态局限的传统方式。1990年代以来,国际环境发生了巨大变化,各种高新技术不断应用于海洋开发之中,带来了海洋观测手段的变革,随之而来的是对认识海洋、管理海洋、开发海洋的一场革命。 
   

    3.认识海洋

    认识和了解海洋一直是海洋活动的基础,一般认为现代海洋学起始于1872年12月30日,这一天,英国皇家舰队“挑战者”号,在环球航行期间(1872—1876年)建立了第一个海洋观测站。从那时起,借助不断发展进步的科学技术,各种海洋观测手段与方式不断丰富着人们获取的海洋知识。这种认识过程推动了以开发利用海洋资源为特征的海洋经济的发展,增强了以海洋环境预报为特征的海洋灾害抵抗能力。海洋是一个变化复杂的整体,仅仅依靠海洋观测站、船舶调查等传统观测方式仅能提供有限的静态和动态数据。这种观测海洋的局限性,造成了对海洋的认识多是滞后的,缺乏对海洋变化过程的了解。以信息高新技术为基础的数字海洋,采用立体观测海洋的方式,全面综合而持续地从海洋采集数据。这种观测体系,使得科学家能够综合大量的静态与动态数据,通过实际观测掌握海洋自然演变过程,使海洋认识实现了质的飞跃。 

 

    4.管理海洋

    海洋管理在各国尤其是在海洋大国的国家利益中,占有非常重要的位置。现代海洋管理一般是指海洋权益、海洋资源、海洋环境三类海洋行政管理。随着科技的进步与发展,海洋管理的技术手段也在不断更新。在冷战结束后,大量高科技对民用解禁,同时民用市场反过来促进了高科技的飞速发展,这也是美国硅谷在1990年代繁荣的一个主要原因。信息技术应用于海洋管理后,实现了海洋管理的信息化、网络化和智能化,即在数字海洋框架下的海洋现代化管理。例如,在维护海洋权益上,数字海洋的实时立体观测体系,能够对我国沿海200海里范围内的经济专属区海域,进行全天候无遗漏的实时监视,任何违反我国法律的海洋活动和行为如非法勘探、非法排污等,都将在第一时间通过无缝高速网络系统传回我国海监指挥中心,以便及时形成维权的决策,并以最快的速度调集海监执法飞机和船只赶到维权地点,确保国家的海洋权益不受侵犯。 


    5.开发海洋

    海洋是人类赖以生存的第二疆土,因此,以获取和控制资源为目标的海洋开发历来是沿海各国的重点发展战略。传统意义上的海洋资源仅包括航行、捕鱼、制盐。随着社会发展和大量先进的科学手段在海洋活动中的应用,现在一般认为的海洋资源则包括旅游、可再生能源、油气、渔业、港口和海水六大类。在人类对石油、天然气等不可再生资源的需求越来越大的情况下,海底石油、天然气成了海洋资源争夺的重点。由此可见,海洋开发的演进与科学技术的进步是密不可分的,海洋开发的程度受制于对海洋的认识程度,而对海洋的认识程度又取决于所采用的工具与手段。数字海洋强大的信息集成和综合展示功能,为每一个海洋开发项目提供了大范围、精确的海洋环境数据。同时,利用网格、超算等信息技术,将项目的需求、效益、成本以及对周边海域的影响等进行综合,向决策者展示最佳方案。数字海洋为人类真正走出海洋开发的盲目性,提供了可靠的基础保障,是可持续开发利用海洋的前提。  

 

   我国数字海洋的建设


    1.确立战略目标

 

    确立数字海洋的战略目标时要站在国家的高度,并面向未来相当一段时期内海洋事业的发展。选择目标必须建立在三个原则基础之上。一是建设内容以服务我国未来10年到20年的海洋发展战略为主,在海洋经济发展上立足能源、生物、旅游等新兴海洋产业,范围要由近海向远洋发展;在环境保护和灾害防范上要实现由被动向主动转变、预报向预警转变;在国防安全上,要达到对海上威胁的早期预警和对300万公里2海洋国土的无缝监视。二是技术与设备选择上既要注重安全性与可靠性,又必须大量采用先进的甚至是带有实验性的技术,因为数字海洋本身就是一个海洋先进科技装备的开发平台。三是鉴于数字海洋是一个战略性的海洋基础型工程,所需资源必须得到保证。


    我国建设数字海洋的目标主要为五个方面。第一是实现覆盖300万公里2海洋立体观测体系,确保获取我国安全与经济所需的全球海洋综合信息数据;建设完备的基础与专题数据库体系,达到对海洋安全、经济、科研、网格、综合、虚拟的应用与服务支撑。第二是推动海洋信息技术自主创新能力和建设能力达到世界一流水平,海洋信息产品力求先进、实用、功能强大,满足海洋活动中的各方需求。第三是海洋信息安全水平能确保国防安全、海洋经济、海洋科研方面的信息安全要求。第四是形成完善的海洋信息化发展体制、政策环境和标准规范,实现以海洋信息化建设带动海洋各项事业的健康发展。第五是用信息化手段和信息化产品,做好各项决策的保障支撑,为海洋可持续开发利用奠定基础。 

 

    2.动态

 

    在国家信息化战略的推动下,我国海洋信息化建设的力度在不断加强,以数字海洋为目标的各类海洋信息化建设专项和项目,在国家和地方正紧锣密鼓的展开。自1990年代起,我国沿海省市在地方电子政务建设的带动下,一批与涉海部门相关的海洋电子政务项目正在建设,有力地促进了沿海海洋管理与海洋经济的发展,如“海上山东”信息化工程、福建省海洋电子地图及空间基础地理信息系统、广东省的海洋信息化五大工程等。


    用信息化带动工业化是国家信息化战略的指导思想,因此用信息化来带动我国海洋事业的现代化是海洋强国的一条基本措施。2003年,在由国务院批准实施的我国近海资源调查专项(908专项)中,确立了建设“中国近海‘数字海洋’信息基础框架”,这一重大决策也拉开了我国实施数字海洋战略的序幕。国家海洋局与上海市政府从海洋信息化建设的全局出发,决定在上海共同建设“数字海洋”上海示范区,为我国全面建设数字海洋铺下了第一块基石。


    建设“数字海洋、生态海洋、安全海洋、和谐海洋”是我国海洋强国战略的具体目标。在这四个目标中,数字海洋是基础,是国家安全建设、海洋经济开发、海洋现代化管理的必要条件。在实施过程中,要充分发挥我国信息产业、海洋装备制造业等高科技产业的创新能力和生产能力,使数字海洋工程成为我国海洋先进装备制造能力、海洋科技创新能力、海洋高科技产品的研发能力的强大驱动引擎。在推进数字海洋建设中,要充分考虑我国海洋管理与开发的现状,以跨部门应用、整合资源、集成建设为原则,成立职权责明确的综合领导机构来统筹国家数字海洋建设,确保工程效益的最大化、资源利用的最优化,以及应用性能的最佳化。

 

   908专项

 

    908专项于2004年正式实施,包括近海海洋综合调查、综合评价和“数字海洋”信息基础框架构建三大任务。国家累计投入经费20.59亿元,沿海省(区、市)匹配经费近3亿元。在专项实施过程中,采用了世界先进的海洋调查仪器设备,动用大小船只500余艘,航程200多万公里,海上作业约2万天。全国180余家涉海单位的3万余名海洋科技工作者,经过8年多的努力圆满完成专项确定的各项任务。







更新者:舒克贝塔   更新时间:2014-04-01 15:51:25
中国数字海洋公众版
www.iocean.net.cn
中国数字海洋公众版通过大量详实的海洋数据和国际先进的技术表现形式描绘海洋,对海洋资源、海洋环境、海洋文化等多方面的信息进行了生动展示。其内容丰富、形式新颖、操作简单、效果直观,是宣传海洋文化的窗口、传播海洋知识的阵地和提供海洋信息服务的重要门户。