海洋大數(shù)據(jù)獲取現(xiàn)狀

海洋大數(shù)據(jù)的獲取手段主要得益于海洋觀測技術(shù)的發(fā)展。目前海洋觀測呈現(xiàn)出多元化、立體化、實時化的特征。從早期利用海洋調(diào)查船到浮標(biāo)、潛水器、遙感的使用，再到海洋觀測網(wǎng)?Argo?等的實現(xiàn)，無一不展現(xiàn)了人類不斷探索海洋的決心與智慧。

海洋調(diào)查船。這是一類專門從事海洋科學(xué)調(diào)查研究的船只，是搭載海洋儀器設(shè)備直接觀測海洋、采集樣品和研究海洋的工具。海洋調(diào)查船按其調(diào)查任務(wù)可分為綜合調(diào)查船、專業(yè)調(diào)查船以及特種調(diào)查船。從世界上第一艘海洋調(diào)查船——“挑戰(zhàn)者”號開始，已有?100?多年的歷史。中國第一艘海洋調(diào)查船——“金星”號始于?1956?年，目前中國已有共近?50?艘海洋調(diào)查船。目前，全球超過?40?個國家擁有海洋科考船，總數(shù)量超過?500?艘。

海洋浮標(biāo)。這是一類用于承載各類探測海洋和大氣傳感器的海上平臺，是海洋立體監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)浮標(biāo)在海上所處位置不同，可分為錨定浮標(biāo)、潛標(biāo)、漂流浮標(biāo)等。海洋錨定浮標(biāo)最早出現(xiàn)于二戰(zhàn)期間；20?世紀(jì)?70?年代后期，隨著計算機技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)在浮標(biāo)應(yīng)用中的出現(xiàn)，使得浮標(biāo)技術(shù)發(fā)展進入了飛躍期。海洋浮標(biāo)在中國的開發(fā)研制始于?20?世紀(jì)?60?年代中期，90?年代開始正式投入使用。目前，中國已經(jīng)進入了海洋浮標(biāo)監(jiān)測的大國俱樂部。

潛水器。又稱為深潛器，是一種自帶推動力的海洋考察設(shè)備——既能在水面行駛，又能在水下獨立開展工作。1554?年意大利人塔爾奇利亞發(fā)明的木質(zhì)球形潛水器，對后來潛水器的研制產(chǎn)生了巨大影響。1717?年英國人哈雷設(shè)計了第一個有實用價值的潛水器，此后直到?20?世紀(jì)?60?年代，人類對潛水器的研制主要致力于下潛深度的突破。“蛟龍”號是中國自行設(shè)計、自主集成研制的深海載人潛水器，目前以下潛深度?7?062?m，成為世界上下潛能力最深的作業(yè)型載人潛水器。

海洋遙感。該方法是利用傳感器對海洋進行遠距離非接觸觀測，以獲取海洋景觀和海洋要素的圖像或數(shù)據(jù)資料；其發(fā)展歷程大致可分為起步期（1939—1969?年）、試驗期（1970—1977?年）、研究期（1978—1991?年）、應(yīng)用期（1992?年至今）。20?世紀(jì)?90?年代，遙感衛(wèi)星開始大量發(fā)射；截至?2012?年底，在軌衛(wèi)星數(shù)量為?115?顆，涉及超過?30?個空間機構(gòu)。預(yù)測到?2030?年還會再有?156?顆衛(wèi)星發(fā)射，屆時總數(shù)將達到?271?顆。

海洋觀測網(wǎng)絡(luò)。美國的?Seaweb?是世界上最早部署和應(yīng)用的海洋觀測網(wǎng)絡(luò)；Argo?計劃則是由美國海洋科學(xué)家于?1998?年倡導(dǎo)發(fā)起的一個監(jiān)測全球海洋的大型網(wǎng)絡(luò)，全世界幾十個國家參與其中。截至?2018?年?7?月，布放在全球海洋中仍處于工作狀態(tài)的?Argo?剖面浮標(biāo)已達?3?762?個。未來，Argo?剖面浮標(biāo)將增加到近?4?000?個；在維持現(xiàn)有?Argo?觀測內(nèi)容的基礎(chǔ)上，新的?Argo?浮標(biāo)觀測范圍將擴大到海面?2?000?m?以下甚至海底，同時攜帶安裝生物、地球、化學(xué)等新型傳感器。

在海洋大數(shù)據(jù)的獲取方面，雖然已實現(xiàn)了基于空基-天基-地基-海基的多元立體實時化發(fā)展，但是亟待突破深海、極端環(huán)境和高分辨率的大數(shù)據(jù)獲取技術(shù)及平臺的發(fā)展脈絡(luò)，同時如何基于空間數(shù)據(jù)的時空耦合與地理關(guān)聯(lián)特性，面向空間研究對象合理布設(shè)、高效利用觀測手段成為數(shù)據(jù)獲取階段的挑戰(zhàn)。