Research on the Standardization Development Path and Countermeasures of Marine Remote Sensing Technology

XU Lili

(National Center of Ocean Standards and Metrology)

Abstract:This paper explores the significance and current development status of standardization in marine remote sensingand the deficiencies in standardization of marine remote sensing technology.Itanalyzes and proposes aseriesof strategiestopromotethedevelopmentofstandardizationinmarineremotesensing，aimingtoleveragethefacilitatingrole of standardization in the development of marine remote sensing technology and enable marine remote sensing technology to play a greater role in the development of marine undertakings.

Keywords:marine remote sensing;technology;standardization

0 引言

海洋覆蓋了地球約 71% 的表面積，對(duì)氣候調(diào)節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)支撐、以及人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展等方面起著至關(guān)重要的作用。海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)具有全天時(shí)、全天候、大范圍、多角度獲取信息的優(yōu)勢(shì)，是獲取海洋資料的重要手段之一，在海洋災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境保護(hù)、海洋生態(tài)、海洋維權(quán)、資源開發(fā)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用

隨著海洋遙感技術(shù)的不斷發(fā)展以及應(yīng)用領(lǐng)域的日益拓展，不同遙感系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理方法及產(chǎn)品之間的差異逐漸凸顯，導(dǎo)致海洋遙感數(shù)據(jù)在質(zhì)量、格式和精度等方面不一致性，這給數(shù)據(jù)的共享、融合和綜合應(yīng)用帶來(lái)了困難。海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作作為確保遙感系統(tǒng)工程質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)信息共享的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是保障海洋遙感技術(shù)科學(xué)、高效發(fā)展并實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文以海洋遙感技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，展開其標(biāo)準(zhǔn)化工作的分析與研究，并提出推進(jìn)海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的對(duì)策建議，以期通過統(tǒng)一海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的共享，推動(dòng)海洋遙感新技術(shù)在更廣泛的范圍內(nèi)快速傳播和應(yīng)用，從而為海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)提供有利的技術(shù)支撐。

1海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究工作均落后于遙感技術(shù)的發(fā)展，但國(guó)內(nèi)外相比而言，國(guó)外海洋遙感標(biāo)準(zhǔn)化的相關(guān)研究比國(guó)內(nèi)開展的要早。諸多國(guó)際組織和機(jī)構(gòu)積極投身于海洋遙感標(biāo)準(zhǔn)化工作，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）下設(shè)的地理信息技術(shù)委員會(huì)，制定了一系列與遙感數(shù)據(jù)相關(guān)的通用標(biāo)準(zhǔn)，部分內(nèi)容涉及海洋遙感的空間參照系、數(shù)據(jù)編碼等方面，為海洋遙感數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理提供了基礎(chǔ)框架。全球海洋觀測(cè)系統(tǒng)（GOOS）致力于整合全球海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)，其針對(duì)海洋遙感觀測(cè)制定了相應(yīng)的觀測(cè)規(guī)范和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，旨在實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)海洋遙感數(shù)據(jù)的無(wú)縫對(duì)接和共享。此外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在本國(guó)的海洋遙感應(yīng)用中也逐步建立起完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋衛(wèi)星遙感等不同平臺(tái)，從傳感器性能指標(biāo)到最終的數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出都有明確的規(guī)范要求[2]

我國(guó)第一顆海洋水色衛(wèi)星HY一1A衛(wèi)星，于2002年5月15日成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)海洋衛(wèi)星零的突破。經(jīng)過20多年的發(fā)展建設(shè)，我國(guó)海洋衛(wèi)星從無(wú)到有、探測(cè)能力不斷提高，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球海域連續(xù)、高頻次觀測(cè)覆蓋能力，成為國(guó)際上主要的海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)源。但目前批準(zhǔn)發(fā)布的海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只有HY/T147.7—2013《海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程第7部分：衛(wèi)星遙感技術(shù)方法》、GB/T14914.5—2021《海洋觀測(cè)規(guī)范第5部分：衛(wèi)星遙感觀測(cè)》、CH/T3034—2023《海洋內(nèi)波遙感調(diào)查技術(shù)規(guī)范》、HY/T0354—2023《海洋衛(wèi)星遙感與光學(xué)調(diào)查資料整編技術(shù)規(guī)范》、HY/T0399—2024《渤海和黃海海冰衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)規(guī)范》、CH/T7004—2024《海上船只自標(biāo)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》、HY/T0460.2—2024《海岸帶生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則第2部分：海岸帶生態(tài)系統(tǒng)遙感識(shí)別與現(xiàn)狀核查》、HY/T0488—2025《淺海水深多光譜遙感探測(cè)技術(shù)規(guī)范》8項(xiàng)，都是各單位結(jié)合實(shí)際工作需求研究制定，標(biāo)準(zhǔn)制定工作分散，缺乏系統(tǒng)性和統(tǒng)一的規(guī)劃與管理。

2 海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的重要性

2.1確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性

海洋遙感技術(shù)涉及多種傳感器、不同的衛(wèi)星平臺(tái)以及多樣化的觀測(cè)方式，標(biāo)準(zhǔn)化可以規(guī)范數(shù)據(jù)獲取環(huán)節(jié)。如：對(duì)傳感器的校準(zhǔn)、觀測(cè)幾何設(shè)定等方面進(jìn)行規(guī)范，確保從源頭獲取的數(shù)據(jù)在準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面達(dá)到要求，避免因操作差異或設(shè)備不規(guī)范等因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)偏差。另外，不同的科研團(tuán)隊(duì)、應(yīng)用部門在處理海洋遙感數(shù)據(jù)時(shí)采用不同的算法和處理流程，標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)處理算法和質(zhì)量控制措施將明確每種處理步驟的具體技術(shù)參數(shù)和操作規(guī)范，有助于篩除異常數(shù)據(jù)。從而保證不同來(lái)源、不同時(shí)間獲取的海洋遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后能夠具有較高的質(zhì)量和一致性，為科學(xué)研究和決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.2促進(jìn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同應(yīng)用

通過標(biāo)準(zhǔn)化的形式，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、編碼規(guī)則等，不同機(jī)構(gòu)、不同部門之間的海洋遙感數(shù)據(jù)能夠更好地進(jìn)行共享和交換，同時(shí)制定統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)描述規(guī)則，便于各數(shù)據(jù)持有方按照統(tǒng)一要求進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和發(fā)布，打破數(shù)據(jù)之間的隔閡，實(shí)現(xiàn)海量海洋遙感數(shù)據(jù)在更大范圍內(nèi)的共享。加之，海洋遙感中存在多種類型的數(shù)據(jù)，像光學(xué)遙感數(shù)據(jù)、微波遙感數(shù)據(jù)等，不同的數(shù)據(jù)反映海洋不同方面的特征。標(biāo)準(zhǔn)可以為這些多源數(shù)據(jù)的融合與協(xié)同應(yīng)用提供接口和規(guī)范，明確各數(shù)據(jù)類型之間的關(guān)聯(lián)方式和融合算法框架，使得來(lái)自不同衛(wèi)星、不同傳感器的數(shù)據(jù)能夠有機(jī)結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮出更大的作用。

2.3推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展

標(biāo)準(zhǔn)化為海洋遙感技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了清晰的規(guī)范和指南，當(dāng)一項(xiàng)新的海洋遙感技術(shù)通過標(biāo)準(zhǔn)化的流程被納入標(biāo)準(zhǔn)體系后，會(huì)更容易被行業(yè)內(nèi)其他主體所接受和采用。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)賦予了新技術(shù)一定的規(guī)范性和權(quán)威性，能夠減少使用者在應(yīng)用新技術(shù)時(shí)的顧慮，降低了用戶使用新技術(shù)的門檻，使得新技術(shù)能夠更快地被認(rèn)可和推廣，也為不同技術(shù)之間的融合和協(xié)同發(fā)展提供了基礎(chǔ)，促進(jìn)海洋遙感技術(shù)向更高水平發(fā)展。同時(shí)，也便于科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)新的遙感設(shè)備、改進(jìn)數(shù)據(jù)處理方法，引導(dǎo)他們朝著符合標(biāo)準(zhǔn)要求、更具先進(jìn)性的技術(shù)方向去創(chuàng)新。

3海洋遙感技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化方面存在的不足

3.1應(yīng)用層面

海洋遙感技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在海洋科學(xué)研究、海洋資源開發(fā)利用、海洋災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)以及海上交通與安全保障等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，當(dāng)前已批準(zhǔn)發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)卻呈現(xiàn)出較為分散的狀態(tài)，僅僅聚焦于個(gè)別領(lǐng)域中的某一具體方面。在實(shí)際應(yīng)用中，科研人員往往著眼于利用海洋遙感技術(shù)完成某一科研項(xiàng)目的既定研究成果，或是確保某一項(xiàng)工作任務(wù)順利達(dá)成，卻忽視了構(gòu)建將該技術(shù)在各領(lǐng)域所取得的成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的有效模式，這無(wú)疑對(duì)技術(shù)成果的推廣形成了阻礙。由此引發(fā)的一個(gè)突出問題便是，各單位針對(duì)相同的海洋遙感技術(shù)內(nèi)容不斷進(jìn)行重復(fù)投入與重復(fù)建設(shè)，不僅造成了資源的浪費(fèi)，還加重了投資成本。更為關(guān)鍵的是，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)支撐，使得海洋遙感技術(shù)成果難以精準(zhǔn)契合相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，無(wú)法充分發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，進(jìn)而限制了該技術(shù)在更廣泛層面的應(yīng)用與發(fā)展3]。

3.2技術(shù)層面

就海洋遙感技術(shù)本身而言，尚未圍繞遙感數(shù)據(jù)傳輸、接收、處理、存儲(chǔ)以及應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)構(gòu)建起全周期的標(biāo)準(zhǔn)化整體規(guī)劃，這在多方面給該技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了制約。其一，遙感數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)，傳輸協(xié)議眾多卻無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，速率、完整性保障差異大，易現(xiàn)兼容性問題，影響傳輸效率。其二，數(shù)據(jù)接收環(huán)節(jié)，接收設(shè)備兼容性欠佳，質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)模糊，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確獲取受阻。其三，數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)不一，新算法缺乏驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)化流程，結(jié)果不穩(wěn)定且有差異。其四，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，格式與架構(gòu)混亂，安全及備份標(biāo)準(zhǔn)不完善，管理利用不便。其五，數(shù)據(jù)產(chǎn)品規(guī)范不統(tǒng)一，應(yīng)用效果評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)缺失，用戶易混淆，難以衡量成效。綜上所述，這些環(huán)節(jié)存在的標(biāo)準(zhǔn)化問題相互交織，最終影響海洋遙感技術(shù)朝著更高效方向發(fā)展4。

4海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展對(duì)策

4.1完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，制定海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，明確各標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)，確保海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完整性和系統(tǒng)性。同時(shí)，完善現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)跟蹤海洋遙感技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)已有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期評(píng)估和修訂，及時(shí)補(bǔ)充和更新內(nèi)容，確保標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)效性和適用性，且能夠反映最新的技術(shù)水平和應(yīng)用需求。并在此基礎(chǔ)上制定新的標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)新興的海洋遙感技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，加快制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)空白。

4.2推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新

加強(qiáng)高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)之間的合作，建立產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，高校和科研機(jī)構(gòu)發(fā)揮其在技術(shù)研發(fā)和理論研究方面的優(yōu)勢(shì)，為標(biāo)準(zhǔn)化工作提供技術(shù)支持，并將科技成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。在海洋遙感相關(guān)的科研項(xiàng)目中，明確要求采用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)獲取、處理和分析方法，將標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施貫穿于項(xiàng)目的全過程，通過科研項(xiàng)目的實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)和完善標(biāo)準(zhǔn)。另外，也可以共同開展標(biāo)準(zhǔn)化研究項(xiàng)目或在海洋遙感項(xiàng)目中將標(biāo)準(zhǔn)作為主要技術(shù)指標(biāo)之一，針對(duì)海洋遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化中的關(guān)鍵問題進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，加速標(biāo)準(zhǔn)的制定

和實(shí)施進(jìn)程。同時(shí)，通過建立示范應(yīng)用基地等方式，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化成果進(jìn)行示范應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以改進(jìn)]。

4.3加強(qiáng)人才培養(yǎng)和宣傳推廣

致力于培養(yǎng)復(fù)合型人才，著重選拔那些既精通海洋遙感技術(shù)，又深培標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)的人員。定期組織面向廣大從業(yè)人員的標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)以及繼續(xù)教育活動(dòng)，從理論知識(shí)到實(shí)踐案例全方位講解，切實(shí)提升他們的標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)，增強(qiáng)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的能力，為行業(yè)發(fā)展儲(chǔ)備堅(jiān)實(shí)力量。同時(shí)，積極開展宣傳推廣工作。通過舉辦學(xué)術(shù)研討會(huì)，匯聚業(yè)內(nèi)精英深入探討；開設(shè)培訓(xùn)班，系統(tǒng)傳授標(biāo)準(zhǔn)化要點(diǎn)；舉辦成果展示會(huì)，直觀呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化成效等多樣形式，面向相關(guān)行業(yè)以及社會(huì)公眾，大力宣傳標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵意義與突出成果，有效提升其認(rèn)知度與影響力，營(yíng)造良好的發(fā)展氛圍。

4.4推動(dòng)多學(xué)科協(xié)作

建立跨學(xué)科工作小組，由海洋學(xué)家、遙感專家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家等多學(xué)科人員組成標(biāo)準(zhǔn)化工作小組，在標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂過程中，各學(xué)科專家憑借自身專業(yè)知識(shí)，從不同角度建言獻(xiàn)策。海洋學(xué)家可基于海洋環(huán)境特點(diǎn)提出要求，遙感專家能聚焦遙感技術(shù)應(yīng)用給出意見，計(jì)算機(jī)科學(xué)家則針對(duì)數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)思路。大家共同參與，充分考慮各學(xué)科需求和特點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的融合與協(xié)同，讓標(biāo)準(zhǔn)更具科學(xué)性與實(shí)用性。

5結(jié)語(yǔ)

海洋遙感標(biāo)準(zhǔn)化是一項(xiàng)系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性的工作，對(duì)于提高海洋遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量、促進(jìn)數(shù)據(jù)共享以及推動(dòng)海洋遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用具有不可替代的重要作用。盡管自前在發(fā)展過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)，但通過不斷完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新、加強(qiáng)人才培養(yǎng)和宣傳推廣和推動(dòng)多學(xué)科協(xié)作等策略的實(shí)施，推動(dòng)海洋遙感標(biāo)準(zhǔn)化工作不斷向前發(fā)展，為全球海洋科學(xué)研究和海洋事業(yè)發(fā)展提供有力技術(shù)保障。

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