中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊  現(xiàn)代海洋科學的發(fā)展古往今來經(jīng)歷了?3?個階段：理論牽引階段。該階段的許多重大理論圓滿地解釋了海洋中的物理現(xiàn)象，長足推進了人們對海洋的認識。雖然該階段缺少觀測資料，但是發(fā)展的理論基本都具有里程碑的意義。觀測牽引階段。該階段各類觀測手段逐漸發(fā)展起來，主要包括海洋調(diào)查船、浮標、潛水器、遙感以及?Argo?監(jiān)測網(wǎng)等。數(shù)據(jù)牽引階段。隨著觀測技術(shù)手段的不斷豐富，也帶來了數(shù)據(jù)量的不斷攀升，海洋科學迎來了第三階段。從?2008?年開始，Nature、Science、Economist等雜志及?Computing Community Consortium（計算社區(qū)聯(lián)盟）等組織將“大數(shù)據(jù)”引入到各個領(lǐng)域。“大數(shù)據(jù)”被定義為數(shù)據(jù)量增長速度快，用常規(guī)的數(shù)據(jù)工具無法在一定時間內(nèi)進行采集、處理、存儲和計算的數(shù)據(jù)集合，擁有數(shù)據(jù)量大（volume）、類型繁多（variety）、價值密度低（value）、速度快時效高（velocity）和在線式（online）五大特征。由于海洋數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來源廣泛、種類繁多，數(shù)據(jù)量已增至?PB?量級，時間分辨率跨越不同尺度，同時需要及時處理分析用于各類決策支撐，因此海洋數(shù)據(jù)已然成為“大數(shù)據(jù)”的典范。

但是海洋大數(shù)據(jù)的獨特性質(zhì)，使得傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)手段已逐漸暴露其弊端。海洋大數(shù)據(jù)有兩個區(qū)別于其他數(shù)據(jù)的典型特征——時空耦合和地理關(guān)聯(lián)。

時空耦合。海洋大數(shù)據(jù)為同時擁有時間與空間屬性的數(shù)據(jù)，即多維度數(shù)據(jù)。尤其隨著觀測技術(shù)的進一步發(fā)展，數(shù)據(jù)維度的采集分辨率與頻率都越來越高。因此，數(shù)據(jù)分析過程需要同時從時間軸和空間軸兩個維度進行分析，而在時間軸和空間軸上分析的因素又是多樣的、高維的，這給大數(shù)據(jù)的分析帶來了更大的挑戰(zhàn)。

地理關(guān)聯(lián)。海洋大數(shù)據(jù)不同于其他大數(shù)據(jù)的隨機性與偶然性，由于其地理屬性有著近鄰效應，相鄰區(qū)域空間位置關(guān)系存在線性或非線性的關(guān)聯(lián)，從而組成了不同時空尺度的模態(tài)特征。

因此，在海洋大數(shù)據(jù)科學的發(fā)展過程中存在著諸多挑戰(zhàn)。本文將從海洋大數(shù)據(jù)上、中、下游全鏈條論述海洋大數(shù)據(jù)科學的發(fā)展現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上提出未來?5—10年海洋大數(shù)據(jù)科學發(fā)展的主要方向和關(guān)鍵技術(shù)。