海洋信息化行业目前现状及未来发展趋势预测

       海洋占全球面积的71%，拥有大量资源。海洋面积占全球面积的71%，其中深度超过1km 的海洋面积占全球面积的60%，是陆地面积的两倍。目前全球近海区域已探明的石油储量占全球总储量的45%，天然气储量占全球总储量的三分之一。全球海洋中拥有50 万种生物，生物资源总量达26 万亿吨，储存着陆地上全部农产品1000 倍的食物。世界上75%的大城市、70%的工业资本和人口集中在距海岸线100km 内的海岸带地区。

       与世界海洋强国相比，我国海上力量未来提升空间巨大，尤其水下反潜领域较为薄弱，落后于空军及水面舰船的发展。一方面，水下反潜是海军综合实力的重要部分。另一方面，其他国家意图窃取我国海域军事信息，2016年12月中国海军就在南海九段线附近海域捞到美国一艘无人水下潜航器(UUV)，未来反潜领域亟待突破。

　　信息化建设，海洋发展重要前提，战略竞争核心领域。海洋信息化建设即对海洋进行探索研究，监测获取海洋信息和数据并进行分析模拟。当前，地球上海洋面积为3.61亿平方公里，但仅有不到5%为人类所了解。海洋信息化建设是开发利用海洋资源、发展海洋经济、实现海洋权益保护的奠基石，也是海洋战略竞争的关键领域。

　　未来，只有占据信息优势的国家才能掌控海洋。当前，各国为加强海洋信息化建设，均在海洋探索研究领域出台相关政策计划并投入重金，以期在国际竞争中先发制人。以美国和欧洲(欧盟)为例，据美国国家科学基金会预算，未来5年保持每年3.5亿美元投入海洋研究。在欧盟研究框架计划中，海洋探索领域的投入占比不断增加，在2014和2015年海洋领域投入总额已经高达4.4亿欧元。

美国NSF海洋领域经费投入情况（百万美元）

欧盟FP计划海洋领域经费投入情况（百万欧元）

数据来源：公开资料整理

      随着美国“网络中心战”概念的提出，未来的作战体系将是一个把分散部署在陆、海、空、天的各种侦察探测系统、指挥控制系统和打击武器系统有机联接起来的三位立体信息化作战体系。其中，水下信息化网络中心是一个必不可缺的环节。目前，各大海洋强国都在致力于打造一个集侦察、警戒、指控、通信、导航、定位、目标攻击等综合作战能力的水下信息化网络体系，从而确保己方能够在未来的海战中赢得先机。

      通过建设海洋观测系统，监测获取海洋信息和数据并进行分析模拟，是探索海洋、掌握海域信息最基本的手段。当前，全球各国已建立了空天-海洋一体的实时观测系统。

在海底铺设水下光电缆，沿光电缆设置多个海底观测模块，搭载相关仪器设备和传感器，构建网络上的一个个“节点”。其中，仪器设备和传感器采用以收集数据，光电缆则将数据传回岸上观测站，以便科研人员分析。

      按总体结构，海底观测网可分为开放式和封闭式两类。总体上，开放式观测网较封闭式观测网，实现难度更大、技术风险和工程风险更高。

      作为水下反潜系统的要组成，海底观测网能够实现对潜艇、潜航器等水下武器的监测、定位，可提供预警探测、指挥控制等综合信息传输服务；可对海洋军事情报和军事活动进行监听和侦察，确保国家权益不受侵犯。

     以美国为例，20世纪90年代，美国海军就开始允许科学家利用水声监视系统（SOSUS）进行基础学科研究，包括进行海底火山爆发、海底地震、海底哺乳动物、大尺度海洋温度变化研究等，有力地推进了军用和民用海洋观测、试验和通信技术的进步。

     20世纪80年代，逐步形成现代海底观测网络设计思想。20世纪90年代起，欧美各国开始开展建设海底观测网络。截至目前，世界海底观测网的发展经历了三个阶段：从结构简单、单一功能的单节点海底观测站到小规模观测网，再至大规模观测网。

     当前，世界主要发达国家，如美国、加拿大、日本等，为占据未来海洋经济和潜在战争的战略制高点，越来越重视海底观测网的建设，以海底观测网络为平台的国家竞争日益激烈。其中，以北美和欧洲的技术最为成熟，政府投入力度最大。

     目前世界上已经初步建成或在建的较大规模观测网主要有：欧洲ESONET/EMSO、美国OOI、加拿大ONC（由VENUS与NEPTUNE组成）、日本DONET、及我国台湾MACHO等。其中，前三个项目用于海洋探索及多学科研究，DONET及MACHO项目则主要用以地震监测和海啸预警。

目前全球典型海底观测网位置分布

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      欧洲ESONET/EMSO项目由英法德等多国参与，于2008年开始筹划，是全球规模最大的海底观测网，海缆总长达5000km以上。项目一次性投入2.4亿欧元，每年运行维护费用3600万欧元。ESONET/EMSO由不同海域的区域网组成，各区域网有不同研究主题和支持国家，能够对海底和海水层的地球物理学、化学、生物化学、海洋学、生物学等进行长期观测。

欧洲ESONET/EMSO观测网经费投入（百万欧元）

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欧洲ESONET/EMSO区域网分布

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      美国OOI观测网是目前技术最成熟的海底观测网，于2000年开始立项，海缆总长超过900km，项目一次性投入4.34亿欧元，每年运行维护费用5500万欧元。OOI观测网包括三个主要部分：1）全球网，2）近海网，3）区域网。其中，区域网由于靠近国土海岸线，对领海安全和权益保护、领海气候监测等非常重要，是重点建设项目，资金投入占比超过一半。目前，该项目已正式启动运行，通过连接互联网，即可实现对特定海洋全天候长期观测。

美国OOI海底观测网每年经费投入（百万美元）

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美国OOI海底观测网的经费投入

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       海底观测网作为我国发展海洋经济、维护国家权益、迈向海洋强国的重要前提，是国家重要战略发展方向。早在2012年，政府发布的《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》中，就将海底观测网的建设放在16项优先安排的重大科技基础设施的首项。在《中国制造2025》中，明确重点发展海洋工程装备等10大领域，其中，海洋探测工程装备是海洋工程装备中最基础、最重大的一个领域。

       海底观测产业链主要包括岸基站、接驳盒（分主、次接驳盒两种）、垂直观测仪器平台（包括垂直锚系、剖面仪）、各式传感器、水下机器人、移动观测平台（包括水下滑翔器、自主水下航行器及相应坞站等）以及将各个部分连接在一起的海底线缆。

　　从20 世纪80 年代以来，海洋发达国家和国际海洋科学组织就非常重视海洋观测技术的研究，目前已经形成了集空基、海基、岸基和水下海洋观测为一体的海洋观测网体系的雏形。通过海空天一体化的海洋观测网，我们可以获得海洋各个位置的气象、地形地貌、水文、物理特性、化学特性、生物环境等资料，从而实现海洋权益的维护、海洋国防的建设、海洋资源的开发、海洋灾害的预警、海洋生态环境的保护。但是海洋数据的种类多、范围广，采集极为困难。

　　海洋第三产业迅速发展，海洋信息产业发展空间广阔。海洋监测和勘测行业隶属于海洋第三产业中的海洋信息、技术服务行业。随着“十一五”、“十二五”计划和《全国海洋经济发展规划纲要》的顺利实施，海洋第三产业已成为我国海洋经济的支柱，海洋产业结构逐渐演变为“三、二、一”(2015年一、二、三产业比为5.1:42.5:52.4)的合理顺序结构类型，但与发达国家相比仍然存在差距(美国海洋产业结构一、二、三产业之比2.0:29.2:68.8)，海洋信息产业发展空间广阔。

　　大力推动海洋产业快速发展，加快海底监测网的布局。“十三五”期间，财政部、国家海洋局选取8个城市开展海洋经济创新发展示范工作，推进产业链协同创新和产业孵化集聚创新，支持海洋企业开展技术创新、管理创新、商业模式创新，形成各具特色和优势的产业链，构形成结构、速度、质量、效益协调统一的海洋经济良性发展格局。这对海底监测网的性能和规模提出了更高的要求，将加快海底监测网的布局。