廣東省通信學會：廣東省數字海洋建設發展白皮書2023年（75頁）.pdf

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1、廣東省數字海洋建設發展白皮書（2022023 3 年）年）廣東省通信學會廣東省通信學會廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會版版權權聲聲明明本白皮書本白皮書版權屬于版權屬于廣東省通信學會廣東省通信學會，并受法律保護，并受法律保護。轉載、摘編或利用其它方式使用轉載、摘編或利用其它方式使用本報告文字或者觀點的，本報告文字或者觀點的，應應注明注明“來源：來源：廣東省廣東省通信學會通信學會”。違反上述聲明者，本。違反上述聲明者，本學會學會將追究其相關法律責任。將追究其相關法律責任。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會廣東省通信學會海

2、洋通信信息專業委員會1前言海洋數字化是我國海洋強國戰略的重要組成部分，廣東作為海域大省和海洋經濟大省，積極貫徹國家戰略，全面推動海洋強省建設，在海洋數字化領域取得顯著建設成效，也面臨諸多挑戰。廣東省海洋經濟發展“十四五”規劃提出“圍繞海洋領域數字產業化和產業數字化發展，加強信息化智慧化賦能，推進現代信息技術同海洋產業的深度融合”，為廣東省海洋數字化發展指明了方向。本報告提出的“數字海洋”是指以新一代信息技術為支撐，以海洋數字孿生為要件，以全要素數字化為特征，以海洋決策科學化、治理精準化、服務高效化、生產智能化、運行協同化為目的，是構建現代海洋產業體系、提升海洋科技創新能力的重要基礎，是推進海洋

3、治理體系和治理能力現代化水平的重要引擎。本報告認為，數字海洋工程是數字海洋的工程化體現，也是數字海洋發展的關鍵抓手和主要途徑，以數字海洋高水平建設為目標，在政產學研用多領域協同下，運用信息科技手段，對海洋進行全方位、全過程、高精度的數字化模擬，以提高對海洋的認知能力、利用能力和保護能力的復雜系統工程，是海洋信息化的高級階段?；跀底趾Ｑ蠛蛿底趾Ｑ蠊こ痰亩x，本報告提出了以數據為核心，融合數據維度、信息維度和價值維度的數字海洋概念模型。數字海洋工程建設“3+2+2”總體技術架構，以基礎設施層、數智中樞層、應用層為主干，法規標準體系和安全運營體系為保障，科創生態和產業生態為支撐，搭建了數字海洋工程

4、的“四梁八柱”。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會2海洋立體感知、網絡通信和數智中樞三大關鍵技術的快速發展，有力推動了熱點行業應用解決方案的形成和標桿案例落地，帶動數字海洋產業生態蓬勃發展。結合海洋數字化建設實踐和對技術、行業發展趨勢的認識，本報告總結了數字海洋工程建設三點認識。一是建設思路需上下結合。一是建設思路需上下結合?；谛畔⒓夹g最佳工程實踐，在數字海洋新時空這張白紙上自頂向下地做好頂層設計，少走彎路；同時充分認識到海洋獨特的自然環境帶來的新問題和新挑戰，強化海洋通感一體化和立體化、感知設施裝備可信化和耐久化、數據治理標準化和持續化、人工智能應用的全程化和原生化，從底向上夯實數字海洋

5、的底層數據根基。二是二是海洋智能發展可前后結合。海洋智能發展可前后結合。在后端，數字孿生作為從海洋感知智能向認知智能演進的最佳技術載體，構建起海洋數據“采集-傳輸-治理-應用-反饋”的閉環，從“以虛映實”向“以虛控實”演進，驅動海洋觀測、認識、分析、預測、干預能力的不斷升級；在前端，海洋智能無人裝備快速發展，海工設備設施的具身智能不斷提升，智慧智能前移在有效提升感知效能同時，也為數字孿生提供了“以虛控實”的有效觸點。三是建設過程中理論與實踐結合。三是建設過程中理論與實踐結合。實踐層面要廣泛依托各類涉海政企學研共同體，鼓勵大型國企主動擔當海洋基礎設施建設，支持廣大市場主體積極探索商業模式和應用創

6、新；理論層面要結合已有模式經驗，在體制機制、規劃設計、政策法規等方面持續迭代數字化發展的認識論和方法論體系，形成合力，最終共同推動數字海洋建設螺旋式上升。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會3本報告依據國家和廣東省海洋發展政策規劃，結合廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會各成員單位的產業實踐、技術積累，對廣東省數字海洋建設發展情況進行了系統論述。第一章在國內外海洋數字化發展戰略和政策基礎上，闡述了我省數字海洋發展現狀和面臨挑戰；第二章探討了數字海洋的概念內涵，提出了數字海洋工程的框架體系，對主要能力板塊和業務場景進行了說明；第三章到第五章對數字海洋新型通信感知技術、數智中樞技術，以及當前熱點的

7、應用解決方案進行了系統介紹；第六章立足廣東、面向國內，對數字海洋行業生態進行了梳理；第七章針對目前數字海洋發展面臨的問題提出了相關建議。期待通過本報告，推動有志于海洋發展的企業機構和有“職”于海洋治理的政府單位，積極參與數字海洋建設，共同推進海上新廣東的高質量發展。本報告得到廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會中聯通（廣東）產業互聯網有限公司等各成員單位的大力支持，參與報告編制的專家有呂召彪、夏明華、潘桂新、張小可、徐慧俊、章秀銀、韓國軍、楊仁友、余暉、段琴、李杰、姚東、張曉偉、陳償、賈鵬程、劉石軍、張乾、唐浩宇、宋曉英、江偉儉、向煒、范筱、楊軍、周峰華、楊靚、李堯、湯紅、李磊、商慶亮、胡登玲

8、等。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會4目 錄前言.1一、海洋數字化發展背景和面臨挑戰.1（一）全球各國海洋數字化發展戰略.2（二）我國海洋數字化發展政策.4（三）廣東省數字海洋發展現狀及面臨挑戰.7二、數字海洋的理論框架和發展體系.10（一）數字海洋概念模型.10（二）數字海洋工程總體架構.13（三）數字海洋關鍵技術.15（四）數字海洋典型應用場景.19三、數字海洋新型通信感知技術發展.22（一）空天地海一體化網絡技術.22（二）數據獲取和傳感技術.26（三）數據通信和傳輸技術.32四、數智中樞關鍵技術發展.39（一）存算引擎技術.39（二）數據處理技術.45（三）海洋數字孿生技術.48五

9、、數字海洋智慧應用解決方案.53（一）海洋牧場.53（二）海上安全.55（三）海洋能源.57（四）海洋環境與生態.58六、數字海洋產業生態發展.60（一）海洋通信感知領域生態.62（二）海洋數字平臺領域生態.62（三）海洋數字化應用領域生態.63（四）海洋科研領域生態.63七、數字海洋建設發展建議.63廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會5（一）完善頂層設計，制定數字海洋發展規劃.64（二）強化政策支持，保障數字海洋高水平建設.64（三）開展核心技術攻關，增強自主創新能力.64（四）加快 5G 網絡建設，優化海洋海島網絡服務.65（五）提升數據自主獲取能力，夯實海洋數據根基.65（六）強化標準

10、法規引領，規范數字海洋建設.66（七）加強應用和示范，加快數字海洋推廣.66（八）加強國際合作，推動數字海洋全球治理.67廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會1習近平總書記 2023 年 4 月在廣東視察時，強調要加強陸海統籌、山?；?，加強海洋生態保護，全面建設海洋強省。廣東省委、省政府高度重視海洋工作，將海洋作為高質量發展戰略要地，在推動數字海洋核心技術突破和產業應用發展方面取得明顯成效。本報告對國內外海洋數字化發展現狀和政策情況進行了梳理，結合廣東實際，提出數字海洋和數字海洋工程的定義，以及數字海洋概念模型和數字海洋工程“3+2+2”總體架構，論述了海洋立體感知、網絡通信和數智中樞 3

11、大關鍵技術體系及其演進趨勢，介紹了海洋牧場、海上安全、海洋能源以及海洋環境與生態等 4類熱點應用解決方案，闡述了當前數字海洋整體產業生態情況，最后提出數字海洋建設 8點建議，涵蓋頂層設計、政策支持、技術攻關、網絡建設、數據獲取、標準法規、應用示范、國際合作等領域。一、海洋數字化發展背景和面臨挑戰隨著科技的不斷進步和發展，越來越多的國家和機構組織開始意識到海洋資源的巨大潛力，并開始積極推動海洋數字化建設，尤其是美國、歐盟等國家和地區，實施海洋信息化戰略，建立起覆蓋各自國家乃至全球的海洋觀測網絡，通過形式多樣的探測設備獲取海洋實時的數據，形成數量龐大的海洋數據庫，并從海量數據中挖掘價值為海洋環境監

12、測、海洋漁業、海上安全等領域提供數據和決策支撐。近年來，我國也在海洋數字化建設領域取得了重要進展，但海洋數字化整體建設和應用服務水平還不能很好滿足我國海洋經濟高質量發展的需求，主要體現在海洋通信網絡覆蓋存在盲區、立廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會2體感知能力缺失和數據治理能力不足、海洋信息化、數字化標準體系尚不全面。（一）全球各國（一）全球各國海洋數字化發展戰略海洋數字化發展戰略歐美國家開展海洋信息化工作時間較長，總體上看各國海洋信息化發展呈現出探測觀測為基礎、數據治理應用為核心的共性特征，而在應用方向上各有側重。1.美國海洋數字化發展戰略美國海洋數字化發展戰略早在 20 世紀 60 年代

13、，美國國家海洋數據中心就啟動了海洋信息化研究。20世紀 90年代起，美國主導開展地轉海洋學實時觀測陣列（Array For Real-time Geostrophic Oceanography，ARGO）計劃，至 2023年 6 月底，在全球海洋中正常工作的活躍浮標數達 3849 個，共 22 個國家和團體參與布放浮標。自 21 世紀以來，美國進一步啟動了綜合海洋觀測網系統（Integrated Ocean Observing System，IOOS）計劃和海洋數據獲取與信息提供能力增強計劃，由此形成集海洋信息獲取、處理與管理于一體的全球性體系。美國還通過系列規劃、立法等措施不斷加強對海洋科技

14、的引導和支持。2018 年 11月，美國國家科學技術委員會發布美國國家海洋科技發展：未來十年愿景確定了 2018 到 2028 年間美國海洋科技發展的研究需求與發展機遇；2020 年底，美國政府頒布數字海岸法要求將沿海數據與決策支持工具、最佳實踐等有效結合，提高對沿海地區的管理能力；2021 年頒布藍色地球法案，支持創新、加快海洋技術的發展并改善對重要海域的監測，加強海洋數據管理。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會32.歐盟海洋數字化發展戰略歐盟海洋數字化發展戰略歐盟通過促進海洋科學與政策銜接，擬定共同戰略議程和行動框架等方式，有效整合和提升了歐洲海洋探測和觀測能力。自 2004年至今，歐洲

15、海洋觀測網絡形成了波羅的海、西北大陸架、北極、地中海和黑海等 5 個區域業務海洋學系統，通過海洋探測和觀測數據整合的管理，覆蓋了歐洲及鄰近海域和部分國際區域，創建了歐洲海洋數據的通用平臺，有效促進了數據應用服務和共享。2020 年，歐盟和聯合國啟動了海洋數字孿生（Digital Twin of the Ocean，DTO）項目，通過結合與海洋相關的所有可用資源，對海洋進行高分辨率的模擬，基于高性能計算、數據分析和 AI 技術，整合數據和模型，為決策提供支持。2023 年 4 月，英國普利茅斯海洋實驗室牽頭，借助數字孿生技術，通過機器學習幫助研究人員模擬復雜的物理-生物地球化學海洋過程，預測海洋

16、氧氣異常，為可持續海洋管理提供指導的路徑，終端用戶無需在實驗室或自然環境中觀測即可模擬變化。3.日本海洋數字化發展戰略日本海洋數字化發展戰略日本政府自 2008 年起每 5 年制定修改一次海洋基本計劃，作為國家海洋戰略的總綱領。2023 年 4 月，最新一期草案發布，在重申上一期海洋基本計劃提出的海洋安全保障、建立海域態勢感知體系、海洋環境保護等綜合舉措的基礎上，提出了“海洋數字化轉型”，升級海域態勢感知體系，大力發展水下無人裝備等新舉措。在監測預警方面，日本政府以日本自然災害預警系統與國際合作行動為藍本逐步形成了一套完善、嚴密的災害監測與預警機廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會4制。一方面

17、建設完備的災情監測網絡，以日本氣象廳為代表的減災機構依托各級政府與研究機構在全國范圍內安設監測預報預警系統及地震、海嘯監測設施，對自然氣象狀態及各種地震、海嘯活動進行 24 小時持續監測與管控；另一方面高度重視信息管理與共享，已在中央、都道府縣及市町村三級行政區建立了防災無線網，實現了政府、相關部門機構與居民間的溝通聯絡。4.韓國海洋數字化發展戰略韓國海洋數字化發展戰略韓國政府大力支持工業革命 4.0 技術在海洋領域的深度應用，不斷提升漁業、海運物流、海上交通服務等領域的智能化水平。在漁業領域，韓國水產部通過智慧養殖集群項目、總許可捕撈量監控系統、水產品線上交易系統等項目實現了水產養殖生產、捕

18、撈、流通全產業鏈數字化。在海運物流領域，韓國港口公司引入基于區塊鏈技術的綜合物流平臺，整合分散的物流信息；基于韓國世界領先的造船公司，開發了船舶自動駕駛、自動航行船舶躲避碰撞等技術。在海上交通服務領域，建設了海洋安全綜合信息系統，提供海洋安全信息、海盜信息、海洋氣象信息以及海洋安全統計等統計信息，搭載了船舶監控系統、安全警報等裝置，確保航行安全。此外，韓國在保護海洋生態環境方面開發了“海洋垃圾智能回收”系統，支持識別海洋垃圾來源及數量分布，預測海洋垃圾移動趨勢。（二）我國海洋（二）我國海洋數字化發展政策數字化發展政策我國已進入由海洋大國向海洋強國轉變的關鍵階段，海洋經濟發展處于向高質量發展的戰

19、略轉型期。相關政策相繼出臺，加快推廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會5動各地在海洋數字化建設上有的放矢、深化落地。1.國家政策國家政策宏觀政策層面，從國家“十四五”規劃到黨的二十大報告都把海洋強國放在突出位置加以強調。中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃綱要專章提出積極拓展海洋經濟發展空間，建設現代海洋產業體系，打造可持續海洋生態環境，深度參與全球海洋治理。黨的二十大報告強調“發展海洋經濟，保護海洋生態環境，加快建設海洋強國，維護海洋權益”。專項政策層面，2017 年 5 月，國家發展改革委、國家海洋局印發全國海洋經濟發展“十三五”規劃，明確“推動智慧海洋工程建設”，“依托智慧海

20、洋工程等培育海洋經濟增長新動力”的建設目標。同月，國家海洋局正式印發國家海洋局關于進一步加強海洋信息化工作的若干意見，標志著海洋信息化建設領域首個全局性、綱領性、指導性的規范性文件出臺。隨后又相繼出臺了推進船舶總裝建造智能化轉型行動計劃（2019-2021年）海事系統“十四五”發展規劃關于建立健全海洋生態預警監測體系的通知進一步加強海洋觀測預報活動監管等配套政策。在此基礎上，有關部門進一步制修訂了海洋大數據、海洋綜合標準化、海洋碳匯核算、海洋新型高端設備等領域標準。為海洋數字化發展提供更多的政策支持。2.沿海各省政策沿海各省政策遼寧省 2022 年 1 月發布遼寧省“十四五”海洋經濟發展規廣東

21、省通信學會海洋通信信息專業委員會6劃，提出加快海洋經濟與新一代信息技術融合發展，加快海洋領域新型基礎設施建設，以“智慧海洋”為核心，開發和挖掘海洋信息咨詢、海洋資源開發、漁業導航救助、海洋航運保障等海洋大數據的應用服務，加快海洋產業數字化、網絡化、智能化改造，推進海洋衛星通信、遙感、5G、船用智能終端等技術應用。河北省 2022 年 3 月印發河北省海洋經濟發展“十四五”規劃，加強海上新型基礎設施建設和信息化智慧化賦能，面向海上重大需求，依托有條件的島礁、海上平臺等布局移動通信基站及無線電管理技術設施。推進智慧海洋工程實施，以近岸海域為重點，推動新一代信息技術與海洋環境、海洋裝備、涉?；顒拥扔?/p>

22、機融合。山東省 2021 年 12 月編制印發山東省“十四五”海洋經濟發展規劃，提出推動海洋產業與數字經濟融合發展，加快建成覆蓋全省近海海域的山東海洋立體觀測網，建設海洋智能超算平臺。大力推動海洋數字產業化，構建智能化海洋數字孿生系統，建成全球海洋大數據中心。提高海洋產業數字化水平，實施智慧海洋工程，加快現代信息技術同海洋產業的深度融合。江蘇省 2021 年 8 月印發江蘇省“十四五”海洋經濟發展規劃，提出到 2025 年，智慧海洋建設實現全面推進，海洋綜合管理體制機制不斷完善，海洋執法監管保障能力顯著提升。在沿海城鎮、港口、交通干線、重點園區打造 5G 全面商用標桿，挖掘 5G 在臨海制造業

23、領域的典型應用場景。浙江省 2021 年 5 月印發浙江省海洋經濟發展“十四五”規廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會7劃，提出做強海洋科創平臺，加快省大灣區（智慧海洋）創新發展中心、“智慧海洋浙江省實驗室”等新型研發機構建設，聚力打造海洋通信、海洋大數據等一批主題產業園和科技企業孵化器。打造百億級海洋數字經濟產業集群，深入實施數字經濟“一號工程 2.0版”，充分發揮“智慧海洋”工程的引領性作用。海南省 2021 年 6 月發布海南省海洋經濟發展“十四五”規劃（2021-2025 年），提出打造世界級綠色智慧石化產業基地、智慧漁業產業園、“智慧漁港”建設等海洋產業數字化。構建海洋觀測監測體系，

24、繼續推進實施智慧海洋工程。以海洋預警預報、防災減災、海上應急救援為重點，完善海洋公共服務體系，構建精細化、數字化的立體服務網絡，提升海洋公共服務能力。廣東省 2021 年 12 月印發廣東省海洋經濟發展“十四五”規劃，提出推動海洋信息產業發展壯大，推動高端海洋電子裝備國產化。推動服務于航行保障、海上搜救等的海上新型基礎設施建設，支持海底數據中心關鍵核心技術突破。深入推進粵港澳大灣區“智慧海洋”工程，開展海洋數據資產化研究，探索數據資產化標準體系建設，開發和挖掘海洋大數據應用服務。（三）（三）廣東省數字海洋發展現狀及面臨挑戰廣東省數字海洋發展現狀及面臨挑戰根據廣東海洋經濟發展報告（2023），廣

25、東省海洋生產總值連續 28 年位居全國首位，海洋戰略性新興產業增加值增速達35.7%，2022 年廣東海洋生產總值占地區生產總值的 14.0%，占全國海洋生產總值的 19.1%。廣東省委十三屆三次全會部署強調“要全廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會8面推進海洋強省建設，在打造海上新廣東上取得新突破”。目前，廣東省出臺了海洋經濟發展專項資金，在海洋電子信息領域開展核心技術攻關，在海洋牧場、海上安全、海上交通、海上風電等應用場景開展了有益探索，但也面臨網絡覆蓋、立體感知、數據采集和治理能力、標準體系上的挑戰。1.1.廣東省數字海洋發展現狀廣東省數字海洋發展現狀廣東省從 2018 年起設立海洋經濟

26、發展專項資金，重點支持海洋電子信息、海上風電、海工裝備、海洋生物、天然氣水合物、海洋公共服務業等六大產業創新發展，到目前已累計投入財政資金 17.5億元，帶動海洋產業結構不斷優化，海洋戰略性新興產業增加值增速不斷提升，成為推動全省海洋經濟增長的新動能。在核心技術攻關方面，依托廣東省電子信息產業力量完成衛星通信、短波、移動通信、超短波、數字集群等海上通信網絡裝備，和航跡記錄儀 VDR、自動識別系統 AIS、自動應答系統 ADS-B、船載通信導航系統等海上通信系統科研攻關，在衛星通信、北斗導航、物聯網等方面的技術已達到全國乃至全世界領先水平。在產業應用方面，隨著 5G 網絡向海延伸，逐漸服務于海洋

27、牧場、海上安全、海上交通、海上風電等應用場景創新。海洋牧場應用方面，廣東目前規模最大的海上智能養殖平臺“海威 2 號”搭載了自動投餌、在線監測等智能設備，形成智能化養殖管理，節省人工成本 60%。海上安全應用方面，廣東已開發由 5G、云計算、物聯網和“GPS+北斗定位”組成的數字漁船系統，有效提升漁業安全廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會9生產管理水平。海上交通應用方面，全球首個江海鐵多式聯運全自動化碼頭廣州港南沙港區四期全自動化碼頭已經進入設備調試期；深圳鹽田港實現華南首個前裝 5G 設備的遠控輪胎吊常態化商用，在“5G+智慧港口”創新應用取得新成果。海上風電應用方面，全球首臺“導管架風機

28、+網箱”風漁融合一體化裝備在明陽陽江青洲四海上風電場順利完成海上安裝；揭陽神泉在全國率先打造“5G+智慧海上風電”標桿；汕頭中澎二海上風電場、大唐南澳勒門海上風電場、外羅風電場等區域也均實現 5G連片覆蓋。廣東聯通 2023 年提出數字海洋工程建設思路，按照“1+N+2”體系構建，即 1 套數字海洋基建為驅動，海域安全、海洋產業等 N類應用為牽引，聚合科創和產業 2 個生態，推動海洋強省建設。2.2.廣東省數字海洋發展面臨的挑戰廣東省數字海洋發展面臨的挑戰一是海洋通信網絡覆蓋難以滿足日益增長的海洋產業活動需求。一是海洋通信網絡覆蓋難以滿足日益增長的海洋產業活動需求。由于海洋場景在環境特征、業務

29、需求等方面與陸地場景存在較大差異，在海上覆蓋面臨范圍不足的挑戰?？栈?、天基、地基、?；ㄐ欧绞礁饔羞m用場景，不同通信制式互不兼容、帶寬高低不一、網絡拓撲各異，導致海上通信質量難以保障，在根本上限制海洋產業向深遠海延伸。二是立體感知能力不足給數字海洋應用帶來挑戰。二是立體感知能力不足給數字海洋應用帶來挑戰。目前我國的海洋觀測網主要以岸基觀測和潛標陣列為主，衛星遙感、航空遙感和應急機動觀測為輔，涵蓋海面、水體和海底的立體化海洋觀測網建設方面尚處探索階段，對于中小尺度過程的觀測相對不足，對海廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會10洋信息數據的感知能力相對較弱。三是數據采集和治理能力制約海洋數字化發展

30、。三是數據采集和治理能力制約海洋數字化發展。海洋觀測數據來源多樣，非結構化數據占比高，在數據采集、數據質控、數據處理以及存儲方式等方面具有明顯的多源性和異構性，空間覆蓋廣、時間序列長、數據龐雜等特點給海洋數據的挖掘應用帶來挑戰。四是數字海洋標準體系建設尚不全面。四是數字海洋標準體系建設尚不全面。當前海洋信息化的標準主要集中在海洋水文、生物、化學、氣象及船舶信息化等領域的試驗或調查方法中，在海洋牧場、海洋資源勘探與開發、海洋生態環境等行業的數字化標準方面基礎薄弱，分級分類的海洋數據采集、存儲、治理等技術標準體系建設不足。二、數字海洋的理論框架和發展體系數字海洋通過數字化技術的應用和數據資源的利用

31、，對涉海場景的產業模式、方式流程、治理機制等進行系統性重塑，其概念模型以數據為核心，融合數據維度、信息維度和價值維度，推動海洋領域模型化、自動化與智能化水平提升。數字海洋技術架構依托“3+2+2”架構形成完整的技術體系，重點發展立體感知、網絡通信和數智中樞 3 大關鍵技術，服務 8類典型應用。（一）數字海洋概念模型（一）數字海洋概念模型本報告提出，數字海洋數字海洋是以新一代信息技術為支撐，以海量、全時空、多尺度、多類型動態海洋數據以及分析算法模型構建的孿生數字空間為要件，以服務海洋全領域、全主體的決策科學化，治理精準化，服務高效化，生產智能化，運行協同化為目的，以全要廣東省通信學會海洋通信信息

32、專業委員會11素數字化為特征的海洋治理和開發模式現代化的載體，是構建現代海洋產業體系、提升海洋科技創新能力的重要基礎，是提升海洋治理體系和治理能力現代化水平的重要引擎，實現海洋數字化、網絡化、智能化，是海洋高質量發展的重要支撐。本報告提出，數字海洋工程數字海洋工程是數字海洋的工程化體現，也是數字海洋發展的關鍵抓手和主要途徑，以數字海洋高水平建設為目標，由政產學研用多領域協同，在科學規劃和精細設計指導下，運用信息科技手段，對海洋進行全方位、全過程、高精度的數字化模擬，實現海洋信息的采集、傳輸、處理、分析、表示、服務和管理的復雜系統工程，旨在通過數字化手段提高對海洋的認知能力、利用能力和保護能力，

33、它是海洋信息化、數字化發展的高級階段，也是海洋強國建設的重要基礎性和先導性工程。圖 1 數字海洋概念模型圖 1 顯示了一個數字海洋的概念模型，由三個維度、七個域和各個域之間的數據流、信息流與價值流組成。底層的數據采集域實廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會12現了數字海洋原始數據的產生過程，數據傳輸域完成原始數據的可靠高效傳輸，在數據中心域通過數據治理、模型訓練等工作將原始數據轉化為應用可以使用的信息，按需合規供給政府單位、運營商、服務提供商等主體，支持海洋治理能力提升和產業發展，通過各類應用實現價值的轉化。具體而言，在數據維度上，海洋數據感知與通信傳輸網絡充當了物理實體的角色，主要關注圍繞數

34、據的準確獲取與及時傳輸，包括各類海洋傳感器（水下傳感設備、海洋環境檢測儀、驗潮站、波浪浮標等）、空間、岸基、海面及海下各類通信設備與數據中心中的各類存儲與計算設備，且這些設備與網絡建設大多依賴于運營商。在信息維度上，基于數據中心構建數字海洋大數據平臺，通過采用分布式架構、數據倉庫、數據分析與挖掘、云計算等技術對數據維度接收到的海量海洋數據進行存儲、分類與提取。這些提取的信息流將按需分發至政府單位、運營商和服務提供商域內，可為政府單位提供決策支持、為運營商提供網絡建設指導，并為服務提供商提供個性化定制化的服務提供保障，以實現信息的交互、共享與價值升華。在價值維度上，以信息流支配下的信息流動帶來的

35、效益為價值實體，數字孿生技術在這個維度中起到了關鍵作用。通過促進海洋產業的協同創新和合作，推動海洋垂直應用中各產業鏈的數字化與智能化，從而提高協同創新的效率和質量。同時，通過數字孿生平臺實現價值維度與信息維度的雙向交互，為海洋可持續發展提供決策支持，推動海洋產業的良性發展。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會13本報告認為，數字海洋將數據維度、信息維度與價值維度有機地結合在一起，這種有機整合不斷促進海洋領域模型化、自動化與智能化水平提升，從而提高數字海洋產業的效率和創新能力，推動海洋經濟的可持續發展。隨著先進技術的不斷進步和垂直產業的廣泛拓展，數字海洋將以更加全面、深入且可持續的方式助力海洋資

36、源的開發利用和海洋生態的保護管理。（二）數字海洋工程總體架構（二）數字海洋工程總體架構數字海洋工程按照“3+2+2”體系進行構建，以基礎設施層、數智中樞平臺、應用層為主干，法規標準體系和安全運營體系為保障，科創生態和產業生態為支撐，彼此之間構成向下調用和向上支撐關系，如圖 2 所示。各層又細分為不同的能力系統和組件，共同構成一個完整的數字海洋技術體系。圖 2 數字海洋工程總體架構基礎設施層：基礎設施層：包含立體感知、網絡通信、算力供給 3 個方面。底層通過衛星、航空器、探測船、海面和海底傳感器等設備設施對廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會14海洋環境的水文、氣象、生物、電磁、聲學、光電等數據

37、進行綜合性、實時性、持續性的采集。感知數據經由空基、天基、陸基和?；韧ㄐ啪W絡傳輸到數據中心，經過不同類型算力處理，向上供給數智中樞層。數智中樞層：數智中樞層：構建高效、可擴展和安全的數智中樞能力體系。海洋數據全程全量存儲在一體化數據湖倉，在不同的計算框架和處理引擎支撐下，經過治理、建模、開發、共享等各種數據處理過程的改造加工，形成海洋地形地貌、氣象水文、流力場等高質量海洋數據集，再向上支持數字孿生建模和仿真推演，并在物聯操控、可視化和融合交互等技術支撐下，實現海洋數字孿生，并提供開放接口，供第三方調用。應用層：應用層：為用戶提供操作界面和可視化展示，用戶可以通過大屏電腦、手機等設備進行操作，

38、訪問海洋牧場、海上安全、海洋新能源、海洋生態環保、海洋交通等海洋應用，以及第三方應用。支撐體系：支撐體系：法律法規和標準規范體系為海洋信息化發展提供法律保障和規范指導，在為海洋信息化建設提供了穩定的法律環境的同時，提高數字海洋建設發展的標準化。安全保護體系的作用是通過多層次的安全措施和技術來確保數字海洋整體的機密性、完整性和可用性，保護數字基礎設施、數智中樞以及各類應用免受網絡攻擊和數據泄露的威脅。生態系統：生態系統：科技創新生態對海洋數字化發展起到推動和引領的作用，在基礎研究、技術攻關、成果轉化、科技金融、人才隊伍等廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會15方面為數字海洋建設提供合作發展的平臺

39、。產業生態與其對應，通過市場作用推動創新鏈和產業鏈融合，實現產業發展要素的高效流轉和集聚，加速推動海洋經濟轉型升級。（三）數字海洋關鍵技術（三）數字海洋關鍵技術數字海洋的發展主要依賴于海洋立體感知、網絡通信和數智中樞等關鍵技術，不斷提高海洋經濟發展和治理的智慧化水平。三大技術之間相互關聯、相互融合形成了支撐數字海洋發展的有機整體。1.立體感知關鍵技術立體感知關鍵技術海洋立體感知網是利用遙感、衛星定位、無人機、浮標、水下探測等關鍵感知裝備及系統，構建的“空天地?！币惑w化空間布局感知網絡，旨在提高海洋高密度、多要素、全天候的立體綜合感知能力，提升海洋氣象、水文、動力、生態觀測等監測的精度和效率，為

40、海洋資源開發、環境保護、防災減災等領域提供科學、準確、可靠的數據支持。海洋立體感知網由空基、天基、陸基和?；^測網組成?？栈Ｑ笥^測網絡以無人機為載體，搭載光學測量傳感器、激光測量傳感器等，其機動靈活、快速反應、高分辨率等技術優勢可迅速獲取海洋重點關注區域和環境敏感區域的監測信息；天基海洋觀測網絡依托衛星及其他航天器為載體，以多源遙感數據作為數據源，重點開發和利用“3S”技術（遙感、地理信息系統和全球定位系統）實現動態監視、監測；陸基海洋觀測網絡則是通過在近岸、島礁或海上構筑物上布設相應的潮位觀測站、岸基地波雷達站、岸基地表徑廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會16流監測站和岸基動態視頻監控站

41、等海洋觀測傳感器實現全面觀測；?；Ｑ笥^測網絡主要是于海面、海底布設相應的海洋監測儀器（包括海洋環境浮標、波浪浮標、無人船監測、海床基剖面觀測站等），自海底向海面進行全天候、實時和高分辨率的多界面立體綜合觀測，以獲取海洋水文、生物、理化等參數。當前，國內初步建成的海洋立體感知網以岸基觀測為主，浮標、衛星遙感、航空遙感和應急機動觀測等其他觀測方式為輔。下一步，海洋立體感知網將朝著更高(靈敏度)、更精(分辨率)、更快(時效性)、更廣(觀測范圍)、更寬(多任務、多層次、多功能協同)、更深(深遠海)、更準(精度)、更智能(智能化和集成化)、更輕型便攜、更環保(能源利用)等方向演化。2.網絡通信關鍵技術

42、網絡通信關鍵技術網絡通信關鍵技術主要面向立體感知網獲取的數據、數智中樞層處理的數據、高層應用交互的數據等，保障數據即時、安全傳輸，是實現海洋信息化、數字化和智能化的關鍵基礎設施。海洋通信主要包括水下無線通信、光纜通信、蜂窩通信和衛星通信。其中，水下無線通信常用方式包括電磁波通信、可見光通信和水聲通信等；由于聲波不受海水導電的屏蔽作用影響，水聲通信是遠距離無線傳輸的首選。光纜通信是越洋通信最常見的手段之一，承載了全球約 99%的國際通信流量，但由于海底光纜布設建設、運維成本高，目前僅在軍事、越洋通信、海上風電等領域廣泛應用。蜂窩通信技術包括岸基通信、移動基站回傳與中繼技術和小型 5G 專廣東省通

43、信學會海洋通信信息專業委員會17網技術等。岸基通信是現有 4G/5G 移動通信技術在沿岸地區的應用和延伸，目前在沿海、近海、遠海場景通過增加沿岸基站的天線高度和發射功率，基本可以實現有效覆蓋；深遠海場景則需要超遠覆蓋技術、干擾消除技術、天線技術等協同解決；移動基站回傳與中繼技術用于解決海上移動船舶和海上作業平臺等內部覆蓋問題；小型 5G 專網技術則是一種本地化端到端的組網技術，具有公網專網雙連接、云邊協同等特點。衛星通信技術包括高通量衛星、天通 S 衛星以及國外海事衛星 INMASAT 和全球星等，其主要特點是全球覆蓋、高速傳輸，可以作為遠洋船舶、應急等通信需求的有效補充。雖然各類通信系統各通

44、信方式已有一定技術基礎，但由于各通信系統各有優勢和缺陷，加之各項海事活動和海洋業務對網絡服務能力需求各有差異，因此未來海洋通信網絡需要各類通信系統的有機融合，形成空天地海一體化的海洋通信網絡。3.數智中樞關鍵技術數智中樞關鍵技術數智中樞關鍵技術包括存算引擎技術、數據處理技術、數字孿生技術，向下匯聚通信感知網數據，向上為各類海洋應用提供計算框架、數據資源、算法模型以及模擬預測能力，并建立虛實空間的互動界面和操控管道。存算引擎方面，基于流批一體化處理引擎、分布式計算引擎、圖計算引擎、湖倉一體化存儲引擎、3D GIS 引擎、時空計算引擎、云渲染引擎等底層能力，為數智中樞提供了一個強大的支撐底座。數據

45、處理方面，數據匯聚技術把海量的海洋數據匯聚成一塊數據底廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會18板；體系化建模技術形成標準化、規范化的數據模型，保障業務數據的可持續性；數據開發分析技術融合多源數據，深度挖掘數據關系，對數據進行清洗加工，為數據模型填充數據；數據共享服務技術將高價值的數據資產提供給個人、組織、單位使用，賦能其他應用和業務的發展；通過數據質量評估技術提高數據可靠性，保障業務的高質量發展。海洋數字孿生方面，通過一體化建模技術構建海洋的全要素、全過程、全維度的數字模型，實現海洋的數字表達和數字再現；通過可視化渲染技術將海洋數字模型以高清晰度、高真實感、高交互性的方式呈現給用戶，提高海洋數

46、字孿生的可視化水平和用戶體驗；通過仿真推演技術對海洋數字模型進行動態仿真和場景推演，預測海洋的未來狀態和發展趨勢；通過全生命周期管理技術實現海洋數字模型從創建到更新、維護、共享、應用的全生命周期管理，保證海洋數字孿生的數據質量和模型可靠性；通過虛實融合交互技術完成數字海洋與真實海洋的雙向數據交換和信息反饋，實現虛實融合和智能互動。海洋獨特的環境給數智中樞技術發展帶來雙重挑戰，一是物聯感知設備可靠性下降導致數據基礎不穩的挑戰；二是從基礎設施到應用場景對 AI 能力求爆炸式增長的同時，海洋系統復雜性對數字孿生建模帶來挑戰。未來數智中樞能力發展首先是加強對感知設備的感知和調優，提升虛對實調優操控能力

47、，保障數據質量；其次，持續推動海洋 AI 向泛化、融合化、可解釋化方向演進，強化一體化建模和全程化模型管理等能力，提升海洋復雜場景支撐成效。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會19（四四）數字海洋典型應用場景）數字海洋典型應用場景數字海洋的典型應用場景涵蓋海洋環境保護與管理、海洋災害預警與防護、海洋資源勘探與開發、漁業生產與管理、海洋科學研究與探索、海洋旅游與文化傳播、海洋教育與科普及海洋交通與航運管理等 8大領域。1.海洋環境保護與管理海洋環境保護與管理數字海洋為海洋環境保護和管理提供支持。監管部門和科研機構可監測和分析水質、生物和污染等海洋生態環境的變化，制定科學的環境保護策略和資源管理措

48、施。例如，建設珊瑚礁實時觀測平臺，包含水下視頻監測系統、水質環境多參數采集系統等功能模塊，配置疊加 AI 算法的珊瑚礁在線監測定制化軟件系統，搭建長期實時的珊瑚礁生態系統觀測站點，實現對生態系統演變趨勢的精準預測。2.海洋災害預警與防護海洋災害預警與防護數字海洋有效提高海洋災害的預警和防護能力。通過對海洋數據的實時監測和分析，可提前預警海嘯、風暴潮、海洋溢油等災害，并及時采取措施減少損失，保護人民生命財產安全。目前已在部分漁區建設了多元感知與預警數據可視化分析平臺，包含多元感知與預警數據采集系統與一系列數據庫群，構建了漁區減災基礎地理信息與應用三維可視化系統，實現了漁區觀測布局和感知預警業務化

49、機制的顯著優化，以及多元感知數據的有限共享，形成“四位一體”漁區觀測與預警報體系，賦能海洋災害預警防護。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會203.海洋資源勘探與開發海洋資源勘探與開發數字海洋促進海洋資源的勘探和開發。通過海洋數據的整合和分析，可以尋找海洋礦產資源、油氣資源以及漁業資源的合理開發利用路徑，推動海洋經濟的可持續發展。例如，可基于數據+AI 模型實現油氣藏智能識別開發，將機器學習、智能優化與油藏數值模擬、油藏工程交叉融合，在測錄井、巖心、試油、生產等基礎數據集及成果標注基礎上，構建機器學習模型，實現智能數據預處理及數據異常自動檢測；提供智能油氣層識別、巖性識別、水驅優化、智能潛力層

50、推薦與可視化展示。4.漁業生產與管理漁業生產與管理借助數字化技術和數據分析，可實現漁業智能化管理。通過監測和分析水溫、鹽度、溶解氧、葉綠素、PH 值等海洋要素，預測魚類遷徙和漁情變化，有效利用和保護漁業資源，提高養殖生產效率，實現海洋漁業產業可持續發展。如某地的深海網箱養殖平臺包括深海網箱養殖監測系統、產業園公共服務系統、產業園數據資源中心和漁業數字大腦，將 5G、物聯網、人工智能、大數據等技術充分運用于漁業生產、加工、銷售、監管、服務等環節中，形成自動化、高效化、數字化綜合管理模式，園區單個企業實現每年節省人工成本 15萬元以上。5.海洋交通與航運管理海洋交通與航運管理數字海洋技術提升海洋交

51、通和航運管理效率。監管部門和營運企業可以實時監控船舶位置和航線，預測海況和海洋氣象，優化航廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會21行計劃，減少航運風險，提高航運安全性和效率。例如為保障汽渡輪在船流密度較大的狹窄水域中安全航行，建立渡輪航行避碰智能預警與決策輔助系統，可實時預警碰撞風險，輔助渡輪駕駛員采取避讓措施，助力岸基指揮員對汽渡輪的航行安全監管，有效解決復雜水域船舶航行避碰預警及避碰輔助決策問題。6.海洋科學研究與探索海洋科學研究與探索數字海洋為海洋科學研究提供強大的工具和平臺?？蒲袡C構可由此獲取全球范圍內的海洋數據，并進行分析、建模和模擬實驗，深入探索海洋領域的未知問題，推動海洋科學的發

52、展和創新。通過建設漁業大數據平臺，匯聚漁業產業資源、水產養殖、漁情監測、企業管理等信息，構建水產種業大數據中心；集成種業供應、漁業養殖、漁業捕撈、漁業加工、應急預警等全產業鏈服務，實現產業一條鏈、規劃一張圖、信息一張網，推動漁業大數據應用。7.海洋科普與教育海洋科普與教育數字海洋為海洋教育和科普活動提供了新的機遇。開展海洋教育課程和海洋科普活動，方便人們探索海洋奧秘、認識海洋生物、融入海洋環境，增強海洋資源保護意識。例如，構建區域性海洋科普服務門戶與海洋智慧科普綜合管理平臺，提供信息發布、引擎搜索、智能推薦、專家咨詢、互動交流、會員管理等服務，打通 PC端、手機端、多媒體端，實現海洋科普信息化

53、多觸點落地滲透。8.海洋旅游與文化傳播海洋旅游與文化傳播數字海洋技術為海洋旅游和文化傳播提供支持。人們可以在虛廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會22擬環境中體驗海底世界，參觀海洋文化遺產，促進海洋、海島旅游業的發展，同時加強對海洋文化的傳承和宣傳。例如，在宣傳營銷方面，構建區域性海洋文旅資源庫，對外進行海洋旅游產品和服務輸出，通過數字接口打通推動海洋文旅產品和服務向全網分發；在游覽體驗方面，通過“一碼游”海島等便捷方式，為外地游客提供本地化專屬服務，為本地游客提供個性化全新體驗，解決游客行前、行中和行后的預約、導覽、消費、投訴、建議等核心訴求。三、數字海洋新型通信感知技術發展海洋通信感知是海

54、洋數字化發展的基礎能力，面對海洋復雜多變環境，整合各領域先進技術、建設新型通信感知網絡成為迫切需求。本報告重點論述三方面關鍵技術，一是“空天地?！彼奈灰惑w化技術，推進打造天基、空基、陸基、?；鶇f同的海洋一體化發展，從平面化向立體化轉型，提升數字海洋可擴展性；二是數據獲取和傳感技術，提升海洋感知能力，獲取更多海洋數據，讓“萬物互聯”邁向海洋；三是數據通信和傳輸技術，利用通信與傳輸技術手段回傳感知數據，分析數據并賦能上層應用。（一）空天地海一體化網絡技術（一）空天地海一體化網絡技術1.空天地海一體化組成與特征空天地海一體化組成與特征空天地海一體化網絡由空基網絡、天基網絡、陸基網絡與?；W絡異構而成

55、，如圖 3 所示。這四層網絡既能獨立處理數據、層內協作通信，也能實現層間的互聯互通。由于各層內用戶密度與各層的海拔高度成反比，層間實現的是向下覆蓋和向上回傳的鏈路結構。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會23層內和層間的協作通信可以實現高質量的數據通信，為用戶提供靈活的端到端服務?？仗斓睾Ｒ惑w化網絡主要以陸基網絡為基礎，由天基網絡擴展，具有超大規模、覆蓋率高、支持多種業務等特點。（1）天基網絡由地球同步（geostationary orbit，GEO）衛星、中軌道地球（medium earth orbit，MEO）衛星、低軌道地球（lowearth orbit，LEO）衛星和極低軌道地球（ve

56、ry low earth orbit，VLEO）等各種類型的衛星，以及星座和相應的地面基礎設施（地面站和控制中心等）組成。該層網絡充分利用衛星傳輸距離長、靈活高效組網的特點，通過移動衛星節點、地面節點和空中節點之間的組網和互聯，實現全球高效可靠的通信。圖 3 空天地海一體化系統模型（2）空基網絡由飛機、無人機、飛艇等飛行器與系留氣球組成。由于大小、重量和功率的限制，各類天基網絡設備被限制在不同的操作高度，通常被分為高空平臺（組成靜態平流層網絡，具有通信廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會24響應時間短、成本低等優點）和低空平臺（主組成低空動態網絡，具有響應時間短、機動性和靈活性高等特點）?？傮w

57、而言，天基網絡可顯著擴大通信距離，擴大地面網絡的覆蓋范圍，完成空中信息的轉發和交換，因此可以方便地應用于海事事務。（3）陸基網絡由各種異構地面通信系統組成，如蜂窩網絡、移動自組網、無線局域網、全球微波接入互操作性（WiMAX）、沿海岸基網絡。在海洋相關的產業中，陸基網絡主要應用部署于海岸、島嶼和島礁上的固定臺站和平臺強大的支撐能力，確保海岸或周邊島嶼的應急通信接入。（4）?；W絡主要包括水面網絡和水下網絡兩部分，水面網絡主要包括具有通信能力的船舶、浮標和無人水面船，可以提供邊緣服務。水面通信通常以船舶和浮標為平臺，快速建立通信保障，在發生海上突發事件或自然災害時快速開展救援任務。水下網絡一般由

58、水下觀測網絡和水下自組織網絡組成。水下觀測網通過鋪設光纜和海底電纜進行通信；而水下自組織網絡是水下網絡在無線通信中的延伸，主要由固定的傳感器節點和移動節點進行水聲通信。隨著空天地海一體化網絡的整體化加強，網絡呈現以下特征：一是異構性，主要包括異構設備、異構組網模式、異構通信協議、異構接入方式以及異構數據類型；二是時變性，在空天地海一體化網絡中，衛星、無人機和終端設備的高機動性導致時變的動態網絡拓撲，而不穩定的無線鏈路可能導致間歇性和不可預測的網絡連接；三是自組織性，設備通過自配置、自診斷、自修復和自優化的能力廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會25能夠自組織形成網絡，這使得該網絡能夠以靈活、按

59、需的方式實現應急通信、無人機群導航等一系列網絡功能。2.空天地海一體化發展態勢空天地海一體化發展態勢空天地海一體化網絡呈現出復雜化和多樣化的態勢。由于不同維度的網絡具有不同的特點和需求，在兼顧面向大規模數據傳輸的高帶寬需求和面向實時通信的低時延需求，設計具有可擴展性、可重構性的多層網絡架構尤為重要。（1）在網絡架構方面，NTN 技術（非地面組網，5G 與衛星的融合演進）將成為未來的重點方向，按照演進可以分為三個階段，如圖 4 所示。天地互聯階段：這個階段衛星網絡架構與 5G網絡不變，通過網關實現互聯互通。天地融合階段：采用天基網絡與陸基網絡架構，通過接入網關，將天基接入網接入陸基網絡。天地一體

60、化階段：天基網絡與陸基網絡異構融合、協議融合，將實現資源一體化、接口一體化，實現全方位、全時空的數據采集與傳輸。（2）在數據感知方面，空天地海一體化網絡呈現出智能化和協同化的態勢?？仗斓睾Ｒ惑w化網絡旨在綜合運用衛星遙感(天)、空基監測（空）、海岸監控（陸）、浮標及水下感知（海）等手段，充分發揮多模態海洋數據的聯合效用。通過云計算、大數據、移動互聯、空間地理信息等新一代信息技術，實現基于多尺度時空分析技術的多源海洋監測數據深度，深度挖掘大數據多尺度、多層面的內在關聯，提供更準確和全面的海洋信息。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會26圖 4 NTN 技術演進階段（3）在數據傳輸方面，空天地海一體

61、化網絡呈現出無縫覆蓋、高速高帶寬的態勢?？仗斓睾Ｒ惑w化網絡致力于實現各個維度之間的無縫通信和數據傳輸，因此，網絡覆蓋范圍和連通性的提升是一個重要目標。通過增加基站密度、提高網絡的自組織能力等手段，提升網絡的覆蓋范圍和連通性，實現全球范圍內的無縫通信。同時，隨著高速數據傳輸和交互通信的快速發展，空天地海一體化網絡需要提供嚴格的端到端 QoS保證，以支持海量數據的傳輸和實時通信。（4）在通感一體化方面，空天地海一體化網絡呈現自主感知和決策、多模式感知融合的態勢。在通信的基礎上實現感知，通過對多源、多類型數據進行整合和分析，獲取更全面、準確的實時感知信息，及時獲取環境、目標的動態信息。將融合的數據利

62、用高速通信技術進行實時傳輸，結合無人機、機器人等機動設備及其搭載的傳感器和智能算法，實現設備對環境的自主感知和決策能力。（二）數據獲取和傳感技術（二）數據獲取和傳感技術1.海洋水下無線感知技術海洋水下無線感知技術水下感知指通過各種傳感器和設備，利用物理信號的傳播和交互作用，獲取和解析海洋水下環境和目標的相關信息?！案兄本唧w涉及檢測、估計和識別等任務：“檢測”判斷所感知目標的存在廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會27與否，“估計”提取感知對象的位置、速度、角度等參數信息，“識別”分類或判別感知對象的性質。水下感知傳感器和設備主要包括聲學、光學、電磁傳感器等。其中光學感知主要利用可見光、近紅外

63、光和激光等光源，可用于水下近距離目標的觀測和成像。電磁感知技術利用海水是導電介質特性，通過高靈敏度的電場傳感器（靈敏度優于 1 納伏/米）、磁場傳感器（靈敏度優于飛特斯拉）探測水下各類目標（水下航行器、魚群等）在海水中運動時產生的直流/準直流/極低頻電磁場信號，實現水下各類目標的探測和跟蹤；電磁傳感器可以搭載于水面船只、水下航行器（AUV、UUV 等）以及水底探測節點或海纜上，用于港口安全防護、水下通信電纜監測與防護、海底油氣資源和礦產資源探測、海底考古和沉船探測以及軍事目標探測等。聲波探測的原理是通過分析聲波信號的頻率、振幅等參量，獲取海洋中物體的位置、形態、密度、速度等重要信息，是目前唯一

64、能在水下實現遠距離傳輸的信息載體，其在水中的衰減遠小于光和電磁波（小于 50dB），是水下應用最廣泛的感知技術。以水聲探測為代表的水下感知技術，主要研究目標和發展趨勢可以概況為如下幾個方面：（1）高分辨和高精度：高分辨率和高精度的水下感知能力可以提供更詳細和準確的水下目標信息。涉及的關鍵技術包括高精度傳感器的設計和制造、先進信息理論和信號處理算法研究以及應對復雜海洋環境和系統誤差的穩健性設計等。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會28（2）網絡化協同感知：單個傳感設備或平臺受限于感知能力，難以滿足對水下感知精度日益增長的需求。多個感知設備通過網絡連接并進行數據共享、協同工作和融合處理，可顯著提

65、高水下感知系統的綜合性能。（3）智能化、自主化感知：應用人工智能和機器學習技術，可以對海洋水下感知數據進行智能分析和自主決策，提高感知系統的效能和自適應能力。另外，無人水下航行器和自主水下機器人在海洋水下感知中發揮著重要作用，并趨向于更高的自主性和智能化水平，可有效提高水下感知的靈活性、效率和精度。（4）多模態融合感知：將多種感知技術（如聲學、光學、電磁、磁學等）相結合，以獲取更全面的水下信息。多模態感知系統通過信息融合可以提供更豐富的數據，提高對海洋環境和目標的理解和解釋能力。2.海洋光纜感知技術海洋光纜感知技術依托海底光纜的大范圍布局，以海底光纜為傳感介質進行地震、水溫、洋流變化等環境監測

66、，實現“通感融合”，對通信基礎設施的安全與海洋信息的實時觀測具有極其重要的理論和現實意義。（1）環境監測以海底光纜光纖為介質，利用分布式光纖測溫技術和分布式光纖聲波傳感技術對光纖自身的拉伸，彎曲，扭轉及溫度變化進行反演，在終端利用數字信號處理技術提取出光信號的相位和偏振態信息，進而實現對海洋環境的實時監測和預警，為海洋科學研究提供廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會29數據支持。在廣東省開展的海纜的分布式觀測技術應用測試表明，海纜中繼器解調結果可高保真還原陸纜的敲擊信號和海浪信號，即海水壓力對海纜造成的形變，對該形變狀態加以連續監測的結果可清晰反映海纜受力和鋪設狀態。具有覆蓋范圍廣，數據采集和

67、傳輸速度快，抗干擾能力強，可擴展性強等諸多優勢，同時，受限于傳統通信海纜的余長較大，拉伸剛度和彎曲剛度較大，傳熱效率較低等現狀，海底光纜監測存在精度不足的情況，同時滿足通信和感知雙重需求的海纜是未來的發展趨勢。（2）地震監測利用光脈沖信號在海底光纖傳輸時產生的光學偏振態變化來監測地震。地震造成的海床運動對海底光纜中的光纖產生機械干擾和物理變形，光纖變形使其中傳輸的光脈沖信號產生偏振態變化。在基于海底分布式光纖傳感的實時震動信號監測過程中，需從前向傳播光場相位與偏振態信息中提取傳震動數據，如圖 5 所示。以海纜作為感知網絡用于海洋地震監測具有全天候、實時化、覆蓋廣、低成本的優勢，是對目前海洋地震

68、等地質監測手段的有效補充。圖 5 基于海底光纜前向傳輸信號的地震監測示意圖3.海洋蜂窩感知技術海洋蜂窩感知技術蜂窩通信感知通過分析無線通信信號的直射、反射、散射，實廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會30現對目標的定位、檢測、成像、識別等感知功能。傳統方式下，通信與感知是松耦合的，業務或環境的感知依賴傳感器采集獲取，感知內容通過蜂窩通信網絡傳輸到數據中心進行處理。蜂窩通信感知將感知與通信網絡融為一體，具有全天候工作的優勢，并呈現泛在感知的特點，即不依賴傳感器獲取和通信終端發送，5G 通信網絡可以直接進行感知數據的采集、傳輸，甚至可以進一步進行數據處理。蜂窩通信感知目前是 5G-Advanced

69、 和 6G 的關鍵技術方向。通信感知一體化技術的關鍵技術包括：（1）基于 OFDM 的感知信號設計：通感一體化通過軟硬件設備共享，在相同頻譜資源發送感知信號和通信信號，為了滿足感知信號距離、速度、角度等感知參數精度要求，感知信號設計可以在5G系統的下行信道狀態信息參考信號和跟蹤參考信號等基礎上增強。（2）三種架構六種模式：根據感知信號發送和接收方式的不同分為自發自收、A 發 B 收和協作組網三種架構。具體分為基站自發自收，基站間協作感知，基站發終端收，終端發基站收，終端自發自收，終端間協作感知六種工作模式。（3）基于不同網絡架構的感知業務流程：面向不同的應用場景，感知業務需求可由終端、網絡或業

70、務平臺提出，核心網可根據需求選擇相應的網元參與，同時選擇合適的基站或終端執行感知，基站根據需求調度無線資源進行感知或傳輸數據?；?5G 網絡的通感一體化組網如圖 6所示。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會31圖 6 通感一體化應用示例5G 基站通過設備軟硬件升級，即可在通信的基礎上簡單疊加感知功能，感知距離超過 1公里，感知精度達到亞米級，如圖 7所示。借助邊緣計算（MEC）與算力基站，5G網絡可在接近用戶的位置分析加工感知數據，支持一數多用和工業級應用場景，向通感算控一體化演進。圖 7 通感與算力融合的組網示意4.海洋衛星遙感技術海洋衛星遙感技術海洋衛星遙感技術是利用人造衛星上搭載的傳感

71、器，對海洋表面進行觀測和測量的技術，通過傳感器接收海洋表面反射或發射的電磁波，根據電磁波的強度、頻率、相位、偏振等特征，反演出海廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會32洋表面的物理、化學、生物等參數。海洋衛星遙感具有大范圍、高時空分辨率、多參數的觀測能力，可以實現對全球海洋的連續、全面、定量的監測；還有快速響應、靈活調度、低成本的優勢，可以滿足多種應急和常規需求。海洋衛星遙感系統主要包括衛星平臺、載荷和地面站。衛星平臺是指運載傳感器的人造衛星。載荷是指安裝在衛星平臺上的傳感器，根據工作波段和原理，可以分為主動式和被動式。主動式傳感器是指自身發射電磁波并接收反射信號的傳感器，如雷達高度計、散射計

72、、合成孔徑雷達等。被動式傳感器是指只接收自然輻射信號的傳感器，如可見光、紅外、微波輻射計等。地面站是指接收和處理衛星數據的設施，包括天線、接收機、存儲設備、處理軟件等。海洋衛星遙感技術的趨勢主要表現在：一是向更高分辨率、更寬波段、更多極化發展，以提高觀測質量和參數數量；二是向更多載荷組合、更多平臺集成發展，以提高觀測效率和覆蓋范圍；三是向更智能化、更自主化發展，以提高數據處理速度和精度；四是向更開放化、更共享化發展，以提高數據利用率和社會價值。（三）數據通信和傳輸技術（三）數據通信和傳輸技術1.海洋水下無線通信技術海洋水下無線通信技術水下無線通信常用的手段包括電磁波通信、可見光通信和水聲通信等

73、。由于電磁波在海水中的衰減嚴重，即使采用低頻電磁波（如 30-300Hz），通信距離一般也僅在百米以內，并且需要大型天線以及高發射功率器件。光波在藍綠波段對海水介質存在一個相對廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會33低損耗的“窗口”，使得高速率、低延遲的水下無線光通信成為可能，但也僅限于短距離（百米以內）范圍，且在渾濁水域等應用受限。聲波作為機械波，是目前唯一能在水下實現遠距離無線傳輸的信息物理載體，同時有限的帶寬、低聲速傳播、嚴重的多徑和長時延拓展、復雜的時-頻-空變化，給水聲通信帶來諸多挑戰。目前，水聲通信技術不斷向著高譜效和高可靠的方向發展，一系列先進的調制技術和信號處理算法被引入到水聲

74、通信，有效提升水聲通信傳輸效率。近年來，以深度學習為代表的人工智能技術被引入到無線與水聲通信技術中，通過海量數據的訓練，在復雜場景中可能達到更優的誤碼率性能。以水聲通信技術為代表的海洋水下通信技術的發展趨勢包括提升容量、提高質量、融合通信三方面：（1）提高通信容量和頻譜效率：通過改進調制技術、信號處理算法和波形設計等手段，提高水聲通信系統中的傳輸效率，還可以利用 MIMO、多址技術等多種技術手段來增加通信容量。（2）提高可靠性和通信質量：開發自適應信號處理算法、信道均衡和糾錯編碼等技術，增強對水聲信道的自適應，提高水聲通信的抗干擾能力和可靠性。（3）多制式混合通信技術：水聲通信可與其他通信技術

75、（如無線電通信和光通信）相結合，使得不同通信方式優勢互補，進而實現更大范圍的覆蓋、更高的數據傳輸速率和更可靠的通信連接。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會342.海洋光纜通信技術海洋光纜通信技術海底光纜承載了全球約 99%的國際通信流量。隨著空分復用技術、大纖對水下設備技術、遠端供電設備技術、開放式海纜技術等不斷取得新突破，帶動海洋通信系統向更大容量、更遠距離、更低成本、更智能網絡架構方向發展。（1）空分復用技術提升系統容量空分復用是增加海纜系統容量的主流技術，主要包括多纖對、多芯光纖等發展方向。目前，行業內已有 24 纖對及多芯光纖海洋通信應用案例。（2）單波長速率持續提高提升系統容量提高

76、單波長速率是提升海纜系統容量的另一種重要方式。行業內已實現單波長 800Gbps速率，單纖對容量達到 35Tbps。（3）多纖對水下設備技術提升系統容量多纖對水下中繼器涉及大數光纖的饋通技術、高效泵浦驅動技術、超高工作電壓及超大浪涌防護技術、多纖對泵浦共享技術等關鍵技術。行業內已發布（未商用）中繼器纖對數量最多為 32對。（4）高電壓供電技術提升系統跨距光纖纖芯的增多帶來光器件數量的增加，對整個海纜系統的供電能力提出了更高的要求。目前傳統遠端供電設備多為 15kV，18kV海纜供電標準正在推進中。（5）開放式海纜提升系統組網選擇近年來，有中繼海纜系統的海底線路終端設備與水下設備解耦廣東省通信學

77、會海洋通信信息專業委員會35已成為行業的發展趨勢。開放式海纜是一種新型解耦型組網架構，將海底線路終端設備與水下設備分離，可實現不同類型的海底線路終端設備共享同一光纖通道，也可針對各種顆粒的業務實現差異化服務，提升了系統靈活性，降低了業務成本，該模式已有商業應用，但仍存在波長間干擾大和功率控制不好等問題。3.海洋蜂窩通信技術海洋蜂窩通信技術海洋環境復雜，基站選址及數據傳輸條件受限，針對海洋場景，以現有移動 4G/5G 通信網絡為基礎，通過研究蜂窩通信組網技術，探索出多樣化的通信組網系統技術。（1）岸/陸基海洋全方位覆蓋考慮到海域各業務對網絡容量和覆蓋范圍需求不同，故將業務范圍劃分為沿海、近海、遠

78、海以及超遠海四大區域，其中沿海、近海、遠海采用 5G 蜂窩通信技術進行覆蓋。沿海主要以短視頻，漁民 IPTV，直播帶貨等業務為主，通過高頻承載大帶寬業務，中頻作為輔助保障覆蓋。近海以海洋監管，漁業執法等業務需求為主，通過中頻+高頻開通輔助上行（Supplementary uplink，SUL）協同擴大信號邊界。遠海主要業務為視頻，上網，以及作業平臺運維需求，可以通過低頻中頻宏站覆蓋，以及平臺內部署數字化室分系統從而實現 5G 信號深度覆蓋。為實現更全面更優質的海洋網絡覆蓋，需要超遠覆蓋技術、干擾消除技術、天線技術等典型技術的協同。一是超遠覆蓋技術。主要為視距傳播場景，除了多頻協同以及低頻覆蓋外

79、，還有提升站址與天線掛高、高增益天線與大功率基站、廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會36大功率 CPE（客戶前置設備）、PRACH（物理隨機接入信道）接入參數調優等手段提升覆蓋范圍和質量。二是干擾消除技術。海洋信號干擾主要來自海面同頻小區干擾、公網對海面站同頻干擾，以及來自遠端站的大氣波導干擾?？梢酝ㄟ^合理網絡規劃與優化、鄰區間協同技術、干擾抑制算法，以及優化上下行 GP（保護間隔）等技術實現。三是天線技術增強。包括龍伯透鏡天線技術和綠色天線技術，前者通過龍伯透鏡能量聚焦的原理，結合多層介質球體的折射特性，電磁波轉化效率提升，實現超遠距離覆蓋。后者通過應用集成化移相饋電網絡、高效率輻射陣列、

80、集成化輻射單元組件等創新技術，降低天線內部傳輸損耗，提升扇區功率比，實現同等輸入功率下，降低基站站址密度；在同等覆蓋范圍內，降低基站能耗。通過以上技術的應用，以某海域超遠覆蓋為例，其 TDD NR 超遠覆蓋支持最大小區半徑達到 59km，有效解決了“容量與距離不可兼得”問題；FDD NR 超遠覆蓋進一步將 5G覆蓋范圍拓展到 100km處。在海域實際測試過程中，700M 頻段、站高 400 米條件下 VoNR主被叫接通率分別達到 99.5%與 100%，77km 處測得下行速率達19Mbps，73 公里測得上行速率達 300kbps，上行拉遠達到 78kms、下行拉遠達到 79km。（2）移動

81、基站回傳與中繼技術一是移動基站技術。岸邊宏基站較難滿足海上移動大型船舶、海上作業平臺等內部覆蓋，需運用移動基站技術作為宏網信號補充，廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會37基站跟隨移動且信號不中斷。如圖 8 所示，通過在運營商核心網側部署移動基站網關系統，移動基站利用衛星寬帶、高性能 CPE 終端或微波形成回傳鏈路與運營商核心網實現連接，從而使基站可在移動的環境下提供蜂窩通信覆蓋。組網架構主要由基站網關系統、移動基站、衛星寬帶終端、高性能 CPE 終端或微波等網元構成。二是射頻中繼放大拉遠技術。通過數字無線直放站，采用數字濾波、數字預失真、自動電平控制、自激對消等技術，在保障蜂窩基站信號的延伸

82、的同時，有效抑制對施主信源基站的干擾。適用近海能接收到宏站信號的海上作業平臺、船舶，是一種針對蜂窩基站信號進行拉遠放大的低成本方案。圖 8 移動基站中繼回傳組網原理（3）小型 5G專網技術小型 5G專網主要由 5G輕量級核心網、基站、高性能 CPE 終端等網元組成，面向海上作業平臺、船載等信息化需求場景，構成本地化端到端組網技術，滿足 5G 專網覆蓋需求，為大型船舶、海上廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會38作業平臺等信息化建設需求提供高質量的本地化網絡，同時支持公、專網融合實現雙連接，提供云邊協同的網絡能力。4.海洋衛星通信技術海洋衛星通信技術衛星通信技術包括高通量衛星通信和天通 S 衛星

83、通信以及其他國外海事衛星 INMASAT、全球星 GLOBAL STAR 通信等。衛星通信可以實現全球范圍內的高速傳輸和高質量信息傳輸，在海洋中的信息傳輸需求中，這些優勢尤其明顯。目前衛星通信系統使用 Ku/Ka 波段的衛星頻段，前向鏈路普遍采用 TDMTDMA 接入，回傳鏈路采用了自適應調制和編碼，同時可使用高效的 LDPC 編碼、自動傳輸電平控制和 ACM（功率控制）等來彌補衰落造成的影響，提高了信道利用率和終端的接入數。利用地球低軌道衛星實現的低軌寬帶衛星互聯網，相比中高軌衛星，具有全域無縫覆蓋、傳輸時延小、鏈路損耗低、發射靈活的特點，可用于海洋作業方面更能體現靈活性和低成本管控。低軌互

84、聯網服務依靠相控陣天線終端實現接入，可以分成兩個階段實現，第一個階段通過相控陣終端實現衛星通信，將相控陣終端部署到船只、海上作業點、海上觀測點等實現小范圍的信號接收與發送，擺脫傳統的線纜基站和高軌道衛星電話方式；第二個階段通過手機終端和衛星載荷相控陣技術相結合方式實現衛星互聯網接入，解決終端用戶無法像地面蜂窩網絡便捷使用的方式，進一步實現靈活作業靈活應用的場景，使得海上通信可以像地面一樣便捷。衛星互聯網與地面通信系統開始進行更多的互補合作、融合發廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會39展，向著高通量方向持續升級，衛星互聯網建設逐漸步入寬帶互聯網時期，已經逐漸取代高軌衛星通信系統。如某低軌融合相

85、控陣通信終端，船載天線采用 0.45 米等效口徑相控陣天線，實現對低軌衛星信號的接收和發送。一方面天線使用 T/R 芯片高度集成的技術，小型化、低成本；另一方面針對低軌衛星信道特征設計兼容能力更強、接口統一的基帶平臺和多體制融合的通信波形，實現低軌衛星之間的互聯互通；同時終端通過內置高精度的 BD/GPS 慣性組合導航模塊，實現衛星動中通。四、數智中樞關鍵技術發展數智中樞是數字海洋工程架構體系中承上啟下的核心能力層，向下匯聚通信感知網數據，向上為各類海洋應用提供計算框架、數據資源、算法模型以及模擬預測能力，建立虛實空間的雙向展現界面和操控管道。如圖 9 所示，主要涵蓋三方面關鍵技術：一是存算引

86、擎技術，面向不同來源、不同模態、不同處理需求的數據，為數據治理提供一體化的算力和存力；同時面向海洋提供數字時空虛擬鏡像構建、展現能力；二是數據處理技術，經過統一匯聚、清洗、加工和服務化封裝，構建各種類型的海洋數據集/庫，形成海洋數據資產；三是數字孿生技術，整合存算引擎和數據資產，構建數字海洋鏡像，實現對真實海洋環境的仿真、預測、優化和干預。（一）存算引擎技術（一）存算引擎技術存算引擎技術將多種存算能力工具集整合在同一個基礎架構之上，為數據驅動的分析和決策提供底層數據存儲和計算能力。流批廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會40一體處理技術實現數據匯聚階段批量數據和實時流數據的統一高效處理；分布式

87、計算技術高效解決數據清洗、加工、分析的大量復雜數據計算任務；圖計算技術深度挖掘事務存在的關系，并對其進行描述、刻畫、分析；湖倉一體化存儲技術克服數據湖和數據倉庫各自的局限性，以支持更全面、更靈活和更高效的數據處理和分析需求；3D GIS 引擎技術、云渲染技術、時空計算引擎技術，提供數字孿生所需的三維地理信息系統構建、三維模型渲染、復雜時空數據分析等能力。通過以上技術的應用，為上層的數據處理、海洋數字孿生和各類海洋數字化應用提供強大的計算框架支持。圖 9 數智中樞關鍵技術構成示意圖1.流批一體處理技術流批一體處理技術流批一體處理技術是一種綜合的數據處理方法，它能夠同時滿足流數據處理（實時數據處理

88、）和批處理數據處理（歷史數據處理）的需求，支持多種數據處理方式，常用于數據匯聚階段?，F階段數據匯聚多以 Lambda架構為主，同時存在流處理和批處理兩種方式，廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會41使用者需要同時維護兩套處理引擎，通過數據經過流處理和批處理分別處理后，再通過一系列的計算方法形成最終的結果數據，存在著較長時間的延遲，無法做到實時性。未來流批一體處理技術將逐步轉變為實時流數據處理，通過更簡便的方式完成海量數據的實時匯聚和更新，大量的批處理業務將轉換到流式處理上，提高業務反饋的實時性。技術上向 Flink 框架轉移，數據先以流的方式進行處理，達到一定時間窗口或批次時，將數據批量化，然

89、后進行批處理，減少處理延遲，兼顧實時性和效率。流批一體處理技術的發展，將推動海量感知數據實時匯聚更新，為海洋數字孿生和海洋行業應用提供更全面的數據支撐。2.分布式計算技術分布式計算技術分布式計算技術主要是用于處理和分析海洋大規模數據集的一系列計算的技術，旨在更高效地解決數據量龐大、復雜性高、處理需求大的一系列數據計算任務，主要應用在數據清洗、加工、分析階段?，F階段大規模數據的分布式計算多采用 Hadoop 和 Spark 作為計算框架，Yarn作為資源管理為主，部分以 Mpp數據庫或者 Presto、Impala等分布式 SQL 查詢引擎進行計算。未來分布式計算技術有以下發展趨勢：一是往租戶型

90、、大規模計算節點并且具備彈性伸縮的分布式計算轉變，如通過 Kubernetes簡化分布式應用程序的部署、擴展和管理，更好地動態使用資源完成計算任務；二是往易用性上發展，Mpp 數據庫或者分布式 SQL 查詢引擎等以 SQL 為基礎的分布式計算，它屏蔽了大量的底層實現細廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會42節，僅通過 SQL 實現大規模的數據分析，再結合可視化查詢技術，能降低使用者的門檻，為業務場景分享提供極大的便利。分布式計算技術的發展，結合算力網的普及和存算分離技術的演進，將為海洋領域各類業務分析應用注入更強大的動力。3.圖計算技術圖計算技術圖計算技術是研究人類世界的事物和事物之間的關系，

91、對其進行描述、刻畫、分析和計算的一門技術。圖可以很好地描述事物之間的聯系，借助圖鏈接萬物的能力，以及一系列的算法支持，可以深度挖掘事物存在的關系。圖計算技術現階段存在兩類，圖數據庫提供基礎的圖計算能力，圖計算系統通過圖算法提供更復雜、更高效的計算能力，目前圖技術應用主要集中在金融、能源、toB、社交網絡、搜索引擎、推薦系統等領域。未來圖計算技術發展的趨勢如下：一是往多大規模數據、實時、高可靠、低成本、易用性上發展；二是逐步與機器學習相結合，為處理復雜的圖數據提供新的方法和工具；三是逐步往知識圖譜、知識推理等應用領域發展。圖計算的發展能夠幫助更好地理解和利用海洋數據，在海洋生態、海洋科研、海洋氣

92、象災害等領域提供分析、預測、優化、管理的能力，釋放更大數據價值。4.湖倉一體化技術湖倉一體化技術湖倉一體化存儲技術是一種用于數據存儲和管理的綜合技術方法，將數據湖和數據倉庫兩種不同的數據存儲和分析方式整合在一起，通過優化集成克服數據湖和數據倉庫各自的局限性，以支持更廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會43全面、更靈活和更高效的數據處理和分析需求?，F階段湖倉一體化技術主要是通過數據集成平臺或者數據中臺的方式，融合分布式存儲、數據湖、數據倉庫等存儲技術，輔助以元數據管理、查詢引擎等的能力，實現數據管理、數據分析和數據探索，典型工具如阿里的 MaxCompute，亞信的 DataOs。未來湖倉一體化

93、技術正在往云原生湖倉一體化發展，逐步向統一易用的數據集成平臺、多樣化但無感的底層存儲、湖倉無感流轉和高效的應用工具演進。湖倉一體化技術的發展有助于應對海洋數據的日益增長、業務復雜性，以及各類數據格式的支撐要求，為海洋科研、海上安全和海洋環境保護等提供更強大的數據支持。5.3D GIS 引擎技術引擎技術3D GIS 引擎技術是一種構建和展示三維地理信息系統的技術，它將現實環境投射到虛擬環境中，通過對地理數據（遙感影像、傾斜攝影、BIM、激光點云等）的處理、建模和分析，更直觀、更便捷實現地理信息數據的三維可視化?，F階段 3D GIS 引擎技術主要是Esri、超圖、吉奧、四維圖新等公司提供的成熟的商

94、業化 3D GIS 引擎，開源框架如 Cesium和 Three.js 也提供了強大的 3D GIS能力。未來 3D GIS 引擎技術將與集擬現實（VR）、增強現實（AR）、機器學習等各種新技術相結合，同時融合游戲引擎的能力，實現更高級別的數據表現、更強的渲染性能和更復雜的現象模擬。3D GIS引擎技術可以通過建立完整的海洋模型，支持連續空間的數據表達和體元柵格的三維建模、分析，實現對各種海洋現象的全面模擬和廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會44表達，為數字海洋領域帶來更直觀、更真實的視覺展示。6.云渲染技術云渲染技術云渲染技術是一種在云計算環境中利用大規模計算和圖形處理能力生成高質量的三維

95、模型渲染結果（圖像或動畫），解決本地渲染能力配置不足的問題，實現更流暢的交互體驗和更震撼的視覺呈現?，F階段云渲染主要是各大平臺如“炫云”、“渲染 100”等提供渲染服務，部分平臺開始提供實時渲染和交互性功能，渲染服務按實際使用的計算資源和渲染進行付費，同時也存在針對具體展示場景自建的小型渲染服務。未來云渲染技術的發展趨勢主要有三個方向。一是云化技術的不斷升級將進一步提高其可擴展性并降低部署成本，實現大規模渲染能力；二是 AI 技術在云渲染中的深度應用將進一步提升渲染效果和效率；三是虛擬現實技術的應用將極大加強云渲染在 3D 場景中的感知和互動性，提高真實感和沉浸感。云渲染技術將顯著降低對本地硬

96、件的要求，提供大規模、高性能、彈性的渲染能力，能夠為各類應用提供各種海洋現象的大規模、高精度的 3D 可視化呈現和沉浸式的交互體驗。7.時空計算引擎技術時空計算引擎技術時空計算引擎技術專門用于處理與時間和空間相關的數據的計算，它具備強大的時空感知能力，能夠支持進行各種復雜的時空數據計算和分析?，F階段時空計算技術主要為單機型的計算為主，通常通過 Esri的 ArcGIS或者地理信息技術廠商封裝的軟件進行，同時，廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會45借鑒大規模分布式計算的思路，地理信息技術廠商也在基于各類高性能分布式計算框架，進行更大規模的時空計算的探索。時空計算引擎技術的發展趨勢表現為精細化時

97、空計算能力的提升，以及高性能、大規模數據、分布式的時空計算，它具備更高的集成化和開放性，能夠與其他數據分析、處理和管理工具集成，同時支持更多的數據來源和格式。時空計算引擎技術將為海洋氣象災害預測、環境保護、應急響應等提供更精準高效的時空能力支撐。（二）（二）數據處理技術數據處理技術數據處理技術是對海量數據進行匯聚、存儲、計算、加工、應用的方法和工具集合。數據匯聚技術合并整合多源數據到一個集中存儲或處理位置，全面提升數據分析效率；體系化建模技術強化從數據加工到數學建模的有效協同和全程化管理；數據開發分析技術將不同類型的數據進行深度的加工，形成更全面、更準確和更標準化的成果數據集；數據共享服務技術

98、在確保數據安全前提下，支持多個用戶、組織或系統對其進行共享和利用；數據質量評估技術對數據的準確性、完整性、一致性、可靠性和可用性進行檢查，確保數據質量。通過以上技術的應用，實現數據標準化、資產化、服務化、價值化，為上層數據應用和海洋數字孿生提供高質量數據支撐。1.數據匯聚技術數據匯聚技術數據匯聚技術是將來自多個來源或數據源的數據合并、整合和匯總到一個集中存儲或處理位置，從而實現高效化的數據分析、報告、業務洞察和決策制定?，F階段的數據匯聚技術以離線數據匯聚廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會46為主，實時性要求高的業務則采用實時數據匯聚。離線數據匯聚是通過各類工具定時提取不同的數據源（文件、數據

99、表等），將數據加載到目標存儲中，實現提取、加載、轉換的過程。實時數據匯聚要求在應用過程中結合數據庫的底層機制，并考慮數據庫負載和存儲等情況，一般是指基于數據庫的日志或者持續數據保護機制，實時捕獲到數據庫的變更，以 Flink 加消息隊列的方式，將源數據庫中的變更數據實時同步到目標數據源中，保證數據的數據一致。未來數據匯聚技術的發展趨勢是易用性、自動化、智能化的實時數據匯聚，以更高效率和更簡便的方式實現多源數據的實時的抽取和更新。數據匯聚技術的發展有利于降低實時數據匯聚的技術門檻，對匯聚海量的海洋實時感知數據有著極大的促進作用，能夠為業務應用提供更大、更全、更實時的數據底板。2.體系化建模技術體

100、系化建模技術體系化建模技術以維度建模為理論基礎，以事前治理的理念驅動，讓元數據貫穿整個建模流程，上承指標、維度的定義，下接實際的數據生產。體系化建模技術主要通過各類的數據集成平臺來實現，將數據需求管理、數據模型設計、模型開發進行有效結合，從源頭開始對數據進行抽象化，沉淀和規范元數據信息，在機制上形成模型設計與數據加工的有效協同。典型做法是由數據集成平臺屏蔽底層數據庫，提供可視化的平臺進行配置，最終生成底層數據庫的建模語句，再提供流程化的處理機制。未來體系化建模技術將往標準化的方向發展，形成統一標準化廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會47的建模語言和建模的流程規范。體系化建模技術的發展有利于海

101、洋數據的規范化，更好地理解和管理復雜數據開發流程，提高可維護性和數據質量。3.數據開發分析技術數據開發分析技術數據開發分析技術是將來自不同數據源的數據進行深度的分析、清洗、加工、融合，以形成更全面、更準確和更標準化的成果數據?，F階段主要依賴于大規模分布式計算，以數據倉庫為主，融合其他各類技術手段（機器學習、圖計算、圖像處理、文本分析等）進行輔助分析。一般是通過提供數據可視化平臺支撐，通過將各類的分析方式抽象為算子組件，再通過算子組件編排形成有向無環圖，最后形成成果數據落地到各類存儲庫中，同時也有少量以自定義代碼進行數據開發分析。未來數據開發分析技術呈現出以下趨勢：數據虛擬化實現對多源數據的融合

102、、實時數據融合等，減少大量的數據抽取落地流程，無需將數據進行物理復制或移動，便可以從多個不同的數據源進行數據開發分析，實時數據融合以便更快完成數據開發和分析，對感知數據有著極大的推動。以上發展趨勢將推動多源海洋數據的整合與應用，為海洋科研、海洋環境保護等領域提供更全面、更標準、更多維的數據支撐。4.數據共享服務技術數據共享服務技術數據共享技術是在確保數據的可用性、完整性和隱私性前提下，支持多個用戶、組織或系統訪問、共享和利用的技術。海量數據共廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會48享以文件共享交換、數據庫共享交換為主，少量數據則通過 API 服務進行共享。未來數據共享技術將朝著統一主數據管理、

103、數據集成共享方向發展。主數據管理將海洋領域內各類核心數據進行統一管控，其他組織、部門或者個人僅能通過服務、訂閱、集成或者共享的方式使用該數據，從而確保數據的唯一性。數據集成共享則能將不同來源的數據在邏輯上整合到一個統一的位置，供不同部門、系統或組織訪問和使用。這些趨勢將有助于打破數據壁壘，推動組織和個人充分利用數據資源，更好地服務數字海洋業務。5.數據質量評估技術數據質量評估技術數據質量評估技術是用于評估數據的準確性、完整性、一致性、可靠性和可用性的技術?，F階段數據質量評估技術包括數據合規性檢查、數據完整性檢查、數據一致性檢查、數據準確性檢查、數據時效性檢查、數據異常檢測、數據質量度量指標與可

104、視化等，通?；谥T如數據質量管理平臺提供對數據質量的評估能力。目前數據質量管理方面，主要還是集中在結構化的數據質檢，缺少多樣化的評估方式。未來數據質量評估技術將是自動化和智能化，具備多樣化的評估和質檢方式，尤其是針對半結構化、非結構化數據，同時將會提供直觀、易用的可視化與交互性工具。數據質量評估技術的發展將有助于提高數據的質量和可用性，為業務提供更可靠的數據基礎。（三）海洋數字孿生技術（三）海洋數字孿生技術廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會49數字孿生是通過在數字世界對物理世界進行等比例重建和還原，構建出一個在外觀形態、實時動態、演變規律、發展趨勢和管理模式與現實物理世界保持協調一致的數字鏡

105、像世界。一體化建模技術實現對真實對象或系統的幾何建模和物理建模，支持構建海洋三維模型以及對海洋動力學行為的數字化分析；可視化渲染技術通過端/流渲染的方式，從海洋 3D 模型中生成逼真圖像和豐富視覺效果；仿真推演技術模擬和預測事件的實際發展過程和結果，揭示海洋系統中多主體之間的相互作用和演化規律；全生命周期管理實現模型構建與仿真、數字孿生體生成和運營、預測與優化等多個環節閉環管理，打造海洋數字孿生的核心框架；虛實融合交互技術主要實現數字空間與物理空間相互映射、相互操作，建立虛實空間的雙向展現界面和操控管道。通過以上技術的應用，實現海洋實體與數字模型的實時同步，從而對海洋實體進行高效管理和優化控制

106、。1.一體化建模技術一體化建模技術數字孿生的核心是建立高精度、高可信、高效率的數字模型，利用數字模型來模擬真實物理對象或系統，實現對真實世界的實時監測、預測和優化，這需要對真實對象或系統進行幾何建模和物理建模。幾何建模是指用數學方法描述對象系統的空間結構和形態，如海底地形、水深、岸線等，其主流技術路線包括基于圖像的建模、基于點云的建模、基于網格的建模、基于參數化曲面的建模等。物理建模是指用數學方法描述對象系統的動力學行為和物理特性，如水流、波浪、溫度、鹽度、聲場等，主流技術路線有有限元法、有廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會50限差分法、有限體積法、邊界元法等。未來，幾何建模的發展趨勢是提高

107、數據采集和處理的速度和精度，實現動態和實時的建模，增強數據表示和分析的能力，支持多尺度和多維度的建模。物理建模的發展趨勢是提高數值方法和求解器的效率和穩定性，實現多尺度和多物理場的耦合，增強仿真平臺的通用性和可擴展性，支持大規模和分布式的仿真。在數字海洋領域，一體化建模技術可以支持構建海洋的三維幾何模型，提供海洋的空間參考，支持海洋資源開發、海底工程、水下導航等應用；還可以通過構建海洋的數值物理模型，揭示海洋環境的動力過程，支持氣候變化研究、災害預警、污染控制等應用。2.可視化渲染技術可視化渲染技術數字孿生海洋可視化渲染是指利用專業軟件或引擎工具，從海洋的 3D 模型中生成逼真圖像和豐富視覺效

108、果的過程。這些視覺效果涵蓋了幾何形狀的呈現、多視角的轉換、紋理的描繪、光影的模擬以及照明的立體感等多個方面。端渲染和流渲染是當前主流渲染機制，一些廠商已經將可視化渲染技術路線轉型為“端/流兼容”技術路線，以實現對輕量化“端渲染”和重量級“流渲染”兩種技術平臺的兼容，進一步提高了數字孿生海洋的仿真精度和視覺表現力?？梢暬秩镜闹饕康氖菍Ｑ蟋F象進行真實且精細的模擬，從而為海洋科學研究、海洋工程設計、海洋環境監測等領域提供支持。隨著云計算技術的發展，未來預計越來越多可視化渲染廠商實現端渲染與云渲染的融合應用，進一步推動數字孿生海洋技術的持廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會51續發展，從而為海洋

109、科學研究、海洋工程設計、海洋環境監測等領域提供更多便捷與效益。3.仿真推演技術仿真推演技術仿真推演是一種基于高精度孿生建模、大數據分析、智能模型等技術，模擬和預測事件的實際發展過程和結果的技術?，F階段，仿真推演技術應用在多個領域，通過模擬大量、隨機、動態和真實的信息來發現問題、改進方法、驗證效果，如在工業領域用于模擬不同工藝和生產線的運行情況，找到最優的生產流程，提高生產效率和質量；或在能源領域模擬不同天氣、不同位置下的發電性能，優化風電和太陽能發電站的選址等等。仿真推演技術將進一步與建模技術、渲染技術等融合發展，呈現出多樣化的發展趨勢，如三維可視化、虛擬現實、增強現實等技術將進一步增強仿真推

110、演的沉浸感和交互性。仿真推演將為海洋智能化決策帶來新的方向，通過大數據和人工智能算法的驅動能更好的完成對海洋環境監測、海洋資源開發等業務的仿真推演，實現智能化決策和優化資源配置；基于海洋系統中的多智能體交互和復雜適應性系統的仿真推演，能夠揭示海洋生態系統中多主體之間的相互作用和演化規律，為生態環境保護、海洋災害預警、海洋安全保障提供科學的依據。4.全生命周期管理技術全生命周期管理技術數字孿生全生命周期技術包括模型構建與仿真、數字孿生體生成和運營、預測與優化等多個環節。這些環節相互關聯、相互影響，廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會52共同構建了數字孿生海洋的核心框架。全生命周期技術的主要演進方

111、向包括技術和架構兩個層次。在技術層面主要包括數據驅動和機理模型的結合、高保真度和逼真度的仿真推演、多層次跨領域的集成、智能化決策支持等；架構層面主要是通過多層次跨領域的集成，實現更加靈活、更加可擴展的架構和功能，滿足不同領域的需求。全生命周期管理技術有助于建立高度逼真的海洋數字孿生體，模擬出各種海洋現象的細節和變化過程，以實現對真實海洋的預測和管理。5.虛實融合交互技術虛實融合交互技術虛實融合交互技術主要實現數字空間與物理空間相互映射、相互操作，形成一個實時、動態、自動和雙向互動的系統，實現數字孿生體與物理實體之間的實時交互。典型代表如 Ansys 公司基于其Twin Builder平臺的數字

112、孿生交互技術，通過實測、仿真和數據分析來實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，同時支持通過指令來優化和調控其行為。虛實融合交互技術將向虛實之間更精準、更靈活的雙向互動和互操作演進，并朝著更智能化、自動化和高效化的方向發展。通過虛實融合交互技術不僅可以模擬和預測海洋物理環境，還可以反向操作影響物理海洋，如根據實時的數據和模型預測，對船舶航行或海洋工程操作進行干預；或者通過 VR、AR 等不同的終端設備進行潛水器操控、海洋資源勘探等任務。該技術可以提高海洋開發和利用的效率和安全性，也可以增強人們對海洋的認知和體驗，在海洋廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會53資源開發、環境保護、災害預警等領域發

113、揮重要的作用。五、數字海洋智慧應用解決方案基于海洋新型通信感知技術以及數智中樞關鍵技術的發展，在數字海洋典型應用場景中，海洋牧場、海上安全、海洋能源、海洋環境與生態等主要應用領域的解決方案逐漸成熟。（一）海洋牧場（一）海洋牧場1.方案介紹方案介紹海洋牧場解決方案以養殖裝備為載體，從陸上到深海統籌規劃布局養殖裝備，從陸基工廠魚卵孵化、魚苗培育，到近岸網箱馴化標苗，再到近海、深遠海成魚養殖，加工銷售等環節實現海洋牧場全產業鏈精準管控，開創“陸海島統籌、岸灣區融合”分段接力養殖模式與用?？臻g格局下，深遠海漁業養殖規?；?、工業化與智能化的新業態。2.主要功能主要功能一是空天地海組網。建立空天地海立體空

114、間一體化通訊網絡以及集群式網箱高可靠通訊自組網，實現同構、異構集群式網箱間的多節點組網、跨介質通信。二是海洋環境和漁業養殖狀態動態感知。根據陸海聯動梯度養殖模式的特點，集成北斗無人船、衛星和無人機動態遙感、水文氣象監測浮標等多種物聯設備，通過聲光電磁、生物、化學等多種手段，構建海洋牧場生態環境立體化透視網絡，動態感知海洋環境和漁業養殖的狀態信息，包括水質、水文等養殖環境，魚類體征、攝食行為等養殖對象，網衣、工船等裝備狀態，廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會54外來入侵等養殖安全狀態等信息。三是基于數字底座實現智慧漁業大數據治理。構建數字海洋系統框架，融入開放系統硬件生態，研制現有海上工控機替

115、代貨架產品，滿足系統的硬件部署要求。構建智慧漁業大數據中心，實現水產智慧育種、繁種、養殖、海洋生物醫藥、初加工、深加工、倉儲物流、溯源、能源與減排等全產業鏈服務系統及數據的統一接入、統一治理、統一開放，數字賦能深遠海水產全產業鏈。四是漁業生產無人化、決策自動化。圍繞深遠海養殖優勢魚種，根據養殖裝備工業化生產流程，研制與之配套的自動化作業設備和系統，包括海洋牧場自主監測水面無人船、網箱巡檢水下機器人與海珍品水下無人采收機器人等裝備。并基于大數據及智能學習，對獲取的信息知識開展處理，快速積累海上作業實踐經驗，持續地進行知識學習，形成定點投苗、定量投餌、智能采捕、應急決策等全生產周期精準作業體系。海

116、洋牧場系統化解決方案，如圖 10所示。圖 10 海洋牧場解決方案廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會553.應用場景應用場景面向海洋牧場立體透視監測的管理場景及海洋牧場多種生產作業場景，改變傳統投餌、投苗、采收、巡檢、監測作業模式。4.方案特點方案特點以“陸海接力”養殖模式為藍本打造智慧化的深遠海海洋牧場，通過空天地海組網和聲光電磁、生物、化學等多種感知手段，實現水面-水下多層次、多要素立體透視監測，解決了深遠海養殖數據感知、傳輸難題，為從陸基、近海、遠海到銷售實現的全程無人化與智能化，打實基座。（二）海上安全（二）海上安全1.方案介紹方案介紹海上作業安全解決方案基于共建共治共享管理機制，圍繞

117、海洋“人、船、水、港、岸、島、場”多場景全要素，通過“物聯感知平臺+融合通信平臺+大數據平臺+全場景應用+協同聯動”一體化部署，形成“感知預警救援”三位一體水域安全閉環的海上安全治理新模式，實現海上安全治理從“九龍治水”向“合力作戰”轉變，切實提升涉海安全隱患的排查預防整治的數字化水平。2.主要功能主要功能一是海上作業安全全要素信息可感知?；诖d定位終端、雷達、攝像頭、衛星定位、無人機、浮標、水下探測、電子圍欄、電子救生衣等“空天地?！币惑w化空間布局感知網絡，圍繞人、船、水、港、岸、島、場（海上風電場、牧場）等場景，打造綜合態勢、廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會56人員管理、船舶監管、海

118、域管理、港口管理、岸線管理、海島管理、海上風電場管理、海洋牧場管理、智能調度等應用模塊，實時對海上作業安全全要素信息感知、追溯。二是海上作業安全全域可視化?；?GIS 地圖、視頻監控，加載電子海圖、矢量地圖、影像底圖以及 AI 識別視頻等信息，平臺可呈現人、船、水、港、岸、場等位置信息并實時更新。三是海上作業安全重點目標全量可評?；跀底謱\生技術，圍繞海洋牧場、海上風電場、施工運維船等場景建立虛擬模型模擬和仿真，分析識別設備的異常行為、預測潛在故障，降低運維成本和風險，確保海上風電場等重點目標的安全和可靠運行。四是海上作業安全應急聯動可預可控。結合 AI、電子圍欄等技術應用，實現重點區域防控

119、、船舶異常、走私、偷渡、人員海上作業狀態、風電運行狀態、防臺防汛、污染防治等預警監管；通過語音、短信 AI 通知一鍵觸達相關部門和人員，實現聯動執法快速響應。此外，橫向打通農業、氣象、自然資源、海事、應急等委辦局及涉海企業數據統一接入，縱向可接入省市區縣鎮村（港/島）5 級體系，實現數據監測、展示、預警，業務閉環處理，實現海上作業安全體系一網統管。3.應用場景應用場景面向海上安全網格化管理、風險識別預警、安全監管等場景。4.方案特點方案特點圍繞“人、船、水、港、岸、島、場”等海上安全領域面臨一系列痛點難點，以物聯感知網建設和涉海部門數據打通為核心，實廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會57現海

120、域“全域可視、全程可管、全量可評、全業可溯、全員可控”五可目標?；诖d定位終端、雷達、攝像頭、電子救生衣等物聯網感知設備集群，打造全方位安全監管業務閉環；橫向打通農業、氣象、自然資源等委辦局及涉海企業數據，支持 AIS 數據接入，打通海上安全數據鏈，助力海上安全態勢監管轉型升級建設。（三）海洋能源（三）海洋能源1.方案介紹方案介紹海洋能源數字化解決方案以海洋能源智能化運維為核心，為海上風電、海上油氣等產業提供通信網絡支撐、平臺支撐以及作業裝備的全方位監測、應急指揮調度等應用支撐，實現用戶實時在線監控與診斷，有效保障供電的安全可靠，同時提高運維的效率與質量。2.主要功能主要功能以海上風電場景為

121、例，一是全天候監測?？赏ㄟ^在風力發電機組上安裝傳感器，實時監測風速、溫度、振動等關鍵數據，通過引入 5G 攝像頭、5G 無人機、自主巡檢機器人等定期巡檢設備狀況，包括機組葉片、塔筒和基礎結構等的狀態傳感及視覺檢測，并將數據傳輸至監測系統，以實現對海上能源平臺的狀態監測?？赏ㄟ^電子圍欄，保障風電場施工期自身安全及附近水域船舶航行安全。二是數字孿生。以設備全景臺賬、全景運行數據、3D 設備模型、3D地理信息模型為核心構建數字孿生體，與現場設備狀態實時聯動，顯示機艙的內部工藝構造，包括主軸、變速箱、發電機等。機組運行時，平臺接收實時數據，系統同步模擬運行動作，展現實際機組廣東省通信學會海洋通信信息專

122、業委員會58運行流程，還原風機的運行狀況，并結合兩側可視化數據面板，實時掌控風機的最新動態。三是智慧化運行及決策支持。將海洋能源平臺相關數據進行集成，實現通過數字孿生體一體化運行管理平臺展示升壓站/變電站巡檢機器人實時狀態信息、監控畫面、紅外熱成像、巡檢點位置和表計狀態、巡檢路線、巡檢歷史數據等信息，實現運維策略從計劃制定到結果反饋的自動閉環，生產運維業務向綜合分析轉型發展，為應急指揮決策提供支撐。四是 5G 智慧集控。提供包括安防監控、對講、能耗管理等功能模塊，以及專網運營平臺進行專網自服務管理和網絡資源管理等功能。3.應用場景應用場景面向海上風電、海上油田各類海上作業平臺基礎通信支撐，項目

123、運維和管理所需的關鍵參數實時回傳以及風險識別預警、巡檢、監控等場景應用支撐。4.方案特點方案特點以數字孿生技術為核心，成為海洋能源海上作業項目運維的重要抓手。實現海上風電場、海上油氣從網絡覆蓋到設備對接、資產智慧化監控與管理的一體化服務，對提高海上風電場、海上油氣運維等的經濟效益、提高抵御人員作業風險的能力具有重要意義。（四）海洋環境與生態（四）海洋環境與生態1.方案介紹方案介紹海洋環境與生態解決方案是以生態環境監測網絡構建為核心，依托各種傳感裝置和分析儀器，結合自動控制技術、計算機應用技廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會59術以及專用分析軟件和信息通信網絡組成“水下-水氣界面-空天”全要素

124、海域生態環境覆蓋網絡，實時監測與斷面調查結合，結合 AI、數字孿生等技術實現長期的海洋生態環境感知、演變規律分析、島礁生態環境安全預警預報、碳匯核算等功能。2.主要功能主要功能海洋環境與生態解決方案主要分為四個功能層面：感知層、傳輸層、處理層和應用層。感知層除包括海底基觀測陣列、水下潛標觀測陣列、浮標陣列、珊瑚礁生態系統實時監測站、海氣通量觀測塔等固定的連續數據觀測平臺外，還有由水下滑翔機、衛星遙感和斷面調查等組成的非連續數據獲取平臺。監測要素覆蓋海域水體剖面的溫、鹽、深、流、浪、潮等物理海洋參數；溶解氧、PH、濁度、葉綠素濃度、總無機氮、磷酸鹽等水體環境指標；珊瑚礁水下視頻、珊瑚病敵害指數、

125、礁區生物多樣性、漁業資源生物量等生態指標；大氣溫度、濕度、風速風向、海氣二氧化碳通量等氣象參數；以及聲學、沉積物特征等地質參數。信號傳輸層通過物聯網（局域網）、光電纜和無線通信網等多種方式實現信號實時傳輸，并進入數據存儲平臺。數據處理層主要功能是進行數據的接收、質量控制、分類儲存與實時顯示；處理后的數據開展多維度融合分析，根據不同需求構建多參數預警預報模型，支持并實現智能決策。一是在海岸帶違規違法用地用海方面，結合多規合一的海岸帶全要素土地利用精細分類方法，實現面向規模養殖、農田開墾、城市擴張和近岸開發等多場景的違規違法用地用海行為智能識別、監測及管理。二二是在廣東省通信學會海洋通信信息專業委

126、員會60生態預警監測方面，通過遙感技術提取互花米草的空間分布、海洋赤潮、綠潮、溢油等海洋污染現象等光譜數據，提取光譜特征，建立赤潮與溢油的光譜特征庫，實現赤潮與溢油的自動監測，并結合AI 開展空間分布及擴散趨勢分析研究，實現海洋污染的預報預警。三是在區域碳匯精準核算方面，通過海岸帶植被精細分類與定量指標體系構建、結合陸地碳關鍵參數高精度遙感反演、海洋藍碳監測評估等關鍵技術，支撐區域碳匯高精度監測和精準核算服務。3.應用場景應用場景面向海域海島調查監測、海洋生態系統保護與修復、審批監管、評估評價、預測預警、應急指揮等場景。4.方案特點方案特點針對深遠海生態、環境安全保障的重大需求，以“空天地?！?/p>

127、全方位生態環境觀測網絡構建及 AI 算法模型訓練為核心，打造監測手段完善的感知體系，提升海洋監測場景的覆蓋率及監測效率；融合應用多模態數據，集成遙感監測技術、物聯網實時監測技術和調查觀測技術，構建海洋預警監測指標體系和分析模型，提升海洋預警監測能力。六、數字海洋產業生態發展數字海洋產業的發展過程中涌現出了一批具有代表性的企業和相關單位，如圖 11 所示。海洋生態主要分為海洋感知通信、海洋科研、數字化平臺、數字化應用四大領域，他們通過涉海應用產品和一體化解決方案推動著數字海洋產業的創新與發展，不斷指導與推廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會61進我國從海洋大國向海洋強國邁進。圖 11 數字海洋生

128、態圖譜廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會62（一）海洋通信感知（一）海洋通信感知領域領域生態生態在海洋通信感知領域，中國聯通、中國移動、中國電信等運營商，以及華為、中興、京信通信、烽火海洋網絡等尖端網絡設備公司，借助云計算、大數據分析和物聯網等數字技術，為數字海洋產業搭建了良好的網絡通信基礎設施，為數字海洋發展提供了先進的海洋通信網絡服務。這些公司還推出了多元化的解決方案，全面滿足了數字海洋發展的多層次需求。同時，特別注重提升海洋網絡的覆蓋能力，包括海底光纜網絡、水下無線通信系統以及海上超遠岸基網絡的持續優化，進一步推動數字海洋產業的快速發展。（二）海洋數字平臺（二）海洋數字平臺領域領域生態

129、生態在數字平臺領域，一批富有活力和創造力的企業正運用企業自身優勢能力，促進數字海洋的發展建設，包括聯通廣東產業互聯網公司、勵圖高科、海蘭信、達華智能、中科星圖、上海地聽、北京超圖、航天宏圖、南方數碼、深圳藍谷、恒天翼以及天海世界等。這些企業不僅是數字海洋信息化解決方案的關鍵供應商，也是數字海洋創新技術的推動者，在海洋數字化平臺搭建進程中，他們基于自身獨特的優勢不斷完善和創新產品，積極利用人工智能、物聯網和大數據等前沿技術，進行海洋數據的采集、處理和應用，促進海洋信息服務朝智能化發展。海洋平臺的數據資源整合方面，各單位充分發揮自身力量，共同推動一個更加開放、共享的數字海洋體系的構建，為數字海洋產

130、業的全面發展注入了全新活力。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會63（三）海洋數字化應用（三）海洋數字化應用領域領域生態生態在海洋數字化應用領域，森科特、中船、震兌工業深水網箱科技、廣為海洋及聯塑精銦等企業，通過智能船舶和海洋裝備研發應用，提升海洋作業的效率和安全性。聯通廣東產業互聯網、嘉泰軟件、勤思科技、三峽高科、老米智能、小馬當先等企業在海上應急、安全、新能源及漁業等領域不斷研發深化，面向不同的場景已沉淀可用性強、穩定性高的海上數字化行業應用，促進數字海洋發展。（四）海洋科研（四）海洋科研領域領域生態生態在科研探索方面，中山大學、中國海洋大學、華南理工大學、暨南大學、廣東海洋大學、香港中文

131、大學（深圳）等高校，中國科學院南海所、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州、珠海、湛江）等涉?？蒲性核?，共同致力于數字海洋產業的研究和人才培養，推動科學技術的進步和創新。部分院校已經專門成立“海洋學院”，深圳市更是計劃成立“深圳海洋大學”，進一步深化涉?；A科學和產業研究，結合材料科學、海工裝備、AI 人工智能等學科，為數字海洋產業的發展提供持續的科技支持，推動科學技術在數字海洋領域的不斷創新和發展。七、數字海洋建設發展建議數字海洋是實現海洋強省戰略、推動海洋經濟高質量發展的重要途徑，應充分發揮廣東“數字政府”改革建設經驗和數字經濟強省優勢，不斷強化新一代信息技術對海洋經濟多業態進行系統性融合

132、，加強頂層設計指引和體制機制的保障，推進數字海洋的高水平廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會64建設，加快形成海洋新質生產力，建設海上新廣東。（一）完善頂層設計，制定數字海洋發展規劃（一）完善頂層設計，制定數字海洋發展規劃明確數字海洋在海洋強省建設中的重要戰略地位，從政策、技術、產業、生態和社會等多個層面出發，構建遠景目標、整體布局、實施路徑、專項規劃等互為依托、相互銜接的發展規劃體系，為廣東數字海洋發展提供時間表、路線圖、任務書，明確數字海洋發展的方向和重點，統籌推進數字海洋基礎設施、數智中樞、重大業務應用等的關鍵布局和集約建設，以頂層設計引領全省一盤棋推動數字海洋工程高水平建設發展。（二）

133、強化政策支持，保障數字海洋高水平建設（二）強化政策支持，保障數字海洋高水平建設建議將數字海洋工程建設列入省級主管部門和各沿海地市年度重點工作，因地制宜制定專門行動計劃，建立工作推進機制。加大財政支持力度，推動數字海洋基礎設施項目納入建設專項債范疇。發動社會力量參與共建，推動涉海公共機構、公共場所、公共設施向基礎電信業務經營者開放，對數字海洋基礎設施建設提供便利。建立海洋數字化人才的培養和激勵長效機制，吸引全國數字化人才服務海洋強省建設，培養一支數字海洋領域高水平人才隊伍。加大宣傳力度，營造海洋數字化發展積極正向的輿論環境。（三）開展核心技術攻關，增強自主創新能力（三）開展核心技術攻關，增強自主

134、創新能力聚焦海洋融合組網、數據處理、數字孿生等數字海洋關鍵技術領域，加大自主創新科研投入，深化產學研用協同創新，取得一批原創核心技術成果突破。加強海洋融合組網研究，以滿足海洋領域廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會65的不同需求，提高海洋通信的可用性和效率；加強海洋數據融合與智能分析算法、海洋專業模擬仿真技術研究，發展海洋數字孿生前沿技術，在海洋氣象、海洋生態、海洋污染等方面研發海洋專業大模型和預測算法，增強數字海洋輔助決策能力；加強海洋數據安全、網絡安全、終端安全、應用安全等問題研究，嚴密監控數據泄露、網絡及終端惡意攻擊等重點風險領域，提高數字海洋的數據價值和安全性；加快國產化元器件、算法及

135、終端的研發，提高數字海洋體系自主可控水平。（四）加快（四）加快 5G 網絡建設，優化海洋海島網絡服務網絡建設，優化海洋海島網絡服務發揮基礎電信運營企業建設主體作用，加快近海、中遠?；静季?，建設海洋海島 5G 網絡。加快離岸 20 公里內近海的 5G 網絡廣度覆蓋，實現全省港口、出省航道航線、碼頭、漁村、有人海島、主要漁船活動區 5G 網絡全覆蓋；針對離岸 20-50 公里中、遠海域網絡需求，與海洋牧場、海上風電、油氣鉆井、海洋執法等行業經營和管理方開展合作，建設一批無人島、海上平臺等?；?，打造廣東沿海區域 5G網絡立體覆蓋體系；研究開展衛星+5G一體化融合網絡覆蓋試點，通過 5.5G 技術

136、驗證和推廣，解決中遠海域、超遠海域及特殊區域網絡覆蓋難點。（五）提升數據自主獲取能力，夯實海洋數據根基（五）提升數據自主獲取能力，夯實海洋數據根基整合拓展海洋觀測、監測資源，支持國產新型海洋感知技術裝備研發和應用推廣體系建設，全面形成與海洋強國建設需求相適應的數據自主獲取能力。拓展數據來源渠道，獲取重點關注區域的海廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會66洋環境等全要素實時連續信息。加快海洋數據資源的高效整合和共建共享，強化海洋數據治理能力，全面提升海洋基礎數據質量。開展海洋大數據融合處理和挖掘分析等技術攻關，構建全省海洋大數據資源體系，建設省級海洋大數據平臺，探索推進海洋數據要素市場化配置，建

137、設海洋數據強省。（六）強化標準法規引領，規范數字海洋建設（六）強化標準法規引領，規范數字海洋建設依托行業協會學會、科研機構和市場主體，組建數字海洋科創標準聯盟，構建數字海洋工程標準規范體系，按照系統規劃、急用先行、分步實施的原則，制定總體標準、業務標準、技術標準、基礎設施標準、建設運營標準、安全保障標準等。分配海洋通信專網頻段，支撐智慧船聯網等新型海洋組網模式的發展。制定海洋數據管理規制，明確數據權屬和責任，規范數據要素流通，鼓勵公益性數據向社會開放共享，防范數據安全風險，打擊數據侵權行為，維護國家利益和公共利益。（七）加強應用和示范，加快數字海洋推廣（七）加強應用和示范，加快數字海洋推廣打造

138、數字海洋示范區，圍繞海洋牧場、海上安全、海洋能源、海洋環境與生態等有實際應用需求和高發展潛力領域，推動生產管理數字化轉型，以數字化服務示范區監管智慧化、服務主動化、生產高效化持續升級，展示數字應用效果和經濟效益，吸引更多企業和機構參與數字海洋建設。建設高標準數字海洋試驗場，強化技術創新、裝備創新、模式創新，多層次推進具有廣東海洋特色的高標準數字海洋綜合試驗場建設，鼓勵科研機構和涉海企業依托試驗場廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會67進行數字海洋相關的技術研究和創新。（八）加強國際合作，推動數字海洋全球治理（八）加強國際合作，推動數字海洋全球治理積 極 參 與 國 際 海 洋 數 據 與 信 息 交 換 系 統（InternationalOceanographic Data and Information Exchange，IODE）、全球海洋觀測系統（Global Ocean Observing System，GOOS）等國際數字海洋組織和機構，提升我國在國際海洋事務中的話語權和影響力。積極推動數字海洋國際規則的制定和完善，維護我國在數字海洋領域的合法權益。積極開展數字海洋國際雙邊和多邊合作，促進數字海洋的共建共享，構建人類命運共同體。廣東省通信學會海洋通信信息專業委員會