海洋信息化行業(yè)目前現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢預(yù)測

       海洋占全球面積的71%，擁有大量資源。海洋面積占全球面積的71%，其中深度超過1km 的海洋面積占全球面積的60%，是陸地面積的兩倍。目前全球近海區(qū)域已探明的石油儲(chǔ)量占全球總儲(chǔ)量的45%，天然氣儲(chǔ)量占全球總儲(chǔ)量的三分之一。全球海洋中擁有50 萬種生物，生物資源總量達(dá)26 萬億噸，儲(chǔ)存著陸地上全部農(nóng)產(chǎn)品1000 倍的食物。世界上75%的大城市、70%的工業(yè)資本和人口集中在距海岸線100km 內(nèi)的海岸帶地區(qū)。

       與世界海洋強(qiáng)國相比，我國海上力量未來提升空間巨大，尤其水下反潛領(lǐng)域較為薄弱，落后于空軍及水面艦船的發(fā)展。一方面，水下反潛是海軍綜合實(shí)力的重要部分。另一方面，其他國家意圖竊取我國海域軍事信息，2016年12月中國海軍就在南海九段線附近海域撈到美國一艘無人水下潛航器(UUV)，未來反潛領(lǐng)域亟待突破。

　　信息化建設(shè)，海洋發(fā)展重要前提，戰(zhàn)略競爭核心領(lǐng)域。海洋信息化建設(shè)即對海洋進(jìn)行探索研究，監(jiān)測獲取海洋信息和數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析模擬。當(dāng)前，地球上海洋面積為3.61億平方公里，但僅有不到5%為人類所了解。海洋信息化建設(shè)是開發(fā)利用海洋資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)海洋權(quán)益保護(hù)的奠基石，也是海洋戰(zhàn)略競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域。

　　未來，只有占據(jù)信息優(yōu)勢的國家才能掌控海洋。當(dāng)前，各國為加強(qiáng)海洋信息化建設(shè)，均在海洋探索研究領(lǐng)域出臺相關(guān)政策計(jì)劃并投入重金，以期在國際競爭中先發(fā)制人。以美國和歐洲(歐盟)為例，據(jù)美國國家科學(xué)基金會(huì)預(yù)算，未來5年保持每年3.5億美元投入海洋研究。在歐盟研究框架計(jì)劃中，海洋探索領(lǐng)域的投入占比不斷增加，在2014和2015年海洋領(lǐng)域投入總額已經(jīng)高達(dá)4.4億歐元。

美國NSF海洋領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)投入情況（百萬美元）

歐盟FP計(jì)劃海洋領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)投入情況（百萬歐元）

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

      隨著美國“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”概念的提出，未來的作戰(zhàn)體系將是一個(gè)把分散部署在陸、海、空、天的各種偵察探測系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)和打擊武器系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)接起來的三位立體信息化作戰(zhàn)體系。其中，水下信息化網(wǎng)絡(luò)中心是一個(gè)必不可缺的環(huán)節(jié)。目前，各大海洋強(qiáng)國都在致力于打造一個(gè)集偵察、警戒、指控、通信、導(dǎo)航、定位、目標(biāo)攻擊等綜合作戰(zhàn)能力的水下信息化網(wǎng)絡(luò)體系，從而確保己方能夠在未來的海戰(zhàn)中贏得先機(jī)。

      通過建設(shè)海洋觀測系統(tǒng)，監(jiān)測獲取海洋信息和數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析模擬，是探索海洋、掌握海域信息最基本的手段。當(dāng)前，全球各國已建立了空天-海洋一體的實(shí)時(shí)觀測系統(tǒng)。

在海底鋪設(shè)水下光電纜，沿光電纜設(shè)置多個(gè)海底觀測模塊，搭載相關(guān)儀器設(shè)備和傳感器，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”。其中，儀器設(shè)備和傳感器采用以收集數(shù)據(jù)，光電纜則將數(shù)據(jù)傳回岸上觀測站，以便科研人員分析。

      按總體結(jié)構(gòu)，海底觀測網(wǎng)可分為開放式和封閉式兩類。總體上，開放式觀測網(wǎng)較封閉式觀測網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)難度更大、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和工程風(fēng)險(xiǎn)更高。

      作為水下反潛系統(tǒng)的要組成，海底觀測網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對潛艇、潛航器等水下武器的監(jiān)測、定位，可提供預(yù)警探測、指揮控制等綜合信息傳輸服務(wù)；可對海洋軍事情報(bào)和軍事活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)聽和偵察，確保國家權(quán)益不受侵犯。

     以美國為例，20世紀(jì)90年代，美國海軍就開始允許科學(xué)家利用水聲監(jiān)視系統(tǒng)（SOSUS）進(jìn)行基礎(chǔ)學(xué)科研究，包括進(jìn)行海底火山爆發(fā)、海底地震、海底哺乳動(dòng)物、大尺度海洋溫度變化研究等，有力地推進(jìn)了軍用和民用海洋觀測、試驗(yàn)和通信技術(shù)的進(jìn)步。

     20世紀(jì)80年代，逐步形成現(xiàn)代海底觀測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想。20世紀(jì)90年代起，歐美各國開始開展建設(shè)海底觀測網(wǎng)絡(luò)。截至目前，世界海底觀測網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：從結(jié)構(gòu)簡單、單一功能的單節(jié)點(diǎn)海底觀測站到小規(guī)模觀測網(wǎng)，再至大規(guī)模觀測網(wǎng)。

     當(dāng)前，世界主要發(fā)達(dá)國家，如美國、加拿大、日本等，為占據(jù)未來海洋經(jīng)濟(jì)和潛在戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，越來越重視海底觀測網(wǎng)的建設(shè)，以海底觀測網(wǎng)絡(luò)為平臺的國家競爭日益激烈。其中，以北美和歐洲的技術(shù)最為成熟，政府投入力度最大。

     目前世界上已經(jīng)初步建成或在建的較大規(guī)模觀測網(wǎng)主要有：歐洲ESONET/EMSO、美國OOI、加拿大ONC（由VENUS與NEPTUNE組成）、日本DONET、及我國臺灣MACHO等。其中，前三個(gè)項(xiàng)目用于海洋探索及多學(xué)科研究，DONET及MACHO項(xiàng)目則主要用以地震監(jiān)測和海嘯預(yù)警。

目前全球典型海底觀測網(wǎng)位置分布

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      歐洲ESONET/EMSO項(xiàng)目由英法德等多國參與，于2008年開始籌劃，是全球規(guī)模最大的海底觀測網(wǎng)，海纜總長達(dá)5000km以上。項(xiàng)目一次性投入2.4億歐元，每年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用3600萬歐元。ESONET/EMSO由不同海域的區(qū)域網(wǎng)組成，各區(qū)域網(wǎng)有不同研究主題和支持國家，能夠?qū)５缀秃Ｋ畬拥牡厍蛭锢韺W(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、海洋學(xué)、生物學(xué)等進(jìn)行長期觀測。

歐洲ESONET/EMSO觀測網(wǎng)經(jīng)費(fèi)投入（百萬歐元）

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歐洲ESONET/EMSO區(qū)域網(wǎng)分布

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      美國OOI觀測網(wǎng)是目前技術(shù)最成熟的海底觀測網(wǎng)，于2000年開始立項(xiàng)，海纜總長超過900km，項(xiàng)目一次性投入4.34億歐元，每年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用5500萬歐元。OOI觀測網(wǎng)包括三個(gè)主要部分：1）全球網(wǎng)，2）近海網(wǎng)，3）區(qū)域網(wǎng)。其中，區(qū)域網(wǎng)由于靠近國土海岸線，對領(lǐng)海安全和權(quán)益保護(hù)、領(lǐng)海氣候監(jiān)測等非常重要，是重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，資金投入占比超過一半。目前，該項(xiàng)目已正式啟動(dòng)運(yùn)行，通過連接互聯(lián)網(wǎng)，即可實(shí)現(xiàn)對特定海洋全天候長期觀測。

美國OOI海底觀測網(wǎng)每年經(jīng)費(fèi)投入（百萬美元）

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美國OOI海底觀測網(wǎng)的經(jīng)費(fèi)投入

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       海底觀測網(wǎng)作為我國發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、維護(hù)國家權(quán)益、邁向海洋強(qiáng)國的重要前提，是國家重要戰(zhàn)略發(fā)展方向。早在2012年，政府發(fā)布的《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃（2012-2030年）》中，就將海底觀測網(wǎng)的建設(shè)放在16項(xiàng)優(yōu)先安排的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的首項(xiàng)。在《中國制造2025》中，明確重點(diǎn)發(fā)展海洋工程裝備等10大領(lǐng)域，其中，海洋探測工程裝備是海洋工程裝備中最基礎(chǔ)、最重大的一個(gè)領(lǐng)域。

       海底觀測產(chǎn)業(yè)鏈主要包括岸基站、接駁盒（分主、次接駁盒兩種）、垂直觀測儀器平臺（包括垂直錨系、剖面儀）、各式傳感器、水下機(jī)器人、移動(dòng)觀測平臺（包括水下滑翔器、自主水下航行器及相應(yīng)塢站等）以及將各個(gè)部分連接在一起的海底線纜。

　　從20 世紀(jì)80 年代以來，海洋發(fā)達(dá)國家和國際海洋科學(xué)組織就非常重視海洋觀測技術(shù)的研究，目前已經(jīng)形成了集空基、?；痘退潞Ｑ笥^測為一體的海洋觀測網(wǎng)體系的雛形。通過?？仗煲惑w化的海洋觀測網(wǎng)，我們可以獲得海洋各個(gè)位置的氣象、地形地貌、水文、物理特性、化學(xué)特性、生物環(huán)境等資料，從而實(shí)現(xiàn)海洋權(quán)益的維護(hù)、海洋國防的建設(shè)、海洋資源的開發(fā)、海洋災(zāi)害的預(yù)警、海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。但是海洋數(shù)據(jù)的種類多、范圍廣，采集極為困難。

　　海洋第三產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，海洋信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間廣闊。海洋監(jiān)測和勘測行業(yè)隸屬于海洋第三產(chǎn)業(yè)中的海洋信息、技術(shù)服務(wù)行業(yè)。隨著“十一五”、“十二五”計(jì)劃和《全國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃綱要》的順利實(shí)施，海洋第三產(chǎn)業(yè)已成為我國海洋經(jīng)濟(jì)的支柱，海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸演變?yōu)椤叭?、二、一?2015年一、二、三產(chǎn)業(yè)比為5.1:42.5:52.4)的合理順序結(jié)構(gòu)類型，但與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在差距(美國海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)一、二、三產(chǎn)業(yè)之比2.0:29.2:68.8)，海洋信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間廣闊。

　　大力推動(dòng)海洋產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，加快海底監(jiān)測網(wǎng)的布局?！笆濉逼陂g，財(cái)政部、國家海洋局選取8個(gè)城市開展海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展示范工作，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)孵化集聚創(chuàng)新，支持海洋企業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新，形成各具特色和優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)形成結(jié)構(gòu)、速度、質(zhì)量、效益協(xié)調(diào)統(tǒng)一的海洋經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展格局。這對海底監(jiān)測網(wǎng)的性能和規(guī)模提出了更高的要求，將加快海底監(jiān)測網(wǎng)的布局。