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海洋大数据行业概括

随着互联网、物联网以及诸多信息科技如雨后春笋般的蓬勃发展，诸如文字、图片、音频、视频这类半结构化数据及非结构化数据大量呈现于人们面前，其种类、规模以及存储量均呈现出惊人的增长态势，这使得我们正在步入一个全球性的“大数据”时代 。值得注意的是，我们所谈论的“大数据”不仅仅是指数量众多的海量数据，更多指的却是那些以难以用传统方法进行获取、管理和处理的、规模大得令人瞠目结舌的半结构化、非结构化数据的汇聚。

对于占据地球表面面积达70%的广袤海洋来说，大数据时代已经悄然来临。当前，海洋观测和调查手段可谓应有尽有，包括海洋科考、水下探测、海岛监视、近海测绘、海洋渔业作业、海洋浮标监测、油气平台环境监测、卫星遥感监测等等，在构筑起一套庞大的海洋观测和监测体系的同时，还积累了大量的海洋自然科学数据，包括数值模式数据、海洋遥感数据、现场观测监测资料等。近些年来，随着如卫星遥感数据类别的海洋观测设备发生了颠覆性的革新，使得海洋数据规模呈现出了爆炸式的增长，甚至在某种程度上超越了许多其它行业的数据增速。同时，网络信息化的如火如荼发展也进一步推动了如海洋文化、海洋管理、海洋经济、海洋战略等海洋社会科学类数据的迅猛增长。在这样的背景之下，海洋大数据作为科学大数据的重要分支，也在逐步地向自然与社会科学的深度融合方向转变。由此可见，海洋大数据实际上就是大数据技术在海洋领域的深入应用，突出表现为具有快速流转（Velocity）、多样（Variety）、海量（Volume）、高价值（Value）的显著“4V”特点，以及其在大数据的理论指导和技术支持下所释放的巨大价值潜力。

图表：海洋大数据行业概括

资料来源：智研瞻产业研究院整理

再按照数据类别对海洋大数据做详细细分的话，将其划分为两大部分：海洋社会科学类大数据、海洋自然科学类大数据。

（一）海洋自然科学类大数据

海洋自然科学范畴内的各类数据，主要聚焦于针对海洋自然生态环境的研究与监控所产生的各项成果, 包含了海洋动力环境信息 （海面高度、海面风场、海流、海水温度、海浪、海洋重力场等） 、海洋的水质和生态环境信息 （如悬浮泥沙含量、叶绿素浓度、有色可溶有机物等） 、以及海洋化学、海冰、海洋生物、海底地质、水下地形、沉积物、海水污染等其他海洋环境信息。在收集海洋自然科学数据时，我们使用的主要方法乃海水遥感监测、实地科研测量以及海洋数值仿真技术等三种策略。因此，从数据来源的角度来看，可以将海洋自然科学领域广泛应用的大数据划分为海洋遥感数据系列、水下实地测量数据集和海洋数学模式数据类别这三类。

1、海洋实测数据

海洋实地考察涵盖船基监测、定点观测与动态观测三大类。

船基观测方面，数据收集要素涉及广泛，包含海洋气象学（风力、温度、高湿度、大气压强、太阳辐射）、物理海洋学（海水温度、含盐量、海流运动、水体高度）、海洋物理学（声能、光学、电学）、海洋化学（海水营养离子含量、氧溶解度、二氧化碳浓度）、海洋生物学（叶绿素指数、生物总量）、海底地形特征、地质构造与地球物理学等，这些都被视为服务于海洋资源开发、科技运用、环保维护和海上战斗、战术演练、武器研制等领域所必不可少的海洋参数。

海洋环境观测平台主要由河口水文站、海岸线远程海洋观测站（站点）、海岸雷达站、海洋气象站，以及验潮站等等不同种类的设施构成，此外还有一些深化的离岸监测装置如潜标的使用、锚碇式浮标的设置，以及海底观测网络与海床基础的设立。其中，雷达观测仪器主要包含X波段测波雷达，高频地波雷达，C波段或者S波段的多普勒测波雷达，这些设备用以精确测量海浪和海表面流场等各项关键指标。海洋观测站则是在海滨或者岛礁构建起的固定式海洋环境观测设施，它所提供的信息涵盖了沿海地区的波浪状况、潮汐走向、海水温度、盐度、风速、风向、气温、相对湿度、大气压力以及降雨量等详尽的水文学和气象学数据。而海洋浮标，它主要采用锚定式海上观测浮标为载体，构建起一个以海洋水文气象为主题的全自动观测站点。这个测站最核心的组成部分便在于其水体之上所配置的多种气象元素传感器，这些传感器能够实时检测和记录气温，风向，气压，风速以及空气湿度等多个重要参数，水下部分则装备着水文要素传感器（盐度、海流情况、水温、波浪运动状态、潮汐水位等详细信息）。海洋潜标系统的主浮体位于水面下方，主要功能在于定点采集并长时间跟踪海流和温度、盐度等各类水文参数，而且还能配备诸如生物捕集器之类的设备，以便更好地阐释海洋生态环境的变化情况。至于海床基，这是一种位于海底的专门仪器，用以持续、定点且全方位地观察水下环境，从而获取到原本无法直接探测到的丰富信息。

海洋移动观测技术能对大面积区域进行深入覆盖，同时具备高度的灵活性以及强大的自主航行能力。此类观测工具囊括了从海底到水面的移动观测平台，其中包括但不限于无人水面艇、拖曳式观测平台无人遥控潜器、自主式水下潜器、载人潜水器等。其中极具代表性的当属“Argo”(即地转海洋学实时观测阵列)浮标。该装置可在广袤的海洋中随波飘荡，为我们提供深度范围从海平面至水下逾2000米处的海域内的海水温度、盐度乃至水深数据。通过追踪其随洋流而动的轨迹，研究人员还可以获取海水移动的速度及方向信息。

2、海洋遥感数据

如今，海洋遥感领域所涵盖的数据源主要有卫星遥感以及航空遥感两种方式，而在前者之中，我们又可以细分为由载人航空器实施的人大致搜寻和无人机展开的精细监测。至于卫星遥感方面，其能够对广大海域进行高频次且有效的动态监测，从本质上讲，这是获取海洋的物理特性（例如海洋水色、海面温度、海面高度等）以及一系列环境变量（如海面风场、海浪、海流、盐度、海上目标、海岛、海岸带等）更为精准高效的方法。相比之下，航空遥感由于具备行动迅速、机动性强以及空间分辨率高等优点，特别适合开展对特定区域的高精度监测工作，诸如海洋突发状况应急响应、资源勘探、海岸带制图、海洋动态监管、近海海洋调查、海洋资源环境监测等等广泛领域。

依据观测对象的海洋要素以及遥感载体的配备类型，海洋卫星大致被划分为了三大类别，即海洋水色卫星、海洋动力环境卫星及海洋监视监测卫星。其中，海洋水色卫星主要是装备了各类光学遥感载荷设备，例如海洋水色扫描仪（Ocean Color Scanner，OCS）、海岸带成像仪（Coastal Zone Imager，CZI）以及中分辨率光谱仪（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS）等等，这些设备能够对海洋中的水色、水温、透明度、海冰、绿潮、赤潮以及海岛海岸带等诸多海洋要素进行细致入微的观测。而海洋动力环境卫星则更专注于全时段地采集海洋表面高度、海面风场、有效波高、全天候、海洋锋面、海面温度、中尺度涡、盐度等重要的海洋动态环境数据，其主要搭载的遥感载荷囊括了微波散射计（Microwave Radiometer，MWR）、雷达高度计（Radar Altimeter，RASS）、微波辐射计（Microwave Radiometer，MWR）以及盐度计（Saltometer）等设备。最后，海洋监视监测卫星则主要负责全程监控海上目标的位置与移动情况，以及溢油、海冰、海岛、海岸带等海洋要素，同时还能提供海洋浪场、风暴潮漫滩、内波等特殊环境信息，其所采用的遥感载荷主要有多极化多模式合成孔径雷达。

在海洋科研能力持续提升及广泛应用于各领域的背景下，对于海洋遥感观测的精准度也随之提出了更为严格的要求。伴随着海洋遥感活动所依赖的平台、载荷技术、地面设施以及数据处理手段的不断升级和改进，海洋遥感数据逐步趋向于获取更高精度，同时提高时间和空间分辨率。再者，海洋遥感数据对于定量化应用的深入阐述以及针对个人需求的定制化服务的持续更新也将成为未来海洋数据发展的主要趋势之一。

3、海洋模式数据

图表：海洋模式数据

资料来源：智研瞻产业研究院整理

4、海洋再分析产品数据

再分析技术是以资料同化方法为依托，通过有机结合各类丰富的观测资料以及精准可靠的数值预报成果，实现对持续时间较长的历史性数据的精确还原，从而有效地解决了因观测资料时空分布不均匀而无法获取真实信息的问题。然而值得注意的是，再分析资料作为现代气候变迁研究所倚重的重要数据资源，如今已经被广泛运用于包括大气-海洋-陆地的相互影响研究、气候监控以及季节预测、气候变异和演变、全球水循环和能流平衡分析等诸多科研领域之中。尽管如此，由于海洋再分析数据中不可避免地存在由观测系统的转变、数值模拟模型的偏差以及同化策略的选择等因素引起的误差，因此如何有效降低并消除这些误差，提升再分析数据的准确性成为了当前再分析数据生产及使用过程中所亟待解决的重大课题之一。

图表：海洋自然科学类大数据分类

资料来源：智研瞻产业研究院整理

（二）海洋社会科学类大数据

海洋社会科学类大数据是在相较于海洋自然科学类大数据的背景下提出的概念。然而，至今为止，在学术界和政府机构内部尚未对其范围作出明确定义。但根据现有的海洋科研成果、海洋行业发展动态、海洋强国建设目标及其中涉及到的关键领域，我们大致可以将这些数据划分为以下三个类别——海洋战略数据，海洋经济数据以及海洋文化数据。

首先，海洋战略数据主要涵盖了与海洋政策制定、法规建立和战略舆论环境等相关的诸多信息。由于海洋议题具有全球化特征，因此这类数据的搜集和管理均需保持高度的国际视野，特别是在涉及到海洋战略舆论环境的层面上，更加应当强调对全球一流智库、领先媒体和重点涉海政府部门的相关涉华涉海言论进行全方位、全面性的监测和深入分析，以期能为我方的海洋政策决策提供综合性、整体化的信息支持。

其次，海洋经济数据则包括了有关各种海洋产业如海洋渔业、海盐业、海洋交通运输业、海洋船舶制造业、海洋石油天然气产业、海岸观光旅游业和海洋服务业等等在内的相关资讯。

最后，海洋文化数据则主要关注于海洋文化教育（海洋意识培养）、海洋历史图形图像素材等方面的详细数据资料。在数据管理方面，前者相对较为成熟，而后者随着大数据时代的来临其重要性日益显现。具体来说，国家海洋文化及其个人海洋意识的培育对于未来我国海洋强国战略的有效执行起到了至关重要的作用，同时也给数据统计和数据分析领域带来了新的挑战。

图表：海洋社会科学类大数据概括

资料来源：智研瞻产业研究院整理

海洋大数据行业产业链分析

海洋大数据行业上游是指海洋大数据行业的数据采集、获取和传输环节。在这个阶段，包括海洋观测设备的制造商、传感器技术提供商、卫星遥感公司等。海洋大数据行业下游应用包括海洋产业企业、政府机构、科研机构等。

图表：海洋大数据行业产业链结构

资料来源：智研瞻产业研究院整理

海洋大数据行业市场规模

统计数据显示，2018年中国海洋大数据行业市场规模34.4亿元，2023年H1中国海洋大数据行业市场规模36.4亿元。2018-2023年H1中国海洋大数据行业市场规模如下：

图表：2018-2023年H1中国海洋大数据行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理