前 言
海洋信息系统就是人类社会用于认识海洋、开发海洋、经略海洋的信息系统包含海洋信息探测与采集、海洋信息传播与组网、海洋信息处理与融合、海洋信息应用服务等方向。进入21世纪，随着人类对海洋开发需求的不断增长以及物联网、云计算、大数据、移动互联等为代表的新一代信息技术的快速发展，利用信息技术提高人们“认识海洋、经略海洋、管控海洋”的能力已经成为推动海洋事业发展的重要抓手。
发展海洋信息系统对推进我国海洋强国战略意义
当前我国海洋领土形势严峻，在这样的背景下，发展海洋信息网络，对维护国家海洋战略利益，引领海洋科技创新发展、促进海洋经济持续增长、保障海洋国土安全，有重大而深远的意义。
一是维护国家海洋战略利益的迫切需求。海洋是我国实现可持续发展的重要空间和资源保障。近年来，全球范围的海洋竞争日益激烈，以争夺海域战略资源和空间为特征的“蓝色圈地”运动正在兴起，我国海洋资源丰富，战略地位特殊，区域内外利益纠葛，国际形势复杂，周边海域安全形势严峻，致使我国海洋战略利益面临巨大挑战。通过大力发展海洋信息系统，掌握海洋发展的主动权和主导权，可为国家海洋战略利益长远发展保驾护航。
二是引领海洋科技创新发展的重要引擎。海洋科技的创新发展是保障国家海洋安全及海洋能发展战略转型的重要手段。海洋信息新系统将全面提升人们认识海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋及海洋防灾减灾的综合能力，为海洋科学技术的跨越发展奠定重要基础，海洋信息系统使多种理论、方法、技术交叉汇聚，可将信息社会空间拓展到海洋领域，带动海洋信息领域的整体变革，为我国经略海洋、走向深海提供重要的科学技术手段支撑。
三是促进海洋经济持续增长的重要举措。海洋经济是国民经济的重要组成部分。发展海洋信息系统既可以拉动海洋电子信息产品、海洋软件产品、海洋信息服务等高科技产业快速发展，也能够推动海运、渔业、海洋能源等传统海洋行业向数字化、网络化、智能化方向转型升级，从根本上改变海洋经济的发展途径和发展模式，形成健康、良性、绿色的海洋产业生态圈。
四是保障海洋国土安全重要保证。海洋和平稳定是确保国家与国防安全的重要基石。发展海洋信息网络，加强我国海域的基础设施建设，在重点区域形成常态化信息网络覆盖，提供全天候的海洋监测和目标态势感知、海洋通信网络传输、以及海上综合信息应用服务，为构建和平发展提供强有力的信息支撑。
国内外海洋信息系统发展现状
20世纪80年代以来，围绕海洋信息系统建设，国际组织及欧美、日等世界海洋强国纷纷投入巨资相继推出了一系列大型海洋信息系统建设项目：
一是全球海洋实时观测网计划（ARGO），目的是建成由浮标阵组成的全球实时海洋观测网，到目前为止，全球海洋范围内的活动浮标数已经达到18000多个，其中美国的数量最多，日本第二。中国于2001年加入国际ARGO组织，并于2002年3月在印度洋海域投放第一个浮标。
二是美国一体化海洋观测系统（IOOS），主要包括美国-阿拉斯加观测系统、加勒比海观测系统、加州中北部观测系统、墨西哥湾观测系统、五大湖观测系统、中大西洋观测系统、西北太平洋观测系统、东北大西洋观测系统、太平洋岛屿观测系统、南加州观测系统、东南大西洋观测系统等11个区域观测子系统。
三是美-加海王星海底观测网络计划（NEPTUNE），美国于1998年提出该计划，其后加拿大加入其中，于2009年12月正式运行。
四是欧洲海底观测网（ESONET），这是由英、德、法等国于2004年制定的计划，为了对地球物理学、化学、生物化学、海洋学、生物学和渔业等提供长期战略性监测能力，针对从北冰洋到黑海不同领域的科学问题而设立的，是由不同地区间的网络系统组成的联合体。
五是日本密集型地震海啸海底监测网系统（DONET），亚洲方面，日本走在海洋信息系统建设的前列，日本东京大学2003年启动了深海地震观测网（ARENA）项目，用于监测地震、生物等信息，2006年日本又启动了DONET。
近几年来，全球性的海洋开发利用热潮推动了我国研究、开发和利用海洋的步伐，由此带动了对高质量海洋信息系统广泛和迫切的需求。十八大以后，国家层面对于海洋信息系统建设工作给予很高的期望，明确提出“加快海洋信息标准化建设，推进信息资源的统一管理和共享，依托国家电子政务网络，整合改造海洋信息业务网。建设海洋环境与基础地理信息服务平台，以海域海岛管理、生态环境保护、海洋防灾减灾、海洋经济监测、基础科学研究为主题，推进海洋管理与服务信息化工作。”当前，我国海洋信息系统建设取得了初步成效，主要有国家海底科学观测网、中国的“全球海洋立体观测网”、从东海至南海北部海洋上空温室气体监测网、中国南海海底观测网等海洋信息系统项目。
其中国家海底科学观测网，是我国海洋领域第一个国家重大科技基础设施，于2017年6月正式立项，总投资超21亿元，建设周期五年，对实现我国“海洋强国战略”，进军“智慧海洋”具有重要意义。该项目将在我国东海和南海分别建立主要基于光电复合缆连接海底科学观测网，重点开展生态环境和海洋灾害的立体观测，为深入认识东海和南海海洋环境提供长期连续观测数据。同时，在上海临港建设监测数据中心，对整个海底科学观测网进行监控，实现对东海和南海获取的数据进行存储和管理。
中国的“全球海洋立体观测网”，在“十三五规划”中被纳入“海洋重大工程”。这是集合海洋空间、环境、生态、资源等各类数据，整合先进的海洋观测技术及手段，实现高密度、多要素、全天候、全自动的全球海洋立体观测。该项目初步设计为国家海洋观（监）测系统和全球海洋观（监）测能力建设两大部分，并开展配套的数据传输、服务、综合保障能力建设。国家海洋观（监）测系统主要覆盖我国管辖海域，具有高密度、多要素、全天候、全自动的海洋立体观（监）测能力。
我国海洋信息新系统面临的形势及发展趋势
我国的海洋信息系统建设已经进入起步阶段，但已有和在建项目处于分散、孤立的状态。数据获取主要集中在近海，存在大量的数据空白区；大范围、长期性、常态化的海洋和海底观测或检测还处于起步状态；智能化水平低，数据难以共享，制约海洋数据服务效能的发挥。面对这些差距，需要推动海洋信息系统向网络化、数字化、信息化方向发展，从根本上解决中远海及深海信息覆盖不足等问题。
一是由近岸向近岸和中远海拓展，由水面向水下和海底延伸。
当前，我国由天基、海基、岸基和水下观测网组成的海洋立体观测网已经初具雏形，然而与欧美、日等海洋强国相比，我国在海洋信息系统建设的“广度”和“深度”等方面还存在明显不足，深远海存在大量的空白区，制约着我国走向海洋、经略海洋的深度和广度。在广度方面，目前我国布局的信息系统基础设施仅以近海、海岸带和浅海为主，对于远海、深海和重要战略通道等区域缺乏长期、连续、实时、有效的信息获取能力。在深度方面，受限于能源供应技术、海底工程布设技术等，虽然已经启动建设海底观测网，但相关技术及配套公益明显落后。
目前，随着科技的迅猛发展，特别是深海探测和开采技术的突破性进步，近期相关重大资源能源、环境效应和生命过程问题已成为海洋科学研究的新焦点，各国都将持续发展的重点投向国际海洋，尤其是国际海底区域。通过在深海和远海建设能源全球海洋和重点海域的立体观测网络，可以使我们获得全球海洋各个位置的气象、地貌、水文、物理特性、化学特性、生物环境等资料，从而实现海洋权益的维护、国防的建设、海洋资源的开发、海洋灾害的预警、海洋生态环境的保护。将有利于中国与国际海洋区域开发，更好地维护中国在国际海洋区域的海洋权益，同时也是更好地统筹近海与深远海的发展问题。
二是推动海洋信息系统“数字化、网络化、智能化”转型升级。
近年来，大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、数据挖掘等新一代信息技术飞速发展，海洋作为对信息具有高度依赖性的特殊领域，正在向数字化、网络化、智能化迅猛发展。当前美国、日本、欧洲等一些发达国家已大力推广云计算、物联网、大数据等先进信息技术在海洋中的应用，实现了海洋数据资源智能化管理和协同处理，形成了多层次、多元化的应用服务体系。我国虽然在海洋信息系数字化建设中取得了可喜的进步，但与国内信息化水平先进的行业相比，仍面临数据获取手段与能力不足、数据交换渠道不通畅、系统之间信息交换和协同能力差、应用服务能力欠缺等问题。
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 。着力推动大数据、云计算技术的深入应用，增强海洋信息感知能力，完善海洋信息交互传输网络、较强海洋数据分析、处理、挖掘能力，提升海洋信息服务能力。推动海洋信息系统“数字化、网络化、智能化”转型升级，可为军队、海警、海洋局、海监渔政等各海洋用户提供具有准确预测能力的信息应用服务开发平台和环境，孤立海洋信息服务产业发展，开拓海洋发展新态势，培育海洋经济新动能，构筑海洋竞争新优势。
三是在重点海域实现信息网络全覆盖。
目前，我国已初步形成涵盖岸基海洋信息系统、离岸海洋信息系统以及大洋和极地的海洋信息网络基本框架，在我国海洋防灾减灾、科学研究等领域中发挥了重要作用。但由于起步较晚，我国部分管辖海域和大洋重点关注区域的海洋信息网络覆盖能力远不能满足各类涉海业务需求，需要及时、准确地利用重点海域海洋信息，提升海上维权执法、海上灾害预警、海洋资源开发利用、海洋环境保护等能力。
针对“全时域态势感知、全海域网络覆盖、全方位信息服务、全业务综合应用、全体系安全管控”的海洋安全保障需求，打造海洋信息基础设施，构建海洋综合信息网络，形成在重点海域实现信息网络全覆盖，为各类涉海用户提供海洋信息感知、海洋信息传送、海洋信息服务、海洋信息综合管控等服务，支持海上维权、综合执法、应急救援、防灾减灾等协调行动，推为进21世纪海上丝绸之路建设提供环境保障，支撑带动海洋信息产品与服务的快速发展。
