标题：数字海洋
什么是数字海洋
基本简介构建“数字海洋”信息基础框架项目，现已成为我国建国以来规模最大的国家海洋计划之一。上海陆域面积  6727平方公里，海域面积却达7000多平方公里，“数字上海”半边天将是“数字海洋”。这块“数字海洋”项目的唯一示范区，将由国家海洋局与上海市人民政府共同建设，重点区域包括长江口和洋山深水港附近水域，并延伸至东海上部分我国管辖的专属经济区，已率先启动空间地理基础信息库建设。
多维一体“海洋网格化”“在‘数字海洋’模拟屏前，你触摸大片海洋的某一点，那里当前时刻的水温、流速等都能显示。”东海信息中心总工程师林勇说。以往的海洋数据库来源于历次海洋专项调查等，这种信息长期静态不变；“数字海洋”则建立在太空、空中、海面、海底、陆上等多维立体信息采集系统上，是对大海进行的“现场直播”。
除现有的卫星、飞机、船舶、特殊浮标、海岸雷达等设备外，国产的智能化传感网络将在海底铺开。这一网络将由兼具供电和通信功能的海底光缆构成，光缆在一定区域形成一个“网格”，分区分片、守土有责。它们长出的“触角”———传感器，可上浮或沉底，分分秒秒记录、回传大海的“一举一动”，还带有照明和照相功能，可像海洋生物那样工作数十年之久，通过海底机器人进行维护。　
“亲睹”台风形成登陆过程“数字海洋”能在防御包括地震、海啸在内的海洋灾害上大显身手，其灾害预警时间和预报准确性将比现在大大提高。人们将能在视频上看到直观的虚拟图像———台风在海面上形成、移动、登陆……这都由“数字海洋”的超级计算机“导演”，它一旦接收到前方传感系统的异常海洋数据，就能对台风行进路线、风速浪速、影响区域、损失估算等进行海量计算，建立全三维可视模型，为防灾减灾提供精确预判。此外，暗礁、海雾、洋流，以及石油泄漏、咸潮赤潮等都能提前一览无余。
革命性变化数字化的海洋世界将为海洋综合管理与公益服务带来革命性变化。通过整合气象、海洋、海事、渔政、水务等部门信息系统，“数字海洋”将为海洋维权、经济建设、环境保护、救助打捞等提供强大技术支撑。如建立船籍数据库和“油指纹”系统后，不仅可在千里之外进行船型识别和导航，对溢油事故责任人的认定也能言之凿凿，有力地服务于国际航运中心建设。 　
海洋是蔚蓝色的国土。随着信息技术的发展和充分应用，中国将以积极构建“数字海洋”为重点，努力提高海洋开发和管理工作的信息化水平。　
主要内容“数字海洋”的主要内容包括：建设近海海洋信息基础平台、海洋综合管理信息系统和“数字海洋”原型系统；逐步完成 “数字海洋”空间数据基础设施的构建，基本满足全国中比例尺(局部区域大比例尺)海洋空间数据的获取、交换、配准、集成、维护与更新要求；重点突破“数字海洋”建设所急需的支撑技术；完成“数字海洋”原型系统的开发，实现试运行，并开展应用示范研究，开发出一批可视化程度高的新型海洋信息应用产品。　
重要空间海洋是地球生命的摇篮，是人类生存与可持续发展的重要空间。自有人类以来，认识海洋、征服海洋、利用海洋等海洋活动就从未停止过。信息时代的到来，第一次为人类全面准确而深入地认识和了解海洋提供了可行的技术支撑。1998年1月31日，美国的戈尔（A. Gore）提出了数字地球的概念，认为数字地球是一种可以嵌入海量地理数据、多分辨率和三维的地球表示，并可在其上添加许多与人们生产生活相关的各种信息。这一概念被迅速应用到政治、经济、军事等各个领域，而由数字地球引申出的数字海洋也成为人类驾驭海洋的必经之路。
数字海洋的由来与定义
明确的概念数字海洋在世界上还没有一个明确的概念，发达国家如美国、日本等从信息技术应用的角度出发，提出了海洋综合观测系统的概念，即数字海洋就是立体化、网络化、持续性的全面观测海洋，并海量获取数据。美国国家海洋大气局资助的“Sea Grant”项目对数字海洋的描述是：数字海洋计划通过海量的数字信息与模型，将海洋装进“芯片”，从而能够将海洋化学、海洋生物、海洋物理等要素数据转变成人类利用海洋、保护海洋的最有效工具。我国许多专家、学者、有关部门在呼吁数字海洋建设的同时也对数字海洋进行了各自的描述，比较集中的表达是：数字海洋是随着数字地球战略的提出应运而生的，是一项庞大复杂的系统工程，是由海量、多分辨率、多时相、多类型空间对海洋观测数据和海洋监测数据及其分析算法和模型构建而成的虚拟海洋世界。通过对当前现实海洋景观和过程的直接表达，以及对未来现实海洋场景的预测、预现，数字海洋将促进人类对海洋开发利用的方式更趋合理，保障海洋的可持续发展。
数字海洋是空间地理技术、信息技术、网格技术及信息化环境发展到一定阶段的产物，是一个国家经济、科技等综合实力的体现。以信息化概念来解释时，数字海洋涵盖了三个层次：数据立体实时和持续采集、信息网格集成、知识综合应用。　
数据立体实时和持续采集应用高科技手段全面、深入地观测和了解海洋的变化过程，是指在一定的时空内对海洋进行立体观测（海面之上、海面、海底）。空间观测是利用各类遥感新技术，如高分辨率高光谱卫星图像技术、雷达卫星技术、小卫星技术、植被卫星技术、水色卫星技术等，对海面及海面下一定深度范围内的海洋特性进行全面地观测。海面观测是由岸基海洋观测站、高频地波雷达、各型浮标等组成的海面观测网，对海洋动力、大气、环境、突发事件等实行全天候观测。海底观测是由海底工作平台、海底数据和动力特殊光缆、水下滑翔器、海底机器人等智能终端组成的海底观测网，对海洋深处动力、生物、化学、地球物理要素数据进行精确而持续的采集。现代网络技术和能源技术使得以上立体观测的三个内容能够长时间持续地进行，具备了对海洋地球物理、化学、生物、动力变化过程不间断的观测能力，为人类最终驾驭海洋奠定了基础。　
信息网格集成把浩瀚大海中的各种要素，包括历史的、动态的数据集中存储、分析和研究，是处理海洋经济发展、环境保护、灾害预防等活动中的各类问题的最有效工具。数字海洋充分利用高科技与现代信息技术手段，将分布式的立体观测终端、分布式的数据库体系、分布式的各级终端计算，通过网格技术协同数据采集、集成信息处理、统一运行计算，使网络上的所有资源合力工作，从而完成传统方式无法完成的海洋活动中的各种复杂计算，建立功能强大的各种应用与决策模型，实现对海洋的深入精确认识。数字海洋实现这一目标的核心是日益成熟的网格计算、数据同化与融合、分布式数据库等技术。　
知识综合应用数字海洋的突出作用在于它所产生的先进、丰富、实用的海洋知识。因此，完整的数字海洋体系必须在海量信息集成平台上，搭建公共性强、综合性广、功能齐全的基础海洋信息服务平台与产品开发和综合应用平台，并按照资源合理开发利用的原则，实现一次采集、一次集成、统一开发、各家共用的理想目标。这个信息服务平台既是用户根据各自的业务所需，获取相关海洋信息与知识的窗口，又是用户进行信息交换、共享、开展知识二次开发的平台。
数字海洋与海洋信息化
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。　
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。　
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。　
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。　
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。
战略目标
基本简介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。　
我国数字海洋建设的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。
关键词国家海洋局局长孙志辉日前表示，构建“数字海洋”，实现海洋的信息化和“透明化”，不仅为我们深入认识海洋、开发海洋、管理海洋开辟了广阔的途径，提供了有效的手段，而且对于未来高科技条件下更好地维护国家海洋权益和安全具有重大而深远的战略意义。
近些年来，中国组织实施了一系列重大海洋调查专项，积累了海量的宝贵数据和资料，为加快推进“数字海洋”工程建设创造了良好的条件。
“我们的任务就是要在现有基础上，充分借鉴国内外信息化建设的经验，完善建设近海‘数字海洋’信息基础框架，使我国数字海洋发展的总体规划与布局达到国际先进水平。”孙志辉说。 　
908专项通过总验收
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。[1]
2012年10月26日，我国近海海洋综合调查与评价专项（简称908专项）在京通过总验收。专项圆满完成了预定任务，基本摸清我国近海海洋环境资源家底，对海洋环境、资源及开发利用与管理等进行了综合评价，构建了我国“数字海洋”信息基础框架。全国政协副主席陈宗兴出席验收会并讲话，国土资源部党组成员、国家海洋局局长、908专项领导小组组长刘赐贵作总结讲话。[1]
陈宗兴指出，发展海洋事业，建设海洋强国，关键要在资源、科技、理念三方面打好坚实基础，908专项在这三方面都有突出的表现。下一步，要加快专项成果的推广和转化，科学规划海洋调查工作，大力推动常态化的海洋调查和“数字海洋”服务工程建设，使海洋调查更好地服务于国家经济社会发展。刘赐贵表示，国家海洋局将继续发挥专项成果的作用，把重点放在为经济社会发展服务，为维护海洋权益服务，为学科建设和科学研究服务，为广大人民群众服务上；同时，开展常态化海洋调查，不断更新和补充重要信息资料。[1]
通过908专项调查与研究，基本摸清了我国近海海洋环境资源家底，更新了我国近海海洋基础数据和图件，对海洋环境、资源及开发利用与管理等进行了综合评价，构建了中国“数字海洋”信息基础框架，提出了有关我国海洋开发、环境保护和管理政策的系列建议，为国家宏观决策、海洋经济建设、海洋管理和海洋安全保障提供了有效的支撑和服务。专项首次获取我国大陆海岸线长度和海岛数量等高精度实测数据，我国大陆海岸线长度为19057公里，海岛数量为10312个。专项首次查明了我国海洋能等新兴海洋资源分布及开发潜力：除台湾省外，我国近海海洋可再生能源总蕴藏量为15.80亿千瓦；我国重要海砂资源区面积约30.3万平方公里，估算资源量约4749亿立方米，已探明具有工业储量的滨海砂矿产地共91处。此外，专项首次系统地获得了准同步、全覆盖的我国近海海洋环境基础数据；全面摸清了我国近海空间资源的基本状况及利用前景；全面掌握了我国主要海洋灾害的分布、特点、强度及影响；全面深化了近海环境基本特征及其变化规律的科学认识；系统认识了我国近海海洋生态系统健康状况和服务价值；系统编撰了一批集中反映我国最新海洋研究成果的系列图集、专著及大型工具志书等。[1]