歐洲海洋觀測系統

歐洲的海洋觀測系統是分散的。在歐洲各沿海國家內，分布著政府機構和私人工業的６００多個科學數據收集實驗室。他們通過船載傳感器、潛水設備、固定或漂流平臺、飛機、衛星等手段收集數據，用以觀測物理海洋、地球物理、地質、生物、化學等參數。歐洲的海洋觀測系統又是集中的。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，也都有各自的區域海洋觀測系統，如西北大陸架業務化海洋學系統（ＮＯＯＳ）、波羅的海業務化海洋學系統（ＢＯＯＳ）等［２］。另外，歐洲的海岸線蜿蜒曲折，破碎復雜，各國還建立了許多局地海岸帶監測系統，以便為海岸線資源的監測和管理提供支持。

歐洲的數據管理網絡

海洋數據的獲取對于眾多的海洋研究領域具有重要的意義，海洋防災減災、海洋工程開發、海洋環境保護、氣候變化預測、海洋國防安全等都離不開海洋數據。歐洲在先進觀測系統的基礎上，建立了較為全面的數據信息管理和服務網絡，并將它們在互聯網上公開發布。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雜元數據庫經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相關數據和信息的輕松訪問。這種便利的訪問和獲取方式將確保網絡的使用并不僅僅局限于業務海洋學中心和機構。學者及來自各界的科學家和企業家將能夠找到各種歐洲海洋觀測系統和數據相關的信息，例如觀測站點／設備，觀測數據要素、測量精度、時空分布及觀測數據所有者等特征信息。

１）歐洲海洋數據和信息管理網絡

歐盟發起的海洋搜索（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，在不同的海洋數據和信息的管理和附加服務方面具有豐富的專業經驗［３］。數據的學科范圍包括物理海洋學、海洋生物、海洋化學、水動力學。另外，這些中心在各自的國家局扮演海洋數據和信息的國家資料中心或聯絡點的角色。它們是國家的中心節點，與其他的組織相連接，積極參與海洋研究和海洋環境管理活動；因此，負責監測和檢查國家海洋研究活動和海洋數據流。大部分的合作伙伴也加入了ＩＯＣ－ＩＯＤＥ系統的國家海洋學數據中心。這些成員機構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。在多數情況下，成員機構對這些計劃的海洋數據管理給予支持或協調。通過這些過程，成員機構為數據和信息管理的全過程，即數據監測、追蹤、質量控制、處理、存檔、產品制作、數據分析、元數據庫及數據庫維護、支持服務、數據分發／發布服務等積累了專業的技巧，訓練有素的員工，以及建設基礎設施（軟件、硬件、網絡）。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據和信息資源的泛歐洲目錄以及概況。這些服務的維護、升級，以及未來的拓展由ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ的后續計劃———海洋數據網絡計劃（ｓｅａｄａｔａｎｅｔｐｒｏｊｅｃｔ，２００６—２０１０年）來完成。ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ計劃的目標包括以下內容。（１）建立、維護及電子發布３個元數據產品／目錄以追蹤海洋數據和信息的動態，并提高歐洲海洋數據和信息的知名度、總體概況及可獲取性。這３個目錄分別是：①歐洲海洋環境數據集目錄（ｅｕｒｏｐｅａｎｄｉｒｅｃｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｄａｔａ?ｓｅｔｓ，ＥＤＭＥＤ），一個索引和檢索海洋環境相關數據集的歐洲標準，覆蓋多個學科，它發起于１９９１年，至今仍在不斷更新。目前，ＥＤＭＥＤ已經涵蓋了來自超過５７４個資料中心的２８１４個數據集。②航次總結報告（ｃｒｕｉｓｅｓｕｍｍａｒｙｒｅｐｏｒｔｓ，ＣＳＲ，舊稱ＲＯＳＣＯＰ），一個通過調查船檢索海洋航次信息的全球標準。它給出了這些航次所涉及的數據收集活動以及研究機構。航次報告由首席科學家編寫。③歐洲海洋環境研究計劃目錄（ｅｕｒｏｐｅ?ａｎｄｉｒｅｃｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏ?ｊｅｃｔｓ，ＥＤＭＥＲＰ），提供正在進行的研究計劃、數據收集活動、參與機構和科學家、成果產品等信息。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）針對數據和信息管理實踐與方法交流經驗，共同促進其發展和實施。（３）建立并組織形成處理、質控、存檔不同格式海洋學數據的總體能力，并充分考慮單個團體能力差異以及新數據種類的出現。（４）定義、建立、實施公共數據索引（ｃｏｍｍｏｎｄａｔａｉｎｄｅｘ）元數據目錄，保證用戶可以獲得詳細的海洋數據可獲取性和地理分布信息。可擴展標記語言（ＸＭＬ）技術將被應用于以分布式網絡方式建立并維護新的元數據庫，支持跨越多平臺的檢索。

２）海洋數據管理歐洲基礎設施

歐盟海洋數據網絡（ｓｅａｄａｔａｎｅｔ）計劃是ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ計劃的后續計劃，它的目標是建立一個標準化的系統來管理由海洋調查船和新型自動觀測系統所收集的不同種類的海量數據集以及網絡，并鞏固現有基礎設施，即來自３５個歐洲國家的積極進行數據收集工作的４０個國家海洋數據中心和衛星數據中心。這些專業數據中心的聯合將產生一個獨特的數據管理系統來在線提供統一質量標準的綜合數據集［４］。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ已聯合開放數字資源庫，對來自海洋船隊，新型自動觀測系統和空間傳感器的數據、信息、產品和知識，進行管理、訪問和共享。

通過使用通信和信息技術的新發展和標準，現場和衛星海洋數據平臺正在作為一個獨特的虛擬數據中心提供元數據、數據和產品。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ的各國合作伙伴將確保數據的歸檔和保存，以便它們被用于新的研究，保護不可能被重復創建的獨特觀測數據，提高供研究項目及海洋環境管理和教育、歷史以及其他用途的數據的可用性。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ還涵蓋了以數據為基礎的研究所強調的重要信任問題：安全性、保密性、所有權、保證來源、真實性，以及數據質量和元數據。標準的制定及其在通信和數據、元數據和產品質量保證問題方面的應用，為綜合數據集提供了可通過評估的質量。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ采用分布式網絡方法對其數據資源實現綜合協調的概述和訪問，即通過制定和實施通用數據索引（ＣＤＩ）服務來為用戶提供了跨越整個歐洲的不同數據中心的海洋數據的可用性和地域分布等詳盡信息。ＣＤＩ為單個的數據集（如樣本、時間序列、剖面圖、軌跡等）提供了基于ＩＳＯ１９１１５的指數（元數據庫），并提供了一個獨特的在線數據訪問接口。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ同時還提供數據產品服務，其產品設計的目的是驗證和綜合有關海洋狀態和健康監測的多學科數據集。區域涉及北極地區、北大西洋地區、波羅的海、地中海、北海等區域；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系統的相關變量，如營養鹽和溶解氧等。區域ｓｅａｄａｔａｎｅｔ產品已通過這個項目的框架開發了專用的網絡界面———ＯｃｅａｎＢｒｏｗｓｅｒ并向公眾訪問開放。通過這個網絡界面可查看水平斷面和任意垂直剖面。圖形可以導出為各種格式，包括ＰＮＧ，ＥＰＳＳＶＧ和ＫＭＬ，還可下載ＮｅｔＣＤＦ格式的整個數據產品或使用ＯＰｅＮＤＡＰ下載一個子集。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ開發的基本型產品主要是環境參數的網格場，用于估算其平均值、季節變化及年際趨勢。分析場使得ｓｅａｄａｔａｎｅｔ數據中心能夠進行質量比對檢查和其余離群值的檢測。這些產品被科研團隊廣泛使用，如模型初始化和新的觀測地點的優化選取等。