歐洲海洋觀測系統(tǒng)

歐洲的海洋觀測系統(tǒng)是分散的。在歐洲各沿海國家內(nèi)，分布著政府機構(gòu)和私人工業(yè)的６００多個科學(xué)數(shù)據(jù)收集實驗室。他們通過船載傳感器、潛水設(shè)備、固定或漂流平臺、飛機、衛(wèi)星等手段收集數(shù)據(jù)，用以觀測物理海洋、地球物理、地質(zhì)、生物、化學(xué)等參數(shù)。歐洲的海洋觀測系統(tǒng)又是集中的。它是全球海洋觀測體系的重要組成部分。歐洲的主要海洋區(qū)域，如北極、大西洋、波羅的海、地中海和黑海以及北美和亞得里亞海都具有各自鮮明的特征，也都有各自的區(qū)域海洋觀測系統(tǒng)，如西北大陸架業(yè)務(wù)化海洋學(xué)系統(tǒng)（ＮＯＯＳ）、波羅的海業(yè)務(wù)化海洋學(xué)系統(tǒng)（ＢＯＯＳ）等［２］。另外，歐洲的海岸線蜿蜒曲折，破碎復(fù)雜，各國還建立了許多局地海岸帶監(jiān)測系統(tǒng)，以便為海岸線資源的監(jiān)測和管理提供支持。

歐洲的數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)

海洋數(shù)據(jù)的獲取對于眾多的海洋研究領(lǐng)域具有重要的意義，海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋工程開發(fā)、海洋環(huán)境保護(hù)、氣候變化預(yù)測、海洋國防安全等都離不開海洋數(shù)據(jù)。歐洲在先進(jìn)觀測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了較為全面的數(shù)據(jù)信息管理和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并將它們在互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布。通過使用人性化簡單快捷的可視化用戶界面，讓來自不同背景的、無論是否具有處理復(fù)雜元數(shù)據(jù)庫經(jīng)驗的用戶來提取所需要的信息，這些措施有效保證了對海洋學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的輕松訪問。這種便利的訪問和獲取方式將確保網(wǎng)絡(luò)的使用并不僅僅局限于業(yè)務(wù)海洋學(xué)中心和機構(gòu)。學(xué)者及來自各界的科學(xué)家和企業(yè)家將能夠找到各種歐洲海洋觀測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)相關(guān)的信息，例如觀測站點／設(shè)備，觀測數(shù)據(jù)要素、測量精度、時空分布及觀測數(shù)據(jù)所有者等特征信息。

１）歐洲海洋數(shù)據(jù)和信息管理網(wǎng)絡(luò)

歐盟發(fā)起的海洋搜索（ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ）計劃聚集了來自３０個歐洲沿海國家的３３個研究所／中心，在不同的海洋數(shù)據(jù)和信息的管理和附加服務(wù)方面具有豐富的專業(yè)經(jīng)驗［３］。數(shù)據(jù)的學(xué)科范圍包括物理海洋學(xué)、海洋生物、海洋化學(xué)、水動力學(xué)。另外，這些中心在各自的國家局扮演海洋數(shù)據(jù)和信息的國家資料中心或聯(lián)絡(luò)點的角色。它們是國家的中心節(jié)點，與其他的組織相連接，積極參與海洋研究和海洋環(huán)境管理活動；因此，負(fù)責(zé)監(jiān)測和檢查國家海洋研究活動和海洋數(shù)據(jù)流。大部分的合作伙伴也加入了ＩＯＣ－ＩＯＤＥ系統(tǒng)的國家海洋學(xué)數(shù)據(jù)中心。這些成員機構(gòu)也參與了很多國家級和國際級別的海洋研究計劃，包括一大批的歐盟委員會①計劃。在多數(shù)情況下，成員機構(gòu)對這些計劃的海洋數(shù)據(jù)管理給予支持或協(xié)調(diào)。通過這些過程，成員機構(gòu)為數(shù)據(jù)和信息管理的全過程，即數(shù)據(jù)監(jiān)測、追蹤、質(zhì)量控制、處理、存檔、產(chǎn)品制作、數(shù)據(jù)分析、元數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫維護(hù)、支持服務(wù)、數(shù)據(jù)分發(fā)／發(fā)布服務(wù)等積累了專業(yè)的技巧，訓(xùn)練有素的員工，以及建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施（軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)）。在ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ（２００２—２００５年）計劃期間，所有的成員組織一起建立并推廣了來自歐洲３０個沿海國家的海洋數(shù)據(jù)和信息資源的泛歐洲目錄以及概況。這些服務(wù)的維護(hù)、升級，以及未來的拓展由ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ的后續(xù)計劃———海洋數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)計劃（ｓｅａｄａｔａｎｅｔｐｒｏｊｅｃｔ，２００６—２０１０年）來完成。ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ計劃的目標(biāo)包括以下內(nèi)容。（１）建立、維護(hù)及電子發(fā)布３個元數(shù)據(jù)產(chǎn)品／目錄以追蹤海洋數(shù)據(jù)和信息的動態(tài)，并提高歐洲海洋數(shù)據(jù)和信息的知名度、總體概況及可獲取性。這３個目錄分別是：①歐洲海洋環(huán)境數(shù)據(jù)集目錄（ｅｕｒｏｐｅａｎｄｉｒｅｃｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｄａｔａ?ｓｅｔｓ，ＥＤＭＥＤ），一個索引和檢索海洋環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)集的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋多個學(xué)科，它發(fā)起于１９９１年，至今仍在不斷更新。目前，ＥＤＭＥＤ已經(jīng)涵蓋了來自超過５７４個資料中心的２８１４個數(shù)據(jù)集。②航次總結(jié)報告（ｃｒｕｉｓｅｓｕｍｍａｒｙｒｅｐｏｒｔｓ，ＣＳＲ，舊稱ＲＯＳＣＯＰ），一個通過調(diào)查船檢索海洋航次信息的全球標(biāo)準(zhǔn)。它給出了這些航次所涉及的數(shù)據(jù)收集活動以及研究機構(gòu)。航次報告由首席科學(xué)家編寫。③歐洲海洋環(huán)境研究計劃目錄（ｅｕｒｏｐｅ?ａｎｄｉｒｅｃｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏ?ｊｅｃｔｓ，ＥＤＭＥＲＰ），提供正在進(jìn)行的研究計劃、數(shù)據(jù)收集活動、參與機構(gòu)和科學(xué)家、成果產(chǎn)品等信息。目前，ＥＤＭＥＲＰ包括了來自超過６２個研究中心的３２０多個研究計劃。（２）針對數(shù)據(jù)和信息管理實踐與方法交流經(jīng)驗，共同促進(jìn)其發(fā)展和實施。（３）建立并組織形成處理、質(zhì)控、存檔不同格式海洋學(xué)數(shù)據(jù)的總體能力，并充分考慮單個團(tuán)體能力差異以及新數(shù)據(jù)種類的出現(xiàn)。（４）定義、建立、實施公共數(shù)據(jù)索引（ｃｏｍｍｏｎｄａｔａｉｎｄｅｘ）元數(shù)據(jù)目錄，保證用戶可以獲得詳細(xì)的海洋數(shù)據(jù)可獲取性和地理分布信息。可擴展標(biāo)記語言（ＸＭＬ）技術(shù)將被應(yīng)用于以分布式網(wǎng)絡(luò)方式建立并維護(hù)新的元數(shù)據(jù)庫，支持跨越多平臺的檢索。

２）海洋數(shù)據(jù)管理歐洲基礎(chǔ)設(shè)施

歐盟海洋數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（ｓｅａｄａｔａｎｅｔ）計劃是ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ計劃的后續(xù)計劃，它的目標(biāo)是建立一個標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)來管理由海洋調(diào)查船和新型自動觀測系統(tǒng)所收集的不同種類的海量數(shù)據(jù)集以及網(wǎng)絡(luò)，并鞏固現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，即來自３５個歐洲國家的積極進(jìn)行數(shù)據(jù)收集工作的４０個國家海洋數(shù)據(jù)中心和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心。這些專業(yè)數(shù)據(jù)中心的聯(lián)合將產(chǎn)生一個獨特的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來在線提供統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的綜合數(shù)據(jù)集［４］。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ已聯(lián)合開放數(shù)字資源庫，對來自海洋船隊，新型自動觀測系統(tǒng)和空間傳感器的數(shù)據(jù)、信息、產(chǎn)品和知識，進(jìn)行管理、訪問和共享。

通過使用通信和信息技術(shù)的新發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場和衛(wèi)星海洋數(shù)據(jù)平臺正在作為一個獨特的虛擬數(shù)據(jù)中心提供元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)和產(chǎn)品。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ的各國合作伙伴將確保數(shù)據(jù)的歸檔和保存，以便它們被用于新的研究，保護(hù)不可能被重復(fù)創(chuàng)建的獨特觀測數(shù)據(jù)，提高供研究項目及海洋環(huán)境管理和教育、歷史以及其他用途的數(shù)據(jù)的可用性。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ還涵蓋了以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的研究所強調(diào)的重要信任問題：安全性、保密性、所有權(quán)、保證來源、真實性，以及數(shù)據(jù)質(zhì)量和元數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)的制定及其在通信和數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)和產(chǎn)品質(zhì)量保證問題方面的應(yīng)用，為綜合數(shù)據(jù)集提供了可通過評估的質(zhì)量。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ采用分布式網(wǎng)絡(luò)方法對其數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)的概述和訪問，即通過制定和實施通用數(shù)據(jù)索引（ＣＤＩ）服務(wù)來為用戶提供了跨越整個歐洲的不同數(shù)據(jù)中心的海洋數(shù)據(jù)的可用性和地域分布等詳盡信息。ＣＤＩ為單個的數(shù)據(jù)集（如樣本、時間序列、剖面圖、軌跡等）提供了基于ＩＳＯ１９１１５的指數(shù)（元數(shù)據(jù)庫），并提供了一個獨特的在線數(shù)據(jù)訪問接口。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ同時還提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)，其產(chǎn)品設(shè)計的目的是驗證和綜合有關(guān)海洋狀態(tài)和健康監(jiān)測的多學(xué)科數(shù)據(jù)集。區(qū)域涉及北極地區(qū)、北大西洋地區(qū)、波羅的海、地中海、北海等區(qū)域；主要變量包括熱量和鹽度、海平面、海流，還包括海洋生物資源及生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)變量，如營養(yǎng)鹽和溶解氧等。區(qū)域ｓｅａｄａｔａｎｅｔ產(chǎn)品已通過這個項目的框架開發(fā)了專用的網(wǎng)絡(luò)界面———ＯｃｅａｎＢｒｏｗｓｅｒ并向公眾訪問開放。通過這個網(wǎng)絡(luò)界面可查看水平斷面和任意垂直剖面。圖形可以導(dǎo)出為各種格式，包括ＰＮＧ，ＥＰＳＳＶＧ和ＫＭＬ，還可下載ＮｅｔＣＤＦ格式的整個數(shù)據(jù)產(chǎn)品或使用ＯＰｅＮＤＡＰ下載一個子集。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ開發(fā)的基本型產(chǎn)品主要是環(huán)境參數(shù)的網(wǎng)格場，用于估算其平均值、季節(jié)變化及年際趨勢。分析場使得ｓｅａｄａｔａｎｅｔ數(shù)據(jù)中心能夠進(jìn)行質(zhì)量比對檢查和其余離群值的檢測。這些產(chǎn)品被科研團(tuán)隊廣泛使用，如模型初始化和新的觀測地點的優(yōu)化選取等。