海洋论坛▏当前国际海洋观测技术的主要发展方向
随着全球经济的发展、人口的不断增加，人类对海洋资源的依赖也在不断增强。对海洋环境及其要素进行系统现场观测，就是为了更好地了解海洋，以便更加充分合理地开发和利用海洋资源。海洋技术为海洋环境及其要素的观测提供了强有力的技术支撑。因此，海洋观测技术的发展越来越受到人们的广泛关注。
OI 2014 London是目前世界最大的海洋装备展及海洋技术论坛。三天的论坛中，有12组关于海洋技术及应用等不同主题的研讨会，分组主题报告100余个，探讨世界各地不同国家和地区的海洋观测技术、设备应用、环境保护等的最新技术进展及相关问题的解决方案。主要包括：海洋观测系统，水下定位、通讯，水下自主测量，近岸水文和地球物理调查，石油与天然气，海上安全和可再生等。本次论坛新增加讨论内容：海底取样、水产业和船舶压舱水。
正如OI 2014 London会议主席Ralph Rayner所言：“我们需要传达海洋关键技术领域的发展，以及了解海洋领域的技术应用和技术需求”。本次论坛会促进海洋技术应用与发展、提高海洋测量、勘探水平，同时，利用这些新的技术，会更合理地开发与保护海洋资源。本文主要基于这一海洋技术论坛的主要内容，阐述当今国际海洋观测技术的发展方向，希望能对我国海洋技术应用与发展有一定借鉴。
⒈ 海洋观测系统
目前世界上不同地区的海洋观测系统主要有：IOOS，OOI，EMSO，NEXOS等。全球性的观测系统，如IOOS是一个建立在现场观测基础之上的多层次业务系统，而OOI是科学网，目的在于获取新知识、创造新技术。OOI关注的是研发，深入了解海洋所需的科学与技术，支持开发新的传感器和观测技术，包括长距离、极端环境下观测能力。IOOS绝不限于现场观测装备，也包括观测数据的规范化、同化、实时输送和管理，以及在现场观测数据基础上的数据模拟和研究分析、实际应用等的多层次系统。
针对海洋观测系统，本次论坛主要讨论：多参数观测平台建设、观测计划评估、深海海底着陆器、数据实时观测、传输能力、海洋能量、海岸综合环境观测系统、海洋观测网、智能海洋，水下噪声、波浪谱观测，微结构紊流自主测量平台的挑战与机遇，长时间的无人值守的水面观测，传感器技术的发展，多传感器剖面—一种新的监测海洋、地质、气象、海洋生物和海洋领域、海水酸度、pH和CO2等的观测技术。另外，欧洲的NEXOS观测计划还专门组织两场讨论会，涉及数据、传感器及该观测系统相关的技术问题，如高质量数据获取、数据的有效与及时分析、数据的标准化、大数据时代的数据管理，并对不同传感仪器整合、标定、校准，以及数据软件分析系统与专家分析等进行了讨论。
⒉ 水下定位、通讯及自主测量
水下定位、通讯及自主测量包括：三维导航与定位在海底、海底基线测量及应用，惯性导航技术的发展及应用，水下半自动导航系统定位与测量，利用自动导航和定位、开启传感器，水下无线通讯、光通讯、微波技术的发展与应用，水下声波通讯和传感器网络、水下无线协同通的应用，水下无线仪器和通信系统，利用水下无线通讯解决实际问题；以及ROV、AUV、USV技术及应用，遥控水下ROV，全海洋深度的低能耗ROV系统，AUV操作与AUV管线测量，网络与ROV，未来自主UUV网络，水下3D光学和声学3D扫描技术及三维影像技术应用等。
⒈ 近岸水文及地球物理调查
近岸地球物理调查、探测技术实践，如近岸可再生能源的地球物理和地质调查的应用。GIS技术支持下的地球物理观测，GIS与可视化的编辑与处理，先进的地质调查模型(Geo-4D)发展，以及如何提高地球物理勘测和地质调查综合技术，包括海底多样性地形及分类的分析技术，不同地层特征分析，特殊地质现象及体积分析技术、不同地层的声阻抗研究，及UXO风险管理与评估等。
⒉ 石油及天然气
主要讨论在极地恶劣环境下的技术问题。格陵兰岛海域海冰观测、通过空间雷达技术和模型监测冰山运动，从南极测船考察到北极海域的石油平台安全，极地强浪、强风观测及对浮船影响，在强浪和强流场环境下，粗糙度对管线设计标准的影响，冰川管理战略及格陵兰的开发，深水和浅水之间水流交换剖面特征，远洋考察安全和有效花费案例等。
⒊ 海上安全及可再生能源
随着世界海洋经济的发展，海上安全也日益受到重视，这也促进了对海上安全设备的需要与发展，如先进的自动海洋安全网络，广阔水域的水下监测与安全，AUV在海洋安全中的应用，测量海洋环境噪声技术等。
快速发展的海洋可再生新能源，为海洋安全、野外观测、仪器设备和维修提供了技术保障。鼓励近岸可再生能源开发与技术创新，海洋标准与现代可再生能源，英国近岸可再能源发展趋势及风能利用，风能设备运转及安全，近岸能源工程评估及风险管理等。
⒋ 海底取样、水产业及船泊压舱水
这一部分是本次论坛新增加的内容。海底资源的勘探与开发，取决于海底取样技术的发展。海底，特别是深海取样，对装备和技术要求很高。在海底特殊环境条件下，仪器和设备的设计与生产，以及选择合适的取样设备和方法越来越受到海洋学家的关注。技术的进步，如先进的深海施放设备系统、水下无线通信系统及观测网络的实施等，促进了这一领域的发展。OI 2014展会后，深海取样又召开了一个专门的研讨会。
新技术的研发与应用促进了海产品的生产。浮箱水产业的技术要求和工程标准，天然条件下的水产养殖，水产业的装备制造，光学传感器监测海洋水体技术等。多用途近岸海洋观测系统可以为水产业的发展提供另一个平台（共享基础和公共设施）。进一步整合水产业，水产安全和风险管理，共享海洋环境，海洋水产业的挑战与机遇等。
上世纪80年代后期以来，许多国家出现外来物种入侵的问题。其中外来船泊压舱水随意排放，可能引起的物种入侵，引起国际社会，如MEPC的重视。这一环境问题，要从技术和管理两方面进行解决，如空间测量浮游生物技术，压舱水处理系统检测、功能/效率测试，压舱水排放及环境接受能力，船体压舱水的管理、规章与挑战等。
三天的研讨会，虽然不能包含海洋观测技术发展与应用的全部，但至少代表了当前主要的发展方向。最突出是新材料、新能源、以及先进的传感器技术、新的计算能力，从而促进海洋装备和技术的发展。多种类型的水下机器人(ROV)、水下自主航行器(AUV)、水面自主航行器(USV)。新增加的海底取样、水产业及压舱水是目前关注的热点技术问题。
本次的展会除了海洋仪器设备公司外，还有不少专业的软件公司、技术服务公司和相关基金支持的推动技术合作的组织或机构。欧洲的NEXOS观测计划，专门组织讨论会，听取不同国家科技人员的意见，以进一步完善观测计划，值得关注与借鉴。同时，也看到我国在海洋观测技术领域的硬件、软件的设计、研发及应用方面，与发达国家相比还有一定差距。今后，在海洋技术装备上，不仅要引进与利用，更重要的是要消化吸收，为我国海洋观测装备研发与创新打好基础，以适应未来建立以自主观测技术为主的国家级海上试验平台建设，为海洋资源的合理开发和利用服务。
■文/张文祥，男，1966年出生，博士，高级工程师，华东师范大学河口海岸学国家重点实验室，主要从事沉积动力学及海洋观测技术研究。本文来源于《上海国土资源》，版权归原作者所有。