魏立津 柴瑩

（中海油能源發(fā)展股份有限公司 天津市 300450）

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)和海洋科技的迅速發(fā)展，人們對大海的探尋水平持續(xù)加深，利用海洋的能力日益提高。尤其是伴隨著陸地資源的過多開發(fā)，海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)變成解決人口飛速增長、資源緊缺和環(huán)境惡化問題的有效途徑[1]?？刂坪Ｑ罂臻g，爭奪海洋生物資源，占領(lǐng)海洋科技主陣地，已變成國際性發(fā)展趨勢。構(gòu)建海域動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是直接掌握管轄區(qū)內(nèi)海域現(xiàn)況和動態(tài)的重要途徑，也是海域管理方法能力建設(shè)的重要舉措。其關(guān)鍵是要盡早制訂和實行合理的規(guī)章制度整體架構(gòu)設(shè)計方案。

1 海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

海域動態(tài)性監(jiān)測數(shù)據(jù)信息就是指根據(jù)衛(wèi)星遙感、航空遙感、遠(yuǎn)程和現(xiàn)場視頻監(jiān)測等方式，對海域資源和海域應(yīng)用情況開展監(jiān)測所獲取的數(shù)據(jù)信息。為海域綜合性管理服務(wù)。其特性主要包含如下幾層面。

1.1 海量性

應(yīng)用各種監(jiān)測技術(shù)開展周期性、即時性的數(shù)據(jù)信息采集，造成海洋數(shù)據(jù)信息呈指數(shù)級增長。例如每一年覆蓋在我國沿海城市的遙感影像數(shù)據(jù)信息，包含畫面質(zhì)量遙感影像、高像素遙感影像和無人機(jī)航拍影像，都呈現(xiàn)出逐年增長趨勢。

1.2 多維性

海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)涉及海洋化學(xué)、海洋經(jīng)濟(jì)、海洋環(huán)境、海洋資源等眾多學(xué)科。每一個數(shù)據(jù)信息目標(biāo)不但具備時間和空間位置信息，還包括多維度信息內(nèi)容。如海水溫度、含鹽量、pH值等。

1.3 時空性

每次的數(shù)據(jù)信息監(jiān)測都相應(yīng)生成特定的時光位置信息，其使用價值需要在指定的時間或空間位置下才能具有。例如，根據(jù)監(jiān)測填海工程的進(jìn)展，可以獲取不同時間段填海造地的空間位置信息。

1.4 多源多類性

因為監(jiān)測方式不同，獲得的海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的種類、主要參數(shù)和指標(biāo)值也不一樣，展現(xiàn)出多源多類型。例如河口、港灣、劃區(qū)用海整體規(guī)劃、關(guān)鍵工程項目、疑點(diǎn)地區(qū)、待批新項目、海域水體的現(xiàn)場監(jiān)測視頻監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)值、主要參數(shù)、基本數(shù)據(jù)類型均有所不同。

2 數(shù)據(jù)治理面臨的問題

從管理方法角度觀察，《中華人民共和國海域使用管理法》規(guī)定，海洋行政部門主管機(jī)構(gòu)依規(guī)等級分類審核海域應(yīng)用。彼時的信息化水準(zhǔn)低，海域應(yīng)用審核信息不清楚，同一地區(qū)非常容易產(chǎn)生用海矛盾，且信息化建設(shè)并無處參考。從數(shù)據(jù)自身而言，因為監(jiān)測方式多種多樣，海域動態(tài)性監(jiān)測數(shù)據(jù)是多源的，并且這種數(shù)據(jù)是逐漸累積的，欠缺合理的策劃和梳理，檔案保管錯亂，嚴(yán)重影響了海域管理的工作效能。從硬件設(shè)施看來，計算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)儲存和管控機(jī)器設(shè)備等硬件配置老化比較嚴(yán)重，配套的設(shè)施設(shè)備相對性落伍。存有型號不匹配、選購時長不同、特性不一致、機(jī)器設(shè)備配備主要參數(shù)有差異等許多問題。這嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)儲存和瀏覽的有效率。

3 海域動態(tài)監(jiān)測信息獲取方式

以機(jī)器設(shè)備和人員和遙感監(jiān)測技術(shù)為主要的陸地監(jiān)測獲取數(shù)據(jù)信息的手段，對海域應(yīng)用開展動態(tài)監(jiān)測。

3.1 衛(wèi)星遙感監(jiān)測

衛(wèi)星遙感技術(shù)是以人造地球衛(wèi)星為基本的各種地理信息系統(tǒng)軟件的統(tǒng)稱。利用通訊衛(wèi)星對宇宙和最底層空氣開展光電和電子器件觀察，不接觸地物目標(biāo)，利用遙感技術(shù)器獲得電磁波信息，根據(jù)剖析處理揭露地物目標(biāo)屬性以及變化規(guī)律的科技技術(shù)。遙感技術(shù)海域動態(tài)監(jiān)測的具體任務(wù)是全方位、系統(tǒng)化調(diào)研海域應(yīng)用現(xiàn)況和發(fā)展?jié)摿?，全面把握海域?yīng)用動態(tài)狀況。衛(wèi)星遙感海域動態(tài)監(jiān)測的目的是獲得海域應(yīng)用現(xiàn)況信息，為海域網(wǎng)絡(luò)資源的開發(fā)設(shè)計、利用、管理方法和維護(hù)提供精準(zhǔn)、及時的信息。

3.2 航空遙感監(jiān)視監(jiān)測

海域動態(tài)性監(jiān)測的另一個關(guān)鍵信息來源是航空遙感，一般指從飛機(jī)、氣球、飛行器等航空服務(wù)平臺認(rèn)知路面的地理信息系統(tǒng)軟件。航空遙感技術(shù)性完善，其優(yōu)勢包括：三維成像尺度大，地面屏幕分辨率高，更適用于大規(guī)模地形測繪和小總面積詳查以及無需繁雜的路面處理設(shè)備。缺陷是飛行高度、續(xù)航力能力、航姿、全天實際操作能力和大范圍動態(tài)性監(jiān)測能力較弱。但作為探尋和研究地球環(huán)境資源和自然環(huán)境的方式，它依然是大勢所趨，且短時間內(nèi)無可取代。按飛行高度可劃分為三個級別：低空飛行（600 ～ 3,000m）、中空（3,000 ～ 10,000m)、高空（10,000m以上）。除此之外，也有超高空（U-2偵察機(jī)）和超低空飛行航空遙感。因為航空遙感監(jiān)測的空間分辨率可優(yōu)于0.5m，因此對海域應(yīng)用和海域自然屬性的監(jiān)測能力較強(qiáng)。因為航空遙感主要由我國巡邏機(jī)開展，數(shù)據(jù)信息由中國海監(jiān)總隊公布與下發(fā)，現(xiàn)階段難以確定可以用數(shù)據(jù)信息的總量和及時性，因此文中僅做簡要說明。

3.2.1 我國海洋航空遙感情況

因為海陸的交互地帶不但受陸上、海洋、大氣等自然環(huán)境的共同影響，并且直接遭受人類活動的影響，因此其變化情況更為強(qiáng)烈。自1986年2月海洋局建立第一支航空遙感大隊至今，我國巡邏機(jī)以及設(shè)備的能力建設(shè)進(jìn)一步增強(qiáng)?，F(xiàn)階段航空對海岸侵蝕的監(jiān)測是以遙感技術(shù)為基本的，為了迅速精確地獲得海域數(shù)據(jù)信息，我國巡查的飛機(jī)場已增加到9架。通過與歷史航空影像配準(zhǔn)精準(zhǔn)定位，對監(jiān)測數(shù)據(jù)信息做好解析測算，為海域應(yīng)用整體規(guī)劃管理、海洋生態(tài)環(huán)境治理與保護(hù)和海洋行政工作給予精確的數(shù)據(jù)信息資料。

3.2.2 海域應(yīng)用動態(tài)性監(jiān)測航空遙感工作流程剖析

在海域應(yīng)用動態(tài)性監(jiān)測中，主要以我國巡邏機(jī)為服務(wù)平臺，以L波段激光器掃描儀成像儀和數(shù)碼照相機(jī)為關(guān)鍵機(jī)器設(shè)備，在低潮時獲得近海海域的航空遙感數(shù)據(jù)信息。融合數(shù)據(jù)地圖、航海圖和地面GPS基準(zhǔn)點(diǎn)處理遙感圖像；利用專業(yè)遙感技術(shù)和GIS軟件開展遙感技術(shù)信息的獲取、融合和剖析，必要時還開展偵查與核查；制作正射影像圖、專題地圖和有關(guān)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，此外還提取海域、島嶼、填海工程和各種海域的使用信息。航空遙感技術(shù)性是獲得海域變化規(guī)律信息的主要方式之一。它可以獲得該海域的海流信息，為海洋資源的開發(fā)設(shè)計、利用、管理和維護(hù)提供可靠、直接、精確的信息。

3.3 地面監(jiān)測和監(jiān)管

地面監(jiān)控一般界定為已經(jīng)著眼于地面的工作人員和機(jī)器設(shè)備。針對海域的使用權(quán)屬：包括各種海域、海域主要用途、權(quán)屬變動、海域登記、海域總面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)量等動態(tài)性信息。已經(jīng)修建的用海項目：海域面積、位置、主要用途、建設(shè)施工過程等。突發(fā)事件：不法用海等。核查：衛(wèi)星遙感、航空遙感監(jiān)控和監(jiān)測，核查匯報中發(fā)現(xiàn)的異常點(diǎn)和地區(qū)；海洋災(zāi)害監(jiān)測：海灣侵蝕和海面侵入監(jiān)測等。因為地面監(jiān)測可以直接、形象化、近距觀察海平面，是遙感技術(shù)監(jiān)測的重要補(bǔ)充。

3.3.1 地面監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)方案剖析

地面監(jiān)測主要由地面工作人員和機(jī)器設(shè)備相互配合，創(chuàng)建海域應(yīng)用調(diào)研平面圖控制網(wǎng)隊，監(jiān)測海域所有權(quán)屬變動、新增加海域項目界限等海域應(yīng)用變化規(guī)律信息。技術(shù)線路見圖1。

圖1：地面監(jiān)視監(jiān)測技術(shù)路線

3.3.2 海域應(yīng)用測量動態(tài)監(jiān)測

作為海域應(yīng)用動態(tài)監(jiān)管的重要手段，廣泛運(yùn)用于路面巡視、權(quán)屬監(jiān)測、用海異區(qū)異常點(diǎn)核查、通訊衛(wèi)星和航空遙感監(jiān)測的核查監(jiān)測、在建項目用海監(jiān)測等許多個過程。海域測量的主要標(biāo)準(zhǔn)為《海域使用面積測量規(guī)范》、《海籍調(diào)查規(guī)范》，我國海洋局公布的海域應(yīng)用調(diào)研動態(tài)監(jiān)測有關(guān)技術(shù)性文檔?，F(xiàn)階段，在海域動態(tài)監(jiān)測中，常見的監(jiān)測儀器主要是各個類型的GPS設(shè)備。GPS（衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以滿足全球范圍的全天、連續(xù)、即時和三維導(dǎo)航精準(zhǔn)定位的要求。

3.3.3 海洋信息員的動態(tài)監(jiān)測

海洋信息員是中國基層海洋行政部門在海域應(yīng)用動態(tài)監(jiān)測中提出的一種自主創(chuàng)新方法。根據(jù)海洋信息員提供的精確信息內(nèi)容，可以減少路面監(jiān)測時長，及時地對海域應(yīng)用狀況開展動態(tài)監(jiān)測。與此同時，海洋行政部門主管部門還能夠向信息員下發(fā)命令，對外地檢舉的違反規(guī)定用海個人行為開展核查。

3.3.4 視頻監(jiān)控

為進(jìn)一步加強(qiáng)海域應(yīng)用項目尤其是城市新建項目的動態(tài)監(jiān)控與監(jiān)測，防止對海洋資源的毀壞，沿海地區(qū)一部分省份將現(xiàn)代視頻監(jiān)控技術(shù)引進(jìn)海域應(yīng)用動態(tài)監(jiān)控中，根據(jù)前端視頻監(jiān)控點(diǎn)即時傳送海域應(yīng)用項目視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)信號，為海域應(yīng)用動態(tài)監(jiān)控提供了全新升級的監(jiān)控手段。

4 海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治療框架研究

數(shù)據(jù)治理（Data governance）是一個以數(shù)據(jù)分類為標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)，保證優(yōu)良的數(shù)據(jù)存儲組織，并根據(jù)信息步驟控制完成全方位、有效的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。因此，在數(shù)據(jù)治理全過程中，最要考量的是治理框架的搭建，及其數(shù)據(jù)治理中各因素作用的全面組織和整體規(guī)劃。

4.1 國內(nèi)外主流數(shù)據(jù)治理框架

數(shù)據(jù)信息治理框架就是指一個組織的基本概念（如原則、組織架構(gòu)、步驟和標(biāo)準(zhǔn)等）的邏輯結(jié)構(gòu)。將數(shù)據(jù)列入治理領(lǐng)域，運(yùn)用概念間的相互關(guān)系形成數(shù)據(jù)治理的整體對策和總體戰(zhàn)略目標(biāo)。因為治理總體目標(biāo)不同，國內(nèi)外不同行業(yè)、領(lǐng)域的學(xué)者指出了不同的數(shù)據(jù)治理框架（如表1)。因為行業(yè)領(lǐng)域、數(shù)據(jù)治理環(huán)境的不同，其研究視角也可不相同，因此明確提出基于多個角度與層面的有側(cè)重的數(shù)據(jù)治理模型。但海域動態(tài)監(jiān)測具備顯著的領(lǐng)域特點(diǎn)。以上四個數(shù)據(jù)治理框架盡管無法充分滿足海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治理的要求，但依然為海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治理給予了參照和具體指導(dǎo)。

表1：國內(nèi)外主要數(shù)據(jù)治理框架

4.2 海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治療框架

依據(jù)海域動態(tài)性數(shù)據(jù)監(jiān)測的特性、工作中環(huán)境和項目需求，搭建了根據(jù)總體目標(biāo)的海域動態(tài)性監(jiān)測數(shù)據(jù)治理框架（圖2）。該框架涉及到海域動態(tài)性數(shù)據(jù)監(jiān)測管理方法的四個要素：總體目標(biāo)要素、促成要素、核心要素和支撐要素[5]。在其中，核心要素的工作中要以總體目標(biāo)要素為導(dǎo)向，支撐要素是核心要素的工作基礎(chǔ)，促成要素要確保核心要素中各項工作的執(zhí)行。

圖2：海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治理框架

4.2.1 目標(biāo)要素海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治理致力于依靠信息科技實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資產(chǎn)的安全性管理、有效管理，為海域綜合性管理提供服務(wù)[6]。根據(jù)動態(tài)海域業(yè)務(wù)流程要求，收集的衛(wèi)星遙感、航空遙感、現(xiàn)場監(jiān)測和遠(yuǎn)程監(jiān)控等動態(tài)性海域監(jiān)測數(shù)據(jù)是海域綜合性管理的重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)治理的核心目標(biāo)是通過對信息的有效管理完成多平臺數(shù)據(jù)融合，對數(shù)據(jù)進(jìn)行維度切片分析及挖掘?qū)?shù)據(jù)資產(chǎn)變現(xiàn)，進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值的最大化。但是，數(shù)據(jù)管理離不開安全的環(huán)境保障。僅有數(shù)據(jù)信息安全，才可以真正發(fā)揮信息的使用價值，服務(wù)于海域綜合性管理。在數(shù)據(jù)管理全過程中，制訂統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、傳送、處理、評定、監(jiān)測工作流程、監(jiān)測系統(tǒng)要求、業(yè)務(wù)流程考評管理和系統(tǒng)軟件管理規(guī)定，構(gòu)建數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理體系，進(jìn)而指導(dǎo)其他海域有關(guān)信息化規(guī)劃建設(shè)。

4.2.2 促成要素

促使要素是達(dá)成數(shù)據(jù)治理總體目標(biāo)的必備條件，是充分發(fā)揮核心要素的關(guān)鍵因素。由于我國海域海情數(shù)據(jù)龐雜，涉及省市眾多，需要以海域管理和服務(wù)支持協(xié)調(diào)工作體制為具體指導(dǎo)，構(gòu)建我國、省、市、縣四級海域應(yīng)用動態(tài)監(jiān)測業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)，形成業(yè)務(wù)化運(yùn)行機(jī)制。根據(jù)各地區(qū)自身情況，建立明確的角色并劃分職責(zé)，提高各部門間的協(xié)同性，完成整體方案落地。引入高層工作組監(jiān)督平臺建設(shè)，數(shù)據(jù)質(zhì)量的評估優(yōu)化，同時設(shè)定數(shù)據(jù)管理員，建設(shè)硬件環(huán)境配置，確保海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的順利實施，促成數(shù)據(jù)管理的規(guī)范性、即時化和持續(xù)發(fā)展。

4.2.3 核心要素

核心要素是海域動態(tài)性監(jiān)測數(shù)據(jù)管理的核心內(nèi)容，包含健全數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理體系、創(chuàng)建海域動態(tài)性監(jiān)測時空數(shù)據(jù)庫、開發(fā)設(shè)計信息平臺和建設(shè)數(shù)據(jù)信息安全保障環(huán)境。信息化平臺是核心中的核心，其他三者確保了信息化平臺的運(yùn)作。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)管理體系是信息平臺建設(shè)和運(yùn)營管理的技術(shù)性支撐，也是信息平臺基本建設(shè)成效的宣傳和共享資源。海域動態(tài)性監(jiān)測時空數(shù)據(jù)庫查詢以海域元數(shù)據(jù)庫模型和海域數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)架構(gòu)，實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)集成業(yè)知識管理、管理決策支持和各種信息的集成化管理，搭建基于數(shù)據(jù)為中心的安全性基礎(chǔ)構(gòu)架，繼而實現(xiàn)系統(tǒng)軟件硬件配置、網(wǎng)絡(luò)平臺、測量設(shè)備等關(guān)鍵硬件配置的升級更新，及其軟件功能的優(yōu)化與拓展，數(shù)據(jù)儲存能力、業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用能力和安全防范能力的拓展與提升。

基于此，還要建立健全信息化平臺，進(jìn)行規(guī)范化智能化數(shù)據(jù)采集和管理，形成海域監(jiān)測數(shù)據(jù)管理和運(yùn)用一體化，保證我國各級海洋行政部門主管機(jī)構(gòu)即時把握海域應(yīng)用動態(tài)性情況，簡化海域管理和監(jiān)控的任務(wù)流程，減少行政審批制度周期時間，提升行政部門管理和監(jiān)測有效率，適度制訂或調(diào)節(jié)我國海域應(yīng)用管理現(xiàn)行政策，最終實現(xiàn)工作智能化、管理決策化和管理規(guī)范化。

4.2.4 支撐要素

由于動態(tài)性海域監(jiān)測數(shù)據(jù)具有異構(gòu)，海量和多維度的數(shù)據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，同時從質(zhì)量出發(fā)建立多級數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系以及制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，都需要嚴(yán)格把控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量，以作為信息化平臺的數(shù)據(jù)底座保證后續(xù)治理效果。

因此支撐要素支撐著核心要素中各類整治工作中的開展，也為海域動態(tài)性監(jiān)測數(shù)據(jù)管理打下了基礎(chǔ)。支撐要素包含業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)信息管理、多系統(tǒng)異構(gòu)數(shù)據(jù)入湖、數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)和主數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析數(shù)據(jù)與質(zhì)量控制[7]。而數(shù)據(jù)治理能不能獲得較好的實際效果，在于對網(wǎng)站安全性的控制，以確保源數(shù)據(jù)信息的精確性。

5 結(jié)束語

本研究依據(jù)海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及海域動態(tài)監(jiān)測信息獲取方式，搭建了海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治理架構(gòu)。在《海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)治理架構(gòu)》的指導(dǎo)下，通過多年的數(shù)據(jù)治理，現(xiàn)階段得到的成效有：

（1）制訂執(zhí)行了管理方法、數(shù)據(jù)信息、軟件、業(yè)務(wù)流程配套制度等一系列配套設(shè)施機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，規(guī)范信息化平臺的建設(shè)；

（2）創(chuàng)建海域動態(tài)監(jiān)測信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫查詢，包含海域管理方法業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、監(jiān)視監(jiān)測數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)的海域監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。

（3）開發(fā)設(shè)計數(shù)據(jù)管理服務(wù)平臺，實現(xiàn)海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的資源共享；

（4）生成了覆蓋我國、省、市、縣市級海洋行政部門和海域監(jiān)測系統(tǒng)企業(yè)的數(shù)據(jù)治理與管理方法業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)方式，保證了數(shù)據(jù)治理的可持續(xù)發(fā)展。

數(shù)據(jù)治理是一項長期性、系統(tǒng)性的工作中，數(shù)據(jù)治理架構(gòu)的搭建為數(shù)據(jù)治理指出了方向和道路。海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)管理方法架構(gòu)有利于發(fā)揮數(shù)據(jù)價值，指導(dǎo)海洋有關(guān)數(shù)據(jù)管理和服務(wù)平臺的建設(shè)。對海域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)開展合理有效的數(shù)據(jù)管理，可以為海洋行政部門主管提供可靠的管理決策支持，為海洋研究人員提供精確的信息支撐，推動數(shù)據(jù)信息的共享，共同構(gòu)建和諧海洋。