内容简介
《中国电子信息工程科技发展研究 海洋网络信息技术国内外发展态势研究》按照“三网四化”的整体架构,鸟瞰了全球范围内海洋网络信息体系领域的发展状况。包括过去一年内的顶层规划与政策、重大项目或事件,海洋物联网、海洋能源网、海洋信息网(简称“三网”)的网络信息体系建设,以及以“三网”为基础所推动的海洋农业现代化、海洋工业现代化、海洋服务业现代化以及海洋治理现代化(简称“四化”),并总结了我国海洋网络信息体系发展存在的挑战与问题;从发展目标、发展思路、推进策略、发展重点、建设原则和系统布局等方面提出总体构想,对我国海洋网络信息体系的未来发展做出展望;总结了我国海洋网络信息体系发展的热点和亮点;梳理了海洋网络信息领域内的年度热词,并介绍其基本含义及应用水平;*后整理了领域量化指标并对比了国际水平。
目录
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《中国电子信息工程科技发展研究》编写说明
前言
第1章 全球发展态势 1
1.1 概述 1
1.2 背景 4
1.2.1 海洋网络信息体系建设的必要性及意义 4
1.2.2 海洋方面的顶层规划与政策法规 8
1.2.3 海洋领域的重大项目或事件 16
1.3 现状 26
1.3.1 海洋物联网 26
1.3.2 海洋能源网 52
1.3.3 海洋信息网 73
1.4 行业应用 96
1.4.1 海洋农业现代化 97
1.4.2 海洋工业现代化 106
1.4.3 海洋服务业现代化 112
1.4.4 海洋治理现代化 116
第2章 我国发展现状 123
2.1 背景 123
2.1.1 海洋规划与政策 123
2.1.2 海洋领域的重大事件 128
2.2 现状 132
2.2.1 海洋物联网 132
2.2.2 海洋能源网 140
2.2.3 海洋信息网 146
2.3 行业应用 166
2.3.1 海洋农业现代化 166
2.3.2 海洋工业现代化 172
2.3.3 海洋服务业现代化 176
2.3.4 海洋治理现代化 179
2.4 挑战与问题 183
2.4.1 “三网”方面 183
2.4.2 “四化”方面 194
第3章 我国未来展望 202
3.1 引言 202
3.2 总体构想 204
3.2.1 发展目标 204
3.2.2 发展思路 205
3.2.3 推进策略 209
3.2.4 发展重点 210
3.2.5 建设原则 213
3.2.6 系统布局 215
第4章 我国热点亮点 218
4.1 概述 218
4.2 关键技术 220
4.2.1 海洋物联网 220
4.2.2 海洋能源网 223
4.2.3 海洋信息网 227
4.3 行业应用 230
4.3.1 基础设施 230
4.3.2 政策法规 236
4.3.3 产业能力 238
第5章 领域年度热词 242
第6章 领域指标 262
附件:全球知识产权(专利)和国际标准*新发展情况 267
参考文献 287
试读
第1章 全球发展态势
1.1 概述
随着全球经济持续发展、科技不断进步和人们生活水平提高,人类对资源的需求不断攀升,人口、资源和环境等问题日益凸显。海洋与人类生活息息相关,不仅是人类赖以生存的气候调节器,同时也拥有丰富的生物和矿物资源,并有大量的海洋能资源。因此,国际社会普遍关注海洋环境研究、海洋资源的开发利用及保护管理、深海极地探索及海洋安全等时代命题。
为了进一步保护海洋,解决人类可持续发展面临的严峻挑战,联合国框架下*重要的全球性海洋科学倡议——“联合国海洋科学促进可持续发展十年(2021—2030年)”(简称“海洋十年”)自2021年成功启动[1]。“海洋十年”将推动国际社会在数据、信息和科技的开放与共享方面的实践乃至制度创新,确保海洋科学为各国海洋可持续发展创造更好条件;在提升人类对海洋认知的同时,也在提升科学对治理和政策的影响,并在全球和国家层面构建更加强大的基于科学的治理体系和政策,从而影响海洋秩序[2]。基于全球性“海洋十年”这一顶层规划,各国结合自身实际,在海洋气候和生态系统、海洋观测和海洋安全等方面,纷纷推出相应的战略方案;在海洋的信息获取(尤其是深海)、生态保护、灾害监测、数据共享等方面发起了诸多重大项目及事件。以下将从海洋物联网、海洋能源网和海洋信息网(简称“三网”)的科学技术角度,以及海洋农业现代化、海洋工业现代化、海洋服务业现代化和海洋治理现代化(简称“四化”)的行业应用角度,鸟瞰国际海洋网络信息的发展现状,阐明未来发展趋势[3]。
从科学技术来看,人工智能不断渗透并推动“三网”的持续发展。
(1)在海洋物联网方面,自由节点和固定网络相结合可为构建海洋网络信息系统奠定物质基础。以无人艇为代表的无人平台趋向高自主、高耐久、多功能和模块化。已建立的实时观测网呈现多手段、多平台、立体组网。纵横世界海洋的海底光缆,可通过分布式光纤声波传感(DAS)等技术,为实时监测低频声学事件并用于灾害预警、海洋生态保护与海洋治理等提供了重要手段,有望为下一代全球陆海空监测网提供基础保障。
(2)在海洋能源网方面,目前按照“原位发电、海能海用”的理念进行发展,之后将朝向“产储输用”的方向打造成全链条式海洋能源网络。波浪能在海洋中具有高密度和广泛分布等优点,同时得益于超材料和人工智能技术的发展,许多提高波浪能收集性能的方法被提出,欧美等国大力支持波浪能的投入与市场推进。潮汐能技术受到国外多个研究机构重视,其技术可行性得到相关机构权威认证;潮汐能市场占有额十分可观,大型能源公司加速推进其项目开展。海上风电继续在全球能源结构中占据较大份额,在向深海进军的同时也面临着新的挑战。海上浮动光伏在加速能源转型方面发挥着重要作用,未来浮动太阳能的需求呈快速增长趋势,亚太、欧美等均积极推动该技术开发。同时,渗透能、洋流能等潜在能源拥有广阔的发展前景;太平洋岛屿国家和地区积极推动能源转型并成功进行了商业试点。
(3)在海洋信息网方面,各海洋大国纷纷建立多源卫星融合的天基海洋目标监视系统,卫星遥感、航空遥感及无人机则用于空基海洋感知与探测,海基探测主要利用雷达技术进行目标探测和识别,水下信息感知手段则以欧美日等建立的水下设施或装备为代表。海洋信息传输包括海上通信、水声通信、水下光通信和磁感应通信,呈现无线化、动态组网和环境自适应性等特点。海洋信息的处理应用以智能化、共享化、集成化为发展趋势;大数据驱动的机器学习和深度学习等人工智能方法在海洋科学研究中的应用范围正在迅速扩大。
通过“三网”推动,相应的行业应用呈现出快速发展趋势。以深海养殖和渔业捕捞为代表的现代海洋农业变得更加科学和高效,“海能海用”理念在海洋牧场中体现得尤为明显。在现代海洋工业方面,矿产开采和油气勘探趋向于深海,反哺于科学研究和技术转型。对于现代海洋服务业,以技术驱动的低碳化、智能化、绿色化转型升级继续推进;同时,海面设备广泛应用于交通运输、信息服务、海水利用、生物医药等行业。在现代海洋治理上,多种信息化和智能化手段综合应用,有效处理海域安防、海上维权执法和海洋生态环境等各类涉海事务。
综上所述,面对海洋“复杂巨系统”所存在的现实问题,在“三网四化”构建的海洋网络信息体系之下,全球海洋信息领域正朝着多源融合、立体组网、绿色低碳、高效智能的方向大力迈进。图1-1为国际海洋网络信息的发展现状。
图1-1 国际海洋网络信息的发展现状
1.2 背景
1.2.1 海洋网络信息体系建设的必要性及意义
21世纪是海洋的世纪,海洋经济将成为全球支柱产业之一,同时海洋维权的重要地位也在不断上升。海洋强国战略要求我们关心海洋、认识海洋、经略海洋[3],但当前人们对海洋的认识还很不够,对其蕴藏的丰富资源开发不足,对海洋生态保护