海洋信息調(diào)研報告

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦海洋信息調(diào)研報告調(diào)研報告：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我國關(guān)于海洋信息的處理(5)

4.我國海洋信息獵取所面對的困難與也許的解決方案(6)

參考文獻(7)

1.獵取海洋信息的意義

在19世紀(jì)時，美國軍事理論家馬漢建立了海權(quán)論，他指出海洋關(guān)系到國家的全和進展，強國地位的更替,實際上是海權(quán)的易手，且進一步指出欲進展海洋必須進展強大的海軍以操縱海洋，基于強大的軍事力量的愛護才干對利用海洋進展商業(yè)貿(mào)易以及海洋資源利用等一系列經(jīng)濟行為，以使國家強大。不管是軍事行動依然經(jīng)濟行為，脫離了對海域的了解，對海洋水文信息，海底地質(zhì)構(gòu)造的了解，基本上難以開展的，惟獨當(dāng)我們對海洋的各項信息有腳夠的了解時，我們才干開展一系列的活動，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，都沒有獲得成功的也許。由此可見，關(guān)于海洋信息的獵取，是一具國家擁有制海權(quán)的基礎(chǔ)，更進一步而言是一具國家強大的必要條件，獵取海洋信息的重要性由此可見一斑。

2.歷史上世界關(guān)于海洋信息的獵取

2.1對海岸線的了解

人類第一次真正意義上的獵取海洋信息，似乎要數(shù)對海岸線的了解。我國早在15世紀(jì)明朝之時，便組織過由鄭和率領(lǐng)的艦隊七次出海遠行的行動，繪制了當(dāng)時世界上最早的海圖集，最遠抵達了非洲東部，極大地擴充了當(dāng)時明朝對海岸線信息的了解。而海岸線信息的妨礙在歐洲的航海大發(fā)覺中有著更深的體現(xiàn)。

16世紀(jì)時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，葡萄牙開始掀起了轟轟烈烈的大航海運動，經(jīng)過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，從海上打開了市場。經(jīng)過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)濟迅速崛起進展成一代世界強國。而麥哲倫艦隊的環(huán)球航行所帶來的世界海洋地理消息同樣使得西班牙在海洋活動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有成為荷蘭成為世界強國的阻礙，因為他們擁有著強大的海洋力量。在一開始荷蘭僅是因為其海上運貨能力高明，以“海上馬車夫”而著名，真正使得荷蘭走向海洋強國乃至世界霸主的轉(zhuǎn)折點是在荷蘭繞過好望角發(fā)覺了馬六甲海峽之后。經(jīng)過操縱這一海峽并成立東印度公司運轉(zhuǎn)東方的商業(yè)，荷蘭積存了大量的經(jīng)濟資本，最后成為了一代霸主。

在其之后的“日別降帝國”英國更是憑借著對全球海域的了解而成為了一代海上霸主。對海岸線信息的了解是人類關(guān)于海洋信息最初步的獵取，可即便不過最基礎(chǔ)的對海岸線的信息的了解，也會對人類的歷史產(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

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

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網(wǎng)絡(luò)。海底觀測網(wǎng)絡(luò)的前身是美軍為對抗?jié)撏⒌乃侣晫W(xué)監(jiān)測系統(tǒng)，而1978年XXX首次在御前崎建筑了一具由海底電纜構(gòu)成的海底實時觀測系統(tǒng)用于檢測地震以及由此引發(fā)的海嘯，而隨著后來越來越多國家加入其中，現(xiàn)今，海底觀測網(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網(wǎng)絡(luò)試驗系統(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)雜的海洋觀測網(wǎng)絡(luò)。同樣的觀測網(wǎng)絡(luò)還有XXX的NEPTUNE系統(tǒng)，美國的GEOMAR系統(tǒng)，XXX的ARENA系統(tǒng)等。這些海底觀測系統(tǒng)使得人類關(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：水下平臺能夠針對水下的個體目標(biāo)以及海水的各項參數(shù)舉行觀測。水下平臺普通都裝備有避碰、導(dǎo)航、多部主動探測、被動探測和通信聲吶、光學(xué)潛望鏡，以發(fā)覺水下目標(biāo)和水面目標(biāo)，了解現(xiàn)場的航渡和作戰(zhàn)態(tài)勢，保證航行安全，防范魚雷攻擊和引導(dǎo)攻擊敵方水下目標(biāo)。水平臺在水面航行狀態(tài)，也使用裝配的雷達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、流場、別同海域、別同季節(jié)及平臺自身噪聲背景等因素妨礙波動較大，對目標(biāo)探測和偵察的距離相差也較大，直截了當(dāng)妨礙水下平臺防衛(wèi)、攻擊能力的發(fā)揮，妨礙執(zhí)行其他任務(wù)的效果。

空中平臺與衛(wèi)星：空中平臺與衛(wèi)星要緊用于檢測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)，擴大信息感知視野，艦載直升機、艦載預(yù)警機、艦載無人偵察機、從陸地起飛在近海上空的偵察機、偵察氣球氣艇等，依照別同使命和能力帶有預(yù)警雷達、合成孔徑雷達、激光雷達、紅外和無線遙感探測裝備等，對?？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識不，形成較大海域的?？?、海面、海下淺層的目標(biāo)態(tài)勢圖。從覆蓋半徑來看，比艦載探測感知設(shè)備要大得多，但識不精度、感知參數(shù)受探測設(shè)備技術(shù)水平妨礙很敏感，經(jīng)費投入也較大，普通是大型XXX編隊或大型戰(zhàn)略行動才有能力組織配備。其感知信息的安全和共享是需要快速、寬帶網(wǎng)絡(luò)來保證的。[1]水下機器人：在當(dāng)今人工智能的時代，面對深海我們?nèi)祟愖陨黼y以到達的地點，使用水下機器人成為了一種新的挑選。

水下機器人在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用領(lǐng)域：如海洋研究(科學(xué)考察等)、海洋開辟和水下工程等。在海洋開辟過程中,智能水下機器人將在海洋環(huán)境的探測與建模、海洋目標(biāo)的水下探測與識不、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人武器系統(tǒng)重要組成部分的智能水下機器人,在數(shù)十或數(shù)百里的水下空間自主完成環(huán)境探測、目標(biāo)識不、情報收集和數(shù)據(jù)通訊。[3]

正因為水下機器人體現(xiàn)出事實上用性，水下機器的市場日漸繁榮。到目前為止,全世界大約共建筑5756臺各種水下機器人,其中914臺作業(yè)級水下機器人、2656臺觀看型機器人、134臺AUV;13臺重型、58臺埋纜、135臺輕型、113臺用于調(diào)查的水下機器人;1733臺為軍事服務(wù)的各類水下機器人預(yù)2008年其市場將達7.5億美元。目前6000m深潛器,目前僅有美國、法國、XXX、俄羅斯、中國等國家才干研制。

美國海軍正在研發(fā)一系列的水下機器人,組建世界第一支水下無人艦隊。依照美國海軍的《無人駕駛水下運載工具總體規(guī)劃》,美國海軍應(yīng)該研制和部署4種別同級不的水下機器人,以習(xí)慣別同的作戰(zhàn)要求。預(yù)計到XXX年前后,美軍將擁有1000套這種水下機器人。[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，對數(shù)據(jù)庫舉行邏輯分類利用并行的空間查詢辦法來提高整個船舶地理信息數(shù)據(jù)查詢的效率。如如今已有學(xué)者提出將別同類型的空間索引信息分布在分布式的計算機中，并利MapＲeduce

技術(shù)對用戶的查詢舉行并行化邏輯處理，以實現(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)處理的并行計算模型和辦法。

基于云計算的空間索引算法

云計算結(jié)構(gòu)要緊經(jīng)過虛擬化計算將大量的計算資源及存儲資源舉行統(tǒng)一治理的體系結(jié)構(gòu)。同時用戶提交的任務(wù)統(tǒng)一由資源調(diào)度中心舉行合理的分配資源調(diào)度中心需要對計算節(jié)點的運行狀態(tài)舉行實時的監(jiān)控。挪移云計算結(jié)合挪移互聯(lián)網(wǎng)與云計算，在舉行船舶地理信息查詢系統(tǒng)中，將挪移云平臺在對用戶提供服務(wù)的層面劃分為“用戶端”、“信息端”及“云端”;而挪移云平臺的平臺架構(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、計算及存儲虛擬層。挪移云平臺結(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:在挪移云計算平臺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、虛擬計算節(jié)點及存儲端。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)控整個平臺的運行狀態(tài)，如計算節(jié)點是否正在使用、是否脫機及內(nèi)存是否正常等。[2]

圖2

3.2.2我國關(guān)于海洋信息的處理

２０世紀(jì)８０年代往常，我國海洋信息化工作要緊以對歷史海洋調(diào)查和考察數(shù)據(jù)的救護性保存為主，實現(xiàn)文檔化資料治理；“九五”期間，依托各類商業(yè)化軟件，逐步開展專題數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作，實現(xiàn)海量海洋數(shù)據(jù)的檢索和使用；“十五”至“十一五”期間，以專題數(shù)據(jù)庫為支撐，著手建立海洋信息系統(tǒng)，實現(xiàn)軟硬件設(shè)備的升級換代。通過幾十年的進展，我國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)引起強烈反響。我國海洋工作者將其與海洋領(lǐng)域的工作和實踐相結(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年正式啟動我國數(shù)字海洋信息基礎(chǔ)框架構(gòu)建項目，成為我國海洋信息化領(lǐng)域首個全國范圍內(nèi)的專項工程。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時、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，成為可計算、可存儲的對象。海洋環(huán)境信息中，溫度、鹽度、濕度等基本上隨著時刻、空間變化而延續(xù)變化的，惟獨經(jīng)過數(shù)字化技術(shù)對這些延續(xù)變量舉行采樣、量化、編碼，才干形成可被存儲、運算、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)國家實驗室的吳立新院士于近年提出“透明海洋”的工程構(gòu)想。“透明海洋”針對我國南海、西太平洋和東印度洋，實時或準(zhǔn)實時獵取和評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)機理，進一步預(yù)測將來特定一段時刻內(nèi)海洋環(huán)境、氣候及資源的時空變化，實現(xiàn)海洋狀態(tài)透明、過程透明、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，將大幅提升我國認知海洋的能力。但是認知海洋不過基礎(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進展的關(guān)鍵。[1]

4.我國海洋信息獵取所面對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：目前我國仍較重視個不領(lǐng)域的建設(shè)，缺乏全局整體性進展規(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)主管部門和相關(guān)科研機構(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，目前我國海洋信息對經(jīng)濟、管控、軍事和開辟等領(lǐng)域的決策支撐保障水平仍然較低，信息在實際業(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%的國產(chǎn)核心裝備達到國際先進水平、22%的國產(chǎn)核心裝備與國際先進水平差距為5年、其余國產(chǎn)裝備差距在5~20年。尤其在信息感知裝備（如水下觀測設(shè)備、岸基雷達設(shè)備等）方面，缺乏自主研制和生產(chǎn)能力，核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件和整機裝備大部分依靠進口和國外配套，對將來我國海洋信息化進展造成別利妨礙。

進展建議：第一步要緊解決現(xiàn)存咨詢題，夯實完善海洋信息體系。經(jīng)過海洋物聯(lián)網(wǎng)、海上寬帶通信、海洋工程裝備等方面的進展，打造覆蓋全球的海洋信息基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過海洋大數(shù)據(jù)、云平臺等方面的建設(shè)，提升我國海洋信息開放共享、分析處理、價值挖掘等方面的能力。經(jīng)過為各涉海領(lǐng)域提供具有準(zhǔn)確預(yù)測能力的信息應(yīng)用服務(wù)開辟平臺和環(huán)境，鼓舞海洋信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)進展，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)海洋信息化進展的必定趨勢，著力推動大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)的深入應(yīng)用，加強海洋數(shù)據(jù)分析挖掘能力，