我国海洋数据平台综述研究＊

郭沫含，王维，杨丰侨

（吉林省科学技术信息研究所，吉林 长春 130033）

0 引言

我国拥有300多万km2的管辖海域和1.8万km大陆岸线，海洋资源丰富，构建协同性海洋数字平台有深远的战略意义。目前，我国临海面临前所未有的挑战，2023年8月24日13时，日本福岛第一核电站启动核污染水排海，根据计划，排海时间至少持续30年［1］。这对全球公海环境及我国临海生态环境保护带来极大压力，也对海洋水环境监测提出更明确的要求。国务院2015年印发的《水污染防治行动计划》对水环境监控预警提出了明确要求，如实行水环境承载能力监测预警、明确突发水环境污染事件预警预报与响应程序、加强水环境监控预警国际交流合作［2］。2021年，自然资源部办公厅印发全国海洋生态预警监测总体方案（2021—2025年），方案包括近海生态趋势性监测、典型生态系统现状调查、典型生态系统预警监测、海洋生态灾害预警监测、海洋生态分类分区、国家重大战略区域协同监测、监测能力建设等［3］。我国海洋信息化起步于20世纪80年代，智慧海洋信息技术和平台建设总体上能力不强，不能满足我国海洋强国建设的总体需求［4］。针对水污染预警及海洋生态多样性保护，建立综合性、预警性海洋大数据平台有深远意义。本文以中国知网为检索平台，以综述方式系统地总结了国内外海洋数据平台的研究现状，并对海洋数据平台建设提出具体意见，以期为高融合、协同性海洋数据提供信息支撑。

1 数据平台及海洋数据平台研究现状

1.1 可视化及聚类分析

1.1.1 以“数据平台”为关键词的可视化分析

为更加直观地分析海洋数据平台的发展状况，本文利用中国知网学术平台，以“数据平台”为主题词，设检索时间为2019年1月1日至2023年8月29日，得到1 387篇期刊论文，利用Vosviewer软件制作关键词聚类表（见表1）。

表1 数据平台关键词聚类

通过关键词聚类可以快速定位数据平台中的热点探究领域。聚类区1区突出了数据平台的概念性特征，如信息化、全产业链及大数据平台等；聚类2区重点突出数据平台的技术，如区块链技术，同时可以看到，数字平台在医疗和政府政务服务中普及度较高；聚类3区聚焦于医疗临床科研、智慧校园及数据平台的安全性等领域。从聚类词表中的聚类1～3区可以看出，海洋数据平台建设不在“数据平台关键词聚类”重点关注区域内，还处于建设初期阶段。

1.1.2 海洋数据平台可视化分析

为进一步明确海洋数据平台的研究热点，本文以中国知网学术平台为检索平台，将检索条件明确为“（主题%=海洋+边缘海+内海+海湾+海+水环境or题名%=海洋+边缘海+内海+海湾+海+水环境）AND（主题%=′数据平台′or题名%=′数据平台′）AND（发表时间Between（′2019-01-01′，′2023-08-29′）”，数据清洗后共得到52篇文献，利用Vosviewer进行关键词共词分析，得到的海洋数据平台关键词聚类表见表2。相比表1“数据平台关键词”关键词聚类范围，海洋数据平台还有待进一步深入研究。

表2 海洋数据平台关键词聚类

由表2可知，海洋数据平台关键词聚类分区较分散，研究热点聚集于GIS（地理咨询系统）、环境保护及监测分析功能等领域。

1.2 文献综述

1.2.1 国内文献综述

国内有关海洋数据平台的研究文献，主要从平台构建路径、数据平台结构、数据平台推广及数据平台监测角度进行分析。

平台构建思路方面，瞿洋［5］提出海洋具有实时性、规律性、时空性、多样性及敏感性，强调构建海洋大数据平台，实现海洋数据知识挖掘与增值利用的重要性。杨照等［6］提出，产业服务平台建设模式有3种常见的模式，为共享共建模式、政府支撑模式和产业园模式。陈珂等［7］提出，数据平台应从日常管理、数据管理及网络管理3个方面满足其所承担的科研任务和应用方面需求。郭全立等［8］基于WASP模型，构建水质污染扩散模型库，并通过整合重点流域水环境相关数据，形成大数据资源库，为生态资源保护、数据分析、预警鉴定基础。

平台结构建设方面，迟守峰等［9］提出数据平台分为设备控制、数据采集、数据处理、数据转换、展示系统、管理系统等模块，每一模块均可根据用户需求进行扩展，实现实时数据展现、历史数据查询、实时水质等级评价、水质等级评价统计、水质指标趋势展示等功能。韦广昊等［10］结合海洋数据存储、整理、处理及共享等业务实际需求及平台技术成熟度、适用性和易用性等方面，在云计算解决方案基础上，设计、构建了MPP+Hadoop混搭的海洋大数据平台，提供一个可扩展、高效、稳定的存储计算环境。陈珂等［7］提出海洋大数据平台建设主要包括海洋大数据标准体系、智能计算与存储基础设施、海洋大数据操作系统和数据库、大数据安全保障体系4个部分，通过对海洋产业数据、海洋经济数据、海洋观测数据、海洋模拟数据、海洋文化数据和海洋人才数据等进行汇集和深度挖掘，产出数据产品和数据服务，服务海洋产业的需求。

在平台推广方面，成沔［11］介绍了青浦区水环境监测中心开发的水质数据管理平台。王子珂等［12］介绍了国家海洋科学数据中心（NMDC），并提出基于海洋科学数据全生命周期共享服务优质特征。董冰洁［13］介绍了智慧海洋内涵与总体框架，并提出平台发展建议。何书锋等［14］从海洋地质数据角度出发，构建海洋数据多源分析系统，建立分布式海洋大数据平台。余锦树等［15］介绍了智慧澄海时空大数据平台。该平台以汕头市澄海区自然资源一体化综合管理为目的，基于数据中台微服务架构和BI数据挖掘等前沿技术，由数据层、平台层、服务层和应用层组成。

数据平台监测方面，刘儒等［16］提出构建数据虚拟化平台并整合大数据计算模式，已解决多源异构海洋环境监测数据面临的大数据问题。马金锋［17］强调趋势预测是水环境质量预报预警业务的核心内容，提出水质预报预警大数据平台，旨在解决预报预警业务自动化和自定义化问题。

1.2.2 文献综述

国外学者也对海洋数据平台建设进行了研究，MENNECKE等［18］指出，由综合型、互动型数据库平台汇集整理的生态领域数据，现已成为决策者和政策制定者在生态系统管理策略发展中制定策略的重要信息支撑。在数据整合方面，OYEDOTON等［19］指出，欧洲海洋数据较分散地存储在国际数据平台、各国国家级及地区级数据平台，现阶段应将重点放在加强统一不同国家之间数据标准上。VAFEIDIS等［20］记录了源自DINAS-COAST项目的全球沿海数据库发展情况，该项目专门设计一款模型，以针对国际范围内海平面上升的生态脆弱性和对生态大环境的影响。HAIGH等［21］概述了“SurgeWatch”v1.0和v2.0数据库的应用，利用这2个数据库系统评估、记录历史沿海洪水灾害，以期更具前瞻性规划及管理，极端天气引起的沿海洪水事件。WOLFF等［22］评估地中海沿海数据库，在沿海管理应用中，该数据库得到广泛使用；在数据库结构方面，主要由沿海形态、人类定居和行政边界的160个空间属性参数数据构成。在具体案例方面，OYEDOTON等［19］介绍了为圭亚那开发低成本沿海数据的汇总平台Wix及其特征，包括其用户有好的界面、可控的成本效益及集成性的功能。

2 建议与启示

通过可视化分析、聚类分析及对国内外相关文献进行梳理，对我国海洋类数据平台建设提出以下几点建议。

2.1 建立创新型管理运行模式

建立融合发展的海洋生态环境管理及监测机构。通过整合各方资源和信息，海洋数据平台能够协同管理海洋生态环境，提高资源的综合利用效率。此外，平台还鼓励创新思维和方法，以推动海洋生态环境管理的创新发展，该平台还具备管理统计分析能力，可以对海洋生态环境相关数据进行全面管理和统计分析。通过数据分析，可以更好地了解海洋生态环境的现状和变化趋势，为决策者提供科学依据和参考。同时，平台还可以提供先进的监测技术和设备，能够实时监测海洋生态环境的各项指标，及时发现和应对潜在的环境问题。总而言之，建立创新型管理运行模式，旨在建立一个政府主导、中心-区域协同的海洋大数据平台，具备协同性、创新性资源整合管理统计分析能力和全面性、先进性海洋生态环境监测能力。通过海洋数据平台，可以更好地保护和管理海洋生态环境，实现可持续发展的目标。

2.2 加强相关领域人才引进与智库建设

2015年1月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于加强中国特色新型智库建设的意见》，提出要“充分发挥中国特色新型智库咨政建言、理论创新、舆论引导、社会服务、公共外交等重要功能”［23］，要加强交叉学科高层次人才培养引进，特别是高端技术领域的人才建设，如海洋生态环境遥感监测中卫星遥感和无人机等技术领域，同时加强海上突发环境事故应急监测队伍的专业性，树立正确的价值观，为我国智库建设输送人才力量，建立具有前瞻性、创新性、立场坚定、结构优化的专业人才团队。

2.3 优化资源配置，加强“产学研”结合

2023年2月20日至3月4日，联合国《生物多样性公约》第15次缔约方大会（COP15）在联合国总部纽约举行，会议通过一项协定，明确指出截至2030年要将30%的海洋纳入保护区，协议提出要设立公海海洋保护区；公平、公正地分享公海区域内的海洋资源商业利益，这些信息对科学、技术或医学具有决定性作用；提高发展中国家在科研、良好海洋治理水平方面的能力［24］。我国应强化国家间的科研合作，共同推进海洋生态环境保护与生物多样性保护。优化数据结构，通过“产学研”合作，推动数据开放与共享、深化应用与创新，优化资源配置，打造数据、技术、应用和安全协同发展的大数据平台管理应用体系，提高数据准确性和参数多样性，协同推进产业和应用的发展，利用大数据技术捕捉海洋动态信息，确保水生态环境保护工作顺利展开，为海洋经济提供有效支撑。

2.4 系统全面布局，服务涉海领域

针对日本向海洋倾倒核废水的事件，后续生态环境部将持续加强有关监测工作，及时跟踪、研判日本福岛核污染水排海对我海洋辐射环境可能造成的影响，切实维护我国家利益和人民健康［1］。依托超算大科学装置，对水域的水质污染情况进行监测，及时了解水质的污染情况。生态环境部按照监控重点区域、覆盖管辖海域、掌握关键通道的思路，组织开展2023年度我国管辖海域海洋辐射环境监测。定期对水质进行检测和分析，收集并保存数据，全局把控水质变化，促进海洋科学数据资源等产业的良性应用，推动海洋经济高质量发展。建立风险防控综合数据平台；健全法律法规，加强管理体系与制度的衔接；加大资金投入力度，健全风险评估与防控技术；加大行政监管力度，健全奖惩机制；健全风险普查或建立清单申报制度，建立重点流域排污口风险防控数据库［25］。

2.5 建立统一的信息采集和分类标准

为实现信息资源共享、提高工作效率，全国的海洋数据平台应建立协调机制，旨在促进基础性数据的共享，避免重复的调查和研究，从而减少资源和时间的浪费。同时，该机制还致力于确保数据长效、安全的存储，以促进海洋科学数据资源在经济等产业中的应用。各地区和部门在数据收集、整理和存储方面遵循相同规范，使数据能够在全国范围内进行有效的比较和分析。统一的数据标准不仅可以简化数据处理的流程，还能提高数据的质量和可信度。通过建立协调机制，海洋数据平台实现了基础性数据的共享。各地区和部门可以将自己收集的海洋数据上传至平台，供其他相关机构和研究人员使用，这种数据共享的方式不仅可以提高数据的利用效率，还能为各方提供更全面和准确的数据基础，促进海洋科学研究和相关产业的发展。此外，协调机制还能确保海洋数据的长效、安全存储，平台采取多层次的数据备份和安全措施，保护数据免受意外损坏或恶意攻击，这种安全存储的机制不仅能够保护数据的完整性和可用性，还为数据的长期保存和后续利用提供可靠的保障。

3 总结

本文通过梳理数据平台及海洋数据平台的文献，发现目前我国海洋数据平台依然处于建设初期，和主流研究热点还有一定差距，随着日本持续倾倒核废水，我国临海生态环境及水质量面临巨大挑战，需要加强对海洋数据平台的建设，从管理模式、人才支撑、系统布局、统一信息管理等寻求突破，以期更好地提供相应服务。本文尚处于研究的初期阶段，从宏观上给出提升海洋大数据平台的具体建议，没有深入开展具体路径研究及协同发展框架研究，以后的研究重点在于具象化地深入探讨海洋数据平台与环保机构的协同发展路径，并结合具体案例进行分析。