□ 程骏超 何中文
知海,是爱海、用海、护海的前提和基础。推进海洋信息化建设,打造“数字海洋”“透明海洋”,全面掌握、有效利用海洋信息,对于海洋强国建设具有重要支撑作用。
近期,山东启动海洋标准信息化管理服务平台建设。
充分认识海洋,是有效管理海洋、开发海洋、经略海洋的重要基础。随着科技水平的不断进步,海洋战略对于信息化发展的需求越发强烈。例如,没有海洋气象信息,渔业生产安全将无法保证；没有海底地质信息,资源开采将无从下手；没有海洋水文信息,生态保护将无的放矢；没有海上活动目标信息,沿海地区和海上航道安全将受到威胁,海洋管控更是无据可循。因此,信息化能力直接决定着海洋事业发展的效果,信息化建设在国家海洋战略中不可或缺。
当前,我国海洋信息化建设已取得丰硕成果,但与有效支撑海洋强国建设、构建“21世纪海上丝绸之路”等宏伟目标相比,仍有巨大的发展潜力。
海洋信息化缺乏顶层体系性设计。首先,海洋涉及军事、政治、外交、经济、环境等多个领域,而在海洋信息化建设过程中没有国家顶层的体系性设计和统一的规划引导,缺乏空间、功能布局和实施步骤的合理统筹,各部门、沿海地方通常按照自身业务需求独立开展建设,各系统不仅难以相互协调支撑、统一形成合力,而且造成重复建设和资源浪费。其次,海洋信息化建设内容丰富,涵盖基础设施、管理机制、运行保障、标准质量、安全防护等多个方面,且各部分关系紧密、不宜分立,必须相互支撑、协调推进,因此顶层体系性设计尤为关键。然而,目前我国仍较重视个别领域的建设,缺乏全局整体性发展规划,严重制约海洋信息化建设的整体效果。
海洋信息获取能力亟待提升。从整体来看,我国已初步形成由卫星、飞机、调查船、岸基监测站、浮标等组成的海洋环境立体监测网络,在空中、海面、水下形成一套立体综合观测体系。然而,我国自主获取的海洋信息在范围、内容和质量等方面还存在明显不足。在范围方面,目前我国布局的信息基础设施仅能够覆盖管辖海域,且以水面信息为主,对于深海、远海、重要战略通道等区域缺乏有效的信息获取手段,而是主要以国际合作和交换资料为主,难以实现对船舶远洋航行和海外军事/非军事行动的有效保障。在内容方面,目前我国仍以水文气象等环境信息为主,对于低空、水面和水下活动目标信息难以做到及时掌握,即使通过雷达、声呐等手段探测到目标,也难以实现对目标身份和意图的有效识别,从而给海上安全管控、突发事件应急处理带来巨大困难。在质量方面,受限于获取手段和仪器设备,我国现有的海洋数据主要以批次性调查和日常业务工作积累等为主,数据的时效性、时空分辨率以及精度等方面与国外还有较大差距。
海洋信息缺乏有效共享。由于信息系统分头建设,涉海数据分别掌握在各业务主管部门和相关科研机构手中,彼此之间相互隔绝,再加上政策、技术、安全等方面的考虑,形成多个数据孤岛,使海洋数据的管理和共享出现各自为政的局面。一方面,使数据重复采集、成本提升；另一方面,也使大量数据囤积难以发挥其潜在价值。数据共享机制的不健全进一步影响信息关联与协同的能力。海洋环境复杂多变的特点,导致单一海洋信息的可信度和准确度通常较差,无法凭此作出有效决策。只有将多种信息关联起来、相互比对,并进一步建立信息之间的关系模型、协同使用数据,才能够验证数据的有效性,并深层次挖掘数据,寻找规律、提炼价值。
海洋信息业务化应用水平低。我国虽已在相关涉海部门、行业初步建立信息应用系统,但大多停留在数字化办公和掌握当前海洋情况这一初级层面,对于海洋信息自身价值的开发仍处于起步阶段,未能有效地根据海洋信息对未来的海洋态势进行更准确的预测。综合来看,受数据质量、历史积累和最为关键的数据挖掘能力等方面的限制,目前我国海洋信息对经济、管控、军事和开发等领域的决策支撑保障水平仍然较低,海洋信息在实际业务中的应用范围、应用深度都亟待提升。
“知海”才能更好“用海”。在深刻认识我国海洋信息化发展中存在的问题的基础上,应充分借鉴国外该领域积累的经验和形成的理念,立足现有“数字海洋”“透明海洋”的发展理念,从全局战略性角度出发,加强海洋信息化发展的顶层设计,完善信息共享机制,大胆利用新兴信息技术,充分发挥其对现有业务模式的开创性作用,形成后发优势,逐步实现对世界先进水平的赶超,实现对海洋强国战略发展的有力支撑。
完善海洋信息基础设施,发展海洋信息服务产业。要顺应海洋信息化发展的必然趋势,着力推动大数据、云计算技术的深入应用,加强海洋数据分析挖掘能力,完善信息交互传输网络,提升虚拟信息空间运行真实程度。通过海洋物联网、海上宽带通信、海洋工程装备等方面的发展,打造覆盖全球的海洋信息基础设施网络。通过海洋大数据、云平台等方面的建设,提升我国海洋信息开放共享、分析处理、价值挖掘等方面的能力。通过为各涉海领域提供具有准确预测能力的信息应用服务开发平台和环境,鼓励海洋信息服务产业发展,形成涉海领域全面覆盖的信息服务体系。
构建海洋空间模型,为海洋活动和决策提供指导。从整体来看,新一代信息技术体系已经具备构建与人类所在物理空间相对应的虚拟空间的能力。凭借海洋物联网获取的与日俱增的海量数据,加上长期积累的各类历史数据,通过以云计算平台为支撑的工业大数据、社会大数据、科学大数据的分析处理,可在虚拟空间中构建海洋环境演变模型、海上设备运行模型、涉海人员活动模型。在此基础上,利用大量实时数据驱动虚拟空间中的各类模型,可实现在虚拟海洋空间中模拟和预测实体海洋空间的发展变化情况。由此,一方面,可利用模拟预测结果对实体海洋空间的活动和决策进行指导；另一方面,可利用实体空间产生的大量数据促进虚拟空间的成长,提升模型的准确程度和预测能力,从而形成实体海洋空间与虚拟海洋空间相互指导、相互映射的良性互动关系。
推动海洋数据获取向常态化、精细化发展,不断加大对海洋数据资料获取的力度,有针对性地开展局部精细化调查活动,为不同应用领域提供数据服务和支撑。海洋数据处理和管理应向整合集成发展,加强国家级海洋数据中心的建设。基于大数据技术开展海洋环境数据检索与可视化表达研究,将海洋大数据分析挖掘技术广泛应用在海洋防灾减灾、生态环境保护、海上应急救援等领域,帮助人们更准确地把握海洋规律,提升风险防控能力。
(作者单位:中国船舶工业系统工程研究院)
知海,是爱海、用海、护海的前提和基础。推进海洋信息化建设,打造“数字海洋”“透明海洋”,全面掌握、有效利用海洋信息,对于海洋强国建设具有重要支撑作用。
近期,山东启动海洋标准信息化管理服务平台建设。
充分认识海洋,是有效管理海洋、开发海洋、经略海洋的重要基础。随着科技水平的不断进步,海洋战略对于信息化发展的需求越发强烈。例如,没有海洋气象信息,渔业生产安全将无法保证；没有海底地质信息,资源开采将无从下手；没有海洋水文信息,生态保护将无的放矢；没有海上活动目标信息,沿海地区和海上航道安全将受到威胁,海洋管控更是无据可循。因此,信息化能力直接决定着海洋事业发展的效果,信息化建设在国家海洋战略中不可或缺。
当前,我国海洋信息化建设已取得丰硕成果,但与有效支撑海洋强国建设、构建“21世纪海上丝绸之路”等宏伟目标相比,仍有巨大的发展潜力。
海洋信息化缺乏顶层体系性设计。首先,海洋涉及军事、政治、外交、经济、环境等多个领域,而在海洋信息化建设过程中没有国家顶层的体系性设计和统一的规划引导,缺乏空间、功能布局和实施步骤的合理统筹,各部门、沿海地方通常按照自身业务需求独立开展建设,各系统不仅难以相互协调支撑、统一形成合力,而且造成重复建设和资源浪费。其次,海洋信息化建设内容丰富,涵盖基础设施、管理机制、运行保障、标准质量、安全防护等多个方面,且各部分关系紧密、不宜分立,必须相互支撑、协调推进,因此顶层体系性设计尤为关键。然而,目前我国仍较重视个别领域的建设,缺乏全局整体性发展规划,严重制约海洋信息化建设的整体效果。
海洋信息获取能力亟待提升。从整体来看,我国已初步形成由卫星、飞机、调查船、岸基监测站、浮标等组成的海洋环境立体监测网络,在空中、海面、水下形成一套立体综合观测体系。然而,我国自主获取的海洋信息在范围、内容和质量等方面还存在明显不足。在范围方面,目前我国布局的信息基础设施仅能够覆盖管辖海域,且以水面信息为主,对于深海、远海、重要战略通道等区域缺乏有效的信息获取手段,而是主要以国际合作和交换资料为主,难以实现对船舶远洋航行和海外军事/非军事行动的有效保障。在内容方面,目前我国仍以水文气象等环境信息为主,对于低空、水面和水下活动目标信息难以做到及时掌握,即使通过雷达、声呐等手段探测到目标,也难以实现对目标身份和意图的有效识别,从而给海上安全管控、突发事件应急处理带来巨大困难。在质量方面,受限于获取手段和仪器设备,我国现有的海洋数据主要以批次性调查和日常业务工作积累等为主,数据的时效性、时空分辨率以及精度等方面与国外还有较大差距。
海洋信息缺乏有效共享。由于信息系统分头建设,涉海数据分别掌握在各业务主管部门和相关科研机构手中,彼此之间相互隔绝,再加上政策、技术、安全等方面的考虑,形成多个数据孤岛,使海洋数据的管理和共享出现各自为政的局面。一方面,使数据重复采集、成本提升；另一方面,也使大量数据囤积难以发挥其潜在价值。数据共享机制的不健全进一步影响信息关联与协同的能力。海洋环境复杂多变的特点,导致单一海洋信息的可信度和准确度通常较差,无法凭此作出有效决策。只有将多种信息关联起来、相互比对,并进一步建立信息之间的关系模型、协同使用数据,才能够验证数据的有效性,并深层次挖掘数据,寻找规律、提炼价值。
海洋信息业务化应用水平低。我国虽已在相关涉海部门、行业初步建立信息应用系统,但大多停留在数字化办公和掌握当前海洋情况这一初级层面,对于海洋信息自身价值的开发仍处于起步阶段,未能有效地根据海洋信息对未来的海洋态势进行更准确的预测。综合来看,受数据质量、历史积累和最为关键的数据挖掘能力等方面的限制,目前我国海洋信息对经济、管控、军事和开发等领域的决策支撑保障水平仍然较低,海洋信息在实际业务中的应用范围、应用深度都亟待提升。
“知海”才能更好“用海”。在深刻认识我国海洋信息化发展中存在的问题的基础上,应充分借鉴国外该领域积累的经验和形成的理念,立足现有“数字海洋”“透明海洋”的发展理念,从全局战略性角度出发,加强海洋信息化发展的顶层设计,完善信息共享机制,大胆利用新兴信息技术,充分发挥其对现有业务模式的开创性作用,形成后发优势,逐步实现对世界先进水平的赶超,实现对海洋强国战略发展的有力支撑。
完善海洋信息基础设施,发展海洋信息服务产业。要顺应海洋信息化发展的必然趋势,着力推动大数据、云计算技术的深入应用,加强海洋数据分析挖掘能力,完善信息交互传输网络,提升虚拟信息空间运行真实程度。通过海洋物联网、海上宽带通信、海洋工程装备等方面的发展,打造覆盖全球的海洋信息基础设施网络。通过海洋大数据、云平台等方面的建设,提升我国海洋信息开放共享、分析处理、价值挖掘等方面的能力。通过为各涉海领域提供具有准确预测能力的信息应用服务开发平台和环境,鼓励海洋信息服务产业发展,形成涉海领域全面覆盖的信息服务体系。
构建海洋空间模型,为海洋活动和决策提供指导。从整体来看,新一代信息技术体系已经具备构建与人类所在物理空间相对应的虚拟空间的能力。凭借海洋物联网获取的与日俱增的海量数据,加上长期积累的各类历史数据,通过以云计算平台为支撑的工业大数据、社会大数据、科学大数据的分析处理,可在虚拟空间中构建海洋环境演变模型、海上设备运行模型、涉海人员活动模型。在此基础上,利用大量实时数据驱动虚拟空间中的各类模型,可实现在虚拟海洋空间中模拟和预测实体海洋空间的发展变化情况。由此,一方面,可利用模拟预测结果对实体海洋空间的活动和决策进行指导；另一方面,可利用实体空间产生的大量数据促进虚拟空间的成长,提升模型的准确程度和预测能力,从而形成实体海洋空间与虚拟海洋空间相互指导、相互映射的良性互动关系。
推动海洋数据获取向常态化、精细化发展,不断加大对海洋数据资料获取的力度,有针对性地开展局部精细化调查活动,为不同应用领域提供数据服务和支撑。海洋数据处理和管理应向整合集成发展,加强国家级海洋数据中心的建设。基于大数据技术开展海洋环境数据检索与可视化表达研究,将海洋大数据分析挖掘技术广泛应用在海洋防灾减灾、生态环境保护、海上应急救援等领域,帮助人们更准确地把握海洋规律,提升风险防控能力。
(作者单位:中国船舶工业系统工程研究院)