海洋大数据标准化现状与对策研究

摘要：文中介绍了海洋大数据概念，分析了海洋大数据标准化组织、政策要求、平台建设、标准体系、标准研制和试点示范现状；指出存在标准不统一导致海洋大数据汇聚和管理应用困难、标准缺失较多等问题；提出完善海洋大数据标准化政策措施和工作机制，开展海洋大数据标准化研究和建立健全标准体系，开展海洋大数据标准化相关试点示范等对策建议。

关键词：海洋大数据；标准化；标准体系

Study on the Current Situation and Countermeasures of the Standardization of Marine Big Data

LI Haiyan

（Fujian Institute of Standardization， Fuzhou 350013， Fujian， China）

Abstract： This article introduces the concept of ocean big data and analyzes the current situation of standardization of marine big data from the degrees of standardization organization，policy requirements， platform construction， standard system， standard development and pilot demonstration. There are some difficulties in the aggregation and management of marine big data because of the inconsistency of standards. It is pointed out that there are many missing standards for marine big data. Some countermeasures and suggestions for the standardization of marine big data have been put forward such as improving policy measures and working mechanism for marine big data standardization， carrying out research on marine big data standardization， establishing and improving the standard system， and carrying out pilot demonstrations related to marine big data standardization.

Key Words： Marine big data; Standardization; Standard system

海洋大数据是实施海洋强国战略的新型生产要素，开展海洋大数据标准化工作对促进海洋大数据开放共享、开发应用，助推智慧海洋建设和海洋经济发展具有重要意义。

1海洋大数据概念

DB37/T 4529—2022《海洋大数据分级存储技术规范》将海洋大数据定义为“具有大数据特征的海洋领域数据集。”[1] HY/T 0332—2022《海洋大数据标准体系》将海洋大数据定义为“通过海洋调查、观测、监测、模型运算和互联网等方式获取，具有多源广域、多要素、多时效、多形态特征，且具有大数据属性的数据。”[2] 上述定义都强调海洋大数据的大数据属性（特征）及来源（领域或获取方式）。

海洋大数据包括海洋地理、海洋水体、海洋生态等自然科学大数据和海洋航线、海洋勘探、海洋科考等社会活动大数据[2]。海洋自然科学大数据包含海洋水质和生态环境信息、海洋动力环境信息，以及海洋生物、海洋化学、海底地质、沉积物、水下地形、海冰、海水污染信息等海洋实测数据、海洋遥感数据、海洋模式数据[3]。海洋社会活动大数据包含海洋战略数据、海洋经济数据、海洋文化数据等[2]。海洋大数据所包含的价值需要通过大数据技术进行挖掘发现，通过开发应用加以实现[4]。

2海洋大数据研究进展

海洋大数据是“海上福建”建设的战略资源，福建省已建立海洋立体实时观测网，至2022年，已积累海洋与渔业数据量14TB以上[5]。在海洋大数据管理、平台建设、分析技术、应用、安全等方面的研究蓬勃发展。

海洋大数据管理体系日渐成熟，杨锦坤等归纳了海洋大数据的内涵、外延和特征[4]，构建了包括海洋环境数据、海洋信息产品及海洋综合管理成果在内的海洋数据资源管理体系[6]。韦广昊等提出了海洋大数据平台架构、资源池架构、存储架构和存储策略[7]。于婷等分析了海洋科学大数据共享的技术问题、障碍和发展建议[8]。

海洋大数据相关平台建设和分析技术是其开发应用的基础。韩琦琦等设计开发了海洋大气数据共享服务系统，实现了数据发布共享、数据查询、数据可视化和数据下载等功能[9]。梁斐斐指出海洋大数据平台主要由数据采集结构、数据管理结构、数据分析结构以及数据整合应用结构等组成；架构分为数据层、技术层、应用层[10]。刘儒等针对多源异构海洋环境监测数据，提出利用云计算和大数据建立海洋环境监测数据平台[11]。崔晓健等提出了由海洋感知网络、通信网络、数据处理分析和智慧应用四大能力，以及标准规范体系、信息安全体系、运营服务体系和信息装备体系组成的浙江省智慧海洋大数据中心总体框架[12]。黄端琼分析了福建省海洋大数据中心的建设需求，并提出了福建省海洋大数据中心的建设思路[5]。蔡迪等开展了大规模海洋数据同化并行算法优化研究[13]。解翠等探索了大数据可视化分析方法在多元海洋时空数据分析、海洋重要结构的时空特征和演化分析等方面的应用价值，提出了海洋数据可视化分析的基本框架[14]。

海洋大数据在海洋生态环保、海洋预报减灾等众多领域应用场景日益增多。刘建强等对海洋卫星遥感基础数据集在灾害与环境监测中的典型应用及公共服务情况进行了分析[15]。王辉提出利用海洋科学大数据技术提升海洋防灾减灾预报模式的实效性和准确性，并基于机器学习方法构建了智能化预报系统[16]。David Grémillet等利用海洋大数据进行海洋动物时空分布和保护研究[17]。Sulaiman Khan等将海洋大数据运用于海洋环境监测[18]。

海洋大数据安全是其开发应用的保障，陈菲等指出海洋大数据的安全问题包括存储安全、访问安全、共享安全和监管安全等[19]；韩春花等从构建海洋大数据安全技术体系架构、建立海洋大数据安全评估指标体系等角度提出了海洋大数据安全工作对策建议[20]。

有关大数据标准化的研究较多，但具体到海洋大数据标准化研究较少。梁斐斐提出基于海洋各类型数据结构和业务应用需求制定海洋大数据标准规范，指出海洋大数据标准规范是平台建设的基础，制定统一、规范的数据标准规范，推进海洋数据采集、数据分析应用、数据共享交换[10]。杨锦坤等指出我国建立了包含基础通用标准、技术标准、平台和工具标准、管理标准、安全标准和应用标准在内的海洋大数据标准体系框架[4]。海洋大数据标准化是推进海洋数字化、智慧化的必然要求，深入开展海洋大数据标准化研究具有重要意义。

3海洋大数据标准化现状

3.1标准化组织

可能涉及海洋大数据的相关标准化（分）技术委员会如表1所示，虽然这些标准化（分）技术委员会并不是专门的海洋大数据标准化组织，但其各自所负责的专业领域可能涉及到海洋大数据。另外，全国信标委大数据标准工作组负责我国大数据领域标准化工作，对接ISO/IEC JTC 1/SC 42/WG 2大数据工作组，也可能涉及海洋大数据标准化工作。

3.2政策要求

中共中央、国务院、多个部委及地方政府出台政策，推动大数据、智慧海洋及其标准化建设。2021年10月，中共中央、国务院印发《国家标准化发展纲要》，要求建立健全大数据与产业融合发展，推进数字产业化和产业数字化。《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》要求推进大数据产业标准体系建设，推进数据采集、政府数据开放、指标口径、分类目录、交换接口、访问接口、数据质量、数据交易、技术产品、安全保密等关键共性标准的制定和实施[21]。自然资源部、国家海洋局等多个部委发布文件，推动海洋领域数字经济融合发展，促进海洋产业数字化转型，涉及智慧渔业、智慧港口、智能航运等领域。为积极落实国家部署，近年来，福建、广东、山东、浙江、海南、江苏等沿海省市纷纷出台海洋经济相关文件，推动加快智慧海洋建设。

福建省出台了多项涉及推动智慧海洋建设的政策。2021年以来，福建省出台了《关于印发国家数字经济创新发展试验区（福建）工作方案的通知》《关于印发加快建设“海上福建”推进海洋经济高质量发展三年行动方案（2021—2023年）的通知》《“十四五”数字福建专项规划》《福建省“十四五”海洋强省建设专项规划》《福建省新型基础设施建设三年行动计划（2023—2025年）》《福建省重要生态系统保护和修复重大工程实施方案（2021-2035年）》等政策文件，要求实施智慧海洋工程，强调建设海洋大数据中心，打造多源融合的海洋大数据平台，推动各类海洋数据互联互通、集中、融合共享。围绕渔业管理、远洋渔业、水产养殖、海洋生态、海上交通、海上救助、防灾减灾等需求，构建管理与服务数据综合资源库，搭建海洋云服务平台、大数据计算平台和云安全平台。

3.3平台建设

目前没有开展海洋大数据标准化工作的专门平台，但涉及海洋大数据的平台较多，如中国科学院海洋研究所海洋大数据中心、清华大学海洋大数据平台、海洋战略舆情环境信息检索数据库、浙江海洋大数据中心、山东海洋大数据共享支撑平台、山东智慧海洋协同创新服务平台、“海上云”国家海洋科技大数据综合平台、广东海洋大数据综合平台、广东省海洋科学数据共享平台、南海区海洋大数据管理与服务平台、“海上漳州”平台等。2019年，成立了依托智慧海洋工程技术研究中心、海洋监测物联网实验室与“数字福建”卫星通信，由福建省海洋与渔业局与集美大学等共建的智慧海洋平台，致力于推动福建省智慧海洋工程项目规划、建设。开展海洋大数据标准化工作有利于促进这些平台的科技成果转化与应用推广。

3.4标准体系

建立海洋大数据标准体系是开展海洋大数据标准化顶层设计和总体布局的需要，有利于指引海洋大数据标准化工作方向和明确标准研制重点领域。2022年2月，国家自然资源部发布了HY/T 0332—2022《海洋大数据标准体系》，该标准的发布为海洋大数据技术标准、平台和工具标准、管理标准、安全标准和应用标准等提供了制修订依据[22]。海洋大数据标准体系主要包含基础通用标准、技术标准、平台和工具标准、管理标准、安全标准、应用标准六大类[2]，见图1。2022年6月，国家自然资源部发布了HY/T 0340—2022《海洋信息化标准体系》，该标准提出了海洋信息化标准体系结构图，见图2，包括基础通用标准、海洋信息采集与通信、海洋信息管理与服务、海洋信息系统建设、海洋信息安全与运维等五个部分[23]，各个部分都会直接或间接涉及到海洋大数据标准化工作。另外，2022年国家自然资源部发布的《自然资源标准体系》中，在海洋决策服务子体系下包含海洋数据管理与应用子体系，涉及海洋大数据相关标准[24]。

3.5标准研制

虽然大数据相关标准较多，但已发布的海洋大数据标准较少，主要包括海洋观测、集装箱运输电子数据交换、基础地理信息标准数据库、地理空间数据交换等方面的标准，如《海洋观测规范" 第6部分：数据处理与质量控制》《海洋监测规范" 第2部分" 数据处理与分析质量控制》《集装箱运输电子数据交换" 集装箱进/出门报告报文》等。海洋大数据相关在研国家标准主要包括海洋调查、环境监测、数据采集等方面的标准，如《海洋能" 波浪能、潮流能及其他水流能转换装置——第102部分：用已有运行测量数据评估波浪能转换设备在其他投放点的发电性能》《船舶与海上技术" 海上环境保护" 船舶燃油消耗数据收集规范》《风能发电系统" 智能风力发电场数据采集技术规范》《船舶交通管理系统数据综合处理器技术规范》《地理空间数据交换基本要求》等。

海洋大数据现行相关行业标准主要包括海洋调查监测档案、海洋站自动化观测、海域使用管理标准体系、海洋监测技术、海洋环境综合数据库等方面的标准，如《海洋信息元数据》《海洋观测数据格式》《海洋环境综合数据库分类与编码规范》《海洋大数据标准体系》《海洋渔船管理数据软件接口技术规范》《海洋重磁勘探数据采集技术规程》及《海洋监测技术规程》系列标准等。

福建、天津、辽宁、江苏、浙江、山东、深圳等地发布了海洋大数据相关地方标准，主要涉及海洋监测、大数据平台、大数据应用、环境观测等方面的标准。如福建省发布了《海洋环境观测浮标运行维护技术规范》，天津市发布了《海水工厂化养殖物联网系统数据处理要求》《水产养殖物联网系统元数据技术要求》，浙江省发布了《海洋捕捞渔获信息采集规范》，山东省发布了《海洋与渔业数据服务接口规范》《海洋与渔业数据目录规范》《海洋大数据分级存储技术规范》等。

海洋大数据相关团体标准研制活跃，贴近海洋大数据应用需求、灵活高效，涉及海洋环境预报数据资料、海洋环境安全保障平台数据、岸滩海洋垃圾监测、海洋数据质量控制等方面的内容。如山东省信息资源应用协会发布了《海洋数据质量控制》系列标准，中国标准化协会发布了《海洋环境预报数据资料质量控制指南》，中国海洋学会发布了《广东省海洋数据分类与代码》，中国太平洋学会发布了《海洋环境安全保障平台数据共享接口规范》及《海洋科学数据共享服务规范》系列标准。

3.6试点示范

沿海多地成功开展了基于人类海洋活动与智能化信息技术、先进海洋装备相结合的智慧海洋相关试点示范，以发挥其示范引领作用。目前，已成功“诞生”福州11台（套）深远海养殖平台、深圳珠海全国第一艘浮体与桁架混合结构智能化养殖平台“德海一号”以及“澎湖号”“湾区横洲号”3座大型深远海养殖装备、山东省首个5G+海洋牧场、辽宁大连市智慧海洋示范工程、浙江嘉兴市全面完善智慧海洋基础数据运行监测平台等。2021年，福建省福州市推动实施海洋渔船卫星互联网应用项目，在黄岐国家中心渔港落户全省首个智慧渔港项目。这些试点示范虽然不是针对海洋大数据标准化工作的，但为海洋大数据标准化工作提供了实践基础和应用场景。

2018年至2023年，工信部批准了917个大数据产业发展试点示范项目，其中与海洋大数据或海洋大数据标准化相关的试点示范约20个，见表2。通过开展大数据产业发展试点示范项目，有效提升大数据技术、产品和服务创新能力，系统总结典型案例和经验模式，可将其形成可复制推广的标准，由点带面，推动海洋大数据产业高质量发展，促进数字经济和海洋经济深度融合。

4海洋大数据标准化存在的问题

目前，海洋大数据标准化建设取得一定成效，但依然存在以下相关问题：一是数据标准不统一导致汇聚困难。海洋与渔业存在横向“信息孤岛”和“数据烟囱”，纵向无法数据共享，同时多系统之间存在数据内容不一致、数据标准不一致、数据重复冗余等情况；由于业务系统建设时期不同、系统开发技术不同、数据标准格式不统一，导致数据汇聚困难。二是数据标准不统一导致管理应用困难。由于观测设备及应用不同，导致数据难以得到统一管理与应用，因此需打破壁垒，建立统一数据标准[25]。三是海洋大数据相关标准缺失较多。虽然已发布HY/T 0332—2022《海洋大数据标准体系》，但很多标准还处在待制修订状态。目前福建省已发布《海洋环境观测浮标运行维护技术规范》《赤潮预警动态监测规程》等涉及海洋大数据的地方标准，但还不能满足福建省海洋管理与产业发展的地方特色需求。

5海洋大数据标准化对策建议

5.1完善海洋大数据标准化政策措施和

工作机制

出台海洋大数据创新发展指导意见、规划等政策文件，突出标准引领和促进作用。鼓励海洋大数据标准化相关企事业单位工作人员积极加入ISO/IEC JTC1/WG9大数据工作组、ISO/IEC JTC1/SC32数据管理和交换分技术委员会、全国信息技术标准化技术委员会（TC28）大数据标准工作组、全国海洋标准化技术委员会（TC283）、福建省信息化标准化技术委员会（SAFJ/TC11）等海洋大数据相关标准化组织，协同开展海洋大数据标准化工作。可在福建省海洋与渔业局和福建省大数据管理局的指导下依托自然资源部第三海洋研究所、自然资源部海岛研究中心、福建海洋研究所、福建省海洋预报台、厦门大学、集美大学、福建省智慧海洋产业联盟、福建省大数据集团有限公司等研究机构、高校、社会团体和企业，在福建省信息化标准化技术委员会（SAFJ/TC 11）下面设置海洋大数据标准化工作组，在条件成熟后可转化为海洋大数据标准化分技术委员会，统筹和协调管理海洋大数据相关标准的制修订工作。

5.2开展海洋大数据标准化研究和建立

健全标准体系

根据智慧海洋建设政策导向和发展需求，建立健全福建省海洋大数据标准体系，为海洋大数据标准化工作规划蓝图、提供指引，为标准研制提供依据。开展海洋大数据领域标准推广应用模式、标准实施机制和标准实施效果评估方法研究，探索标准化促进海洋大数据发展应用、智慧海洋建设工作机理。针对福建省鲍、海参等特色海产品研制渔业生产调控、病害诊断、行为分析等方面的智慧养殖大数据标准。围绕海洋生态环境预测、海上风电资源评估、海洋灾害预警预报等开展核心算法、分析模型及数据产品标准化研究，促进海洋大数据要素开发应用。持续征集海洋大数据标准制修订项目并动态更新。研制海洋大数据获取、传输、汇集管理、融合处理、挖掘分析、产品研制、共享开放、应用服务等方面的缺失标准。

5.3开展海洋大数据标准化相关试点示范

针对智慧海洋标准化建设需求，以海洋大数据为核心要素，开展船载终端一体化和数字化创新，北斗终端等渔船通讯导航，基于智能监测、预测评估、辅助决策的智慧水产养殖管理，海洋渔船安全和应急救助等方面的试点示范。推动海洋数据要素应用开发，在海洋生态环境监测、海上风电资源评估、海洋防灾减灾预防等领域开展核心算法、分析模型及数据产品等示范应用，为海洋大数据标准制修订提供实践案例和应用场景。

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收稿日期：2024-02-07

基金项目：福建省科技计划项目“福建省海洋大数据标准化研究”（项目编号：2021R1017002）

作者简介：李海晏，男，福建省标准化研究院，标准化研究所，高级工程师，博士