|
& @& x' _. ~9 h* u
作者 |张思玮 廖洋 
; G3 l' E3 l" }& w 中科院海洋科考船队 
) [- {3 K9 Z6 `! ? “空天海地”一体化综合立体观测网络  9 j# v6 I3 x( q4 y) e- }
科研人员进行复杂微量有机分析  ) j$ \4 J# b J1 b
海洋人工智能和大数据可视化服务平台 ) \# f [7 M; T. {/ s: Q1 [! a
看海，需要的是一种心情；探海，则需要的是一种情怀。这种情怀既包含科学家们的使命与担当，更承载着几代海洋人的海洋强国信念。 4 x O# z0 O# E* B, a: _: _
历经70年的风吹雨打、潮起潮落，几代中科院海洋所人传承跨越、锐意进取，乘风破浪、耕海探洋，用拳拳赤子之心一步步叩开海洋的“心扉”。 / Y: C1 [, b2 p9 N
如今，面向加快建设海洋强国的重大需求，以海洋所为核心力量，联合中科院内其他涉海院所组建了一支海洋科考“集团军”，高效运行“四所十船三码头”科考船队，系统构建了“四站四网”空天海地一体化观测网络，打造海洋大型仪器区域共享体系，建设海洋人工智能与大数据中心，为海洋科学研究提供服务支撑平台，迸发创新火花，深耕蓝色国土。
& s0 r s% o: `& O) x1 } 起航聚力，“集团军”从浅海走向大洋
. V( I; p U; ]* F; I+ w “海洋科学是一门实验科学，现场观测是最基本的手段，海洋科学的每一次重大进步都离不开海洋科学观测的助力。而要进行海洋观测，自然离不开海洋科学考察船。”海洋所科考船运行管理中心主任刁新源说。
6 u* K. }) P; M# |, D" R7 p 1957年，海洋所成立科考船队，我国第一艘专业海洋调查船 “金星”号投入使用。1958年，以海洋所为骨干力量、“金星”号为主力科考船，开展了新中国首次大规模全国海洋综合调查，摸清了我国海域家底，为新中国海洋科学研究事业奠定了基础。
, J! P; P* @, Q! b 1980年，排水量3324吨的“科学一号”海洋科考船正式服役，实现了中国海洋科学考察从近海走向远海。 8 i: _+ X B$ Y+ s
2006年，1000吨级近海科考船“科学三号”启用，海洋所组织开展中国近海开放共享航次，开创了我国科考船“共管、共用、专业运行”的新模式。 ) w( A- @% G9 |
2012年，我国自主设计建造的海洋科学综合考察船“科学”号交付使用，真正意义上实现了我国从浅海走向深海、从近海挺进大洋的强国梦想。
" d) I- ^; Y* R: J0 E8 [4 c 2015年，中科院党组决定由海洋所牵头组建中科院海洋科考船队，统筹调配院内“科学”“实验”“探索”“创新”4个系列10艘科学考察船，建立了“四统一、三统筹、双闭环”的管理体制机制，形成了从海岸带、近海到深海大洋的谱系化科考能力，建成了全海域可达、全海深探测、全要素获取、全链条保障的综合探测体系，有力推动了中科院海洋科考能力的跨越式提升，为全国的海洋科研力量提供开放共享的创新基础平台。 ' W6 m. f4 T i
可以说，从“金星”号到“科学一号”，再到“科学”号，几代海洋所人秉承科学报国之志，怀揣探秘海洋之心，以对科学问题孜孜以求的态度，不畏风浪不惧险阻，乘风破浪耕海探洋。
3 F2 K4 J! x( T2 K+ n. r* w 建站织网，打造立体化“透明海洋”
4 } q' X9 X* Z" _ B “想要深入了解海洋，除了需要科考船，更离不开与大海日夜厮守的海洋观测台站网络。如果说科考船是有目的地获取海洋某个区域的短期数据，那么海洋观测台站网络记录的则是长期、动态、实时的监测数据。”海洋所海洋观测网络管理中心主任于仁成说。 1 L$ {0 P( o* V4 k% s
野外台站网络是科学研究的前沿阵地，能为科学研究与社会经济发展提供一手的数据。几代海洋所人通过建立野外观测台站，铺设观测网络，由点及线、由线到面地观测海洋、透视海洋，以期更准确地把握海洋的脉搏。
: _/ I: ?# w% z5 M3 n: z, e 如今，海洋所牵头建设的海洋大科学研究中心，通过整合胶州湾生态站、黄河口滨海湿地生态站、牟平海岸带试验站、长江口生态站以及黄海浮标观测网、东海浮标观测网、西太潜标观测网、环渤海陆海气环境立体观测网，构建了“四站四网”海洋观测网络，这是国际上最大规模的“空天海地”一体化综合立体观测网络，布局从中国近海及邻近大洋正向大洋深处覆盖…… ! k' T5 c% z. ]5 O
“未来，利用野外台站观测网络，海洋科学将会从单纯科学研究转向支撑经济社会可持续发展。”于仁成说。 # u X% y3 g6 F
设备集群，海洋“核武”显威力 2 q4 J. P, l5 A+ A. B" ~
有了专业的海洋科考船队和海洋综合观测网络，还不足以完全承担解析海洋的秘密，一定要有先进的实验仪器做强大的“武器支撑”。
7 E- I8 l- F1 ]2 v7 ` “各单位甚至同一单位各种设备一同涌入，也带来了重复购置、使用效率低等问题。” 中科院海洋科学大型仪器区域中心管委会办公室主任宋金明表示。基于这样的背景，在中科院部署下，2008年，中科院海洋科学大型仪器区域中心在青岛成立，海洋所是牵头单位。自此，具有海洋科学特色的集大型仪器设备、一流科技人才、重大科研任务于一体的特色明显、功能强大的综合型研究实验集群初现端倪。
8 L% F. ~1 {; p% O* d 当然，平台建设并非是简单的“拉郎配”，而需要充分发挥各自的集约优势，从“多股绳”转变为“一根缆”，实现“1+1＞2”的规模效益。 8 H4 r& s1 k( V9 q
如今，中心涵盖中科院7个研究所，不断完善面向海洋样品全基质的系统测试平台，构建了以青岛和广州为核心，“南北双核、五地七所”的海洋观测与室内分析测试共享体系，并面向国内外高效开放共享。近两年，中心年均总共享机时超过 48 万小时，累计为 83 家院所、高校和企业提供分析测试服务，并连续两年在中央科研仪器设备开放共享评价考核中获评优秀。 ! s b7 ?4 K4 F: R. }( I+ M3 t
人工智能，打造“数字海洋”新高地
Z% v. ]" T& O" A. U+ c 无论是劈波斩浪的科考船队，“空天海地一体化”观测网络，还是开放共享的大型仪器设备，最终都会以观测数据、模式数据、实验数据等形式呈现。 . g p( I' G: N$ z- p1 R/ M
“这就需要建设一个开放共享的综合性海洋大数据中心。” 海洋所海洋大数据中心主任李富超说。
( z$ S. W# X+ a+ \$ T 早在2000年，海洋所就开始进行系统性的海洋科学数据库建设，联合中国海洋大学等5家高校科研院所建成青岛海洋科学数据平台，开展海洋科学数据整合和共享工作。
1 T. i0 l. i% X$ ` 2018年中科院开始筹建海洋大科学研究中心，海洋所众望所归地整合相关资源成立海洋大数据中心，成为中心三个核心开放支撑平台之一。目前，该中心的数据资源量已近300TB。
) Q) y! p# Q& K. ]* a# i( L 有了海量数据，如何将这些数据转化成产品发挥效能？李富超表示，这就离不开高性能计算平台保障。目前，海洋大数据中心的超算平台是中科院高性能计算环境青岛分中心，在数据管理和应用方面发挥了巨大作用。
- T( G4 Q/ y# l4 o" s" B 在相关专项的支持下，海洋大数据中心研发出了适合于海洋遥感映像的深度学习模型、CASEarth-Ocean数据可深化服务系统以及一系列高水平海洋科学数据产品，这些成果都在海洋科学研究的“蓝色舞台”上发挥着不可替代的作用。 4 r1 o1 m8 \9 j3 |
如果将科研人员征服海洋的过程比作建高楼大厦，那么科考船队、海洋观测网络、分析测试中心、海洋大数据中心等平台就是支撑高楼大厦的中流砥柱。未来，相信在这些支撑平台叠加效应辐射下，海洋所在集聚优势创新团队，推动跨学科、跨领域、跨部门协同创新，支撑重大科技任务实施和重大成果产出等方面将会做出更多的贡献！ 8 Y* \' g/ a) W, [0 ~8 W" N
编辑 | 赵路 - o6 M. }8 v, s& Q/ D
排版 | 志海 a, |' G/ C% S. ~9 G5 M- O P
不想错过中国科学报的推送？
) }/ P7 e4 o% Z 关注并将我们星标吧！
0 s1 d3 v/ {/ Y' W3 c 方法如下 ↓ 
( w7 T6 W' @; s" q0 z7 U
+ J3 e) Y* J$ r. k- w3 Q( C9 T- i, G/ d4 `% ?1 m
- t" C4 a- i$ s: l8 J
4 }% g% L, e1 X
| 
