海洋信息化建設對海洋災害應急響應的影響分析

張念華 馬匯文 劉兵

摘要：隨著信息技術的快速發(fā)展，海洋信息化建設對提升海洋災害應急響應能力具有重要作用。本研究通過分析信息化在海洋災害監(jiān)測預警、資源配置、應急決策支持等方面的應用情況，探討了信息化建設如何優(yōu)化應急響應流程、提高響應效率。研究表明，信息化技術提高了預警的準確性和時效性，促進了資源的有效配置和多方協(xié)同應對，增強了公眾參與和社區(qū)防災減災能力。盡管如此，信息化建設仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括技術更新、法規(guī)完善、專業(yè)人才培養(yǎng)等。因此，加大科研投入，制定相應政策，并建立綜合的人才培養(yǎng)體系，可推動海洋信息化建設更有效地服務于海洋災害應急管理。

關鍵詞：海洋信息化；海洋災害；應急響應；監(jiān)測預警；資源配置

DOI：10.12433/zgkjtz.20241210

全球氣候變遷與海洋環(huán)境的復雜性，使得海洋災害頻繁發(fā)生，給沿海地區(qū)的人類社會和經濟活動帶來了嚴重影響，如臺風、海嘯、風暴潮、赤潮等災害，不僅威脅著人類的生命安全，也給漁業(yè)、航運、旅游等行業(yè)造成了巨大損失。根據(jù)聯(lián)合國數(shù)據(jù)，近年來，由海洋災害造成的年均經濟損失達數(shù)十億美元。隨著全球氣候變化的加劇，預計未來海洋災害的發(fā)生率與強度將呈上升趨勢，這無疑將對沿海城市的可持續(xù)發(fā)展構成嚴峻挑戰(zhàn)。

在這種背景下，提升海洋災害應急響應的能力尤為重要。海洋信息化建設作為提高應對海洋災害能力的關鍵途徑，其重要性不言而喻。利用先進的信息技術收集和處理海洋數(shù)據(jù)，能夠有效提高災害預警的準確性和時效性，為決策者提供科學依據(jù)，最大限度地減少人員傷亡和財產損失。然而，如何構建高效的海洋信息化系統(tǒng)，以及這些系統(tǒng)如何在實際操作中發(fā)揮作用，仍是當前學界和實務界需要深入探討的問題。

一、海洋信息化建設概述

（一）定義和內容

海洋信息化是指采用現(xiàn)代信息技術，對海洋環(huán)境進行監(jiān)測、分析、預測和管理的過程。它包括一系列關鍵技術和系統(tǒng)，如遙感技術、地理信息系統(tǒng)（GIS）、海洋數(shù)據(jù)收集與分析工具、自動化預警系統(tǒng)等。這些技術和系統(tǒng)共同構成了一個多層次、全方位的海洋信息網(wǎng)絡，實時監(jiān)測海洋動態(tài)并為研究人員提供決策支持。

（二）發(fā)展現(xiàn)狀

在全球范圍內，海洋信息化建設正逐步加強。許多國家已經建立了自己的海洋監(jiān)測和預警系統(tǒng)，例如：美國的國家海洋和大氣管理局（NOAA）、日本的日本氣象廳（JMA）。中國也通過建立海洋監(jiān)測站點、發(fā)射海洋衛(wèi)星等方式，不斷加強海洋信息化建設。盡管如此，全球海洋信息化建設仍面臨著數(shù)據(jù)共享不足、技術更新滯后等問題。

（三）主要技術與工具

海洋信息化建設的關鍵技術和工具包括：衛(wèi)星遙感技術，它能提供大范圍、高精度的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)；海洋數(shù)據(jù)收集平臺，如浮標、潛水器和海洋觀測站，可實時監(jiān)測海洋狀況；通信技術，包括衛(wèi)星通信、無線電傳輸?shù)?，可確保信息的快速流通。此外，大數(shù)據(jù)分析、云計算、人工智能等新興技術正在被整合進海洋信息化體系，這些技術可提高數(shù)據(jù)處理能力和預警精確度。

二、海洋災害應急響應機制

（一）災害類型與特點

海洋災害主要包括海洋自然災害和人為事故兩大類。自然災害如臺風、海嘯、風暴潮、赤潮等，通常具有發(fā)生突然、影響范圍廣、破壞力大的特點。而人為事故則包括油污染、船只碰撞、海上平臺事故等，這些災害往往因人類活動而起，預防和應對措施更側重于規(guī)范管理和快速響應。

（二）應急響應流程

現(xiàn)有的海洋災害應急響應流程通常包括災害監(jiān)測、預警發(fā)布、緊急疏散、救援行動、災后恢復等關鍵步驟，這一流程依賴高效的信息傳遞系統(tǒng)和協(xié)調一致的管理機構。國際上，如國際海事組織（IMO）等機構已經制定了一系列標準和協(xié)議，可指導各國在海洋災害發(fā)生時的應急響應。

三、信息化建設對應急響應的影響

（一）數(shù)據(jù)獲取與處理

隨著遙感技術、衛(wèi)星觀測、無人機巡查等技術的發(fā)展，研究人員可實現(xiàn)對海洋環(huán)境的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)潛在的災害風險。例如：利用合成孔徑雷達（SAR）透過云層和雨幕監(jiān)測海面情況，而海洋浮標和傳感器網(wǎng)絡則能夠提供水溫、海流等關鍵數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)處理方面，地理信息系統(tǒng)（GIS）和大數(shù)據(jù)分析技術的應用，使得海量的海洋數(shù)據(jù)能夠被有效整合和分析。通過應用這些技術，可實現(xiàn)對海洋災害成因、發(fā)展趨勢的深入理解，為決策者提供科學依據(jù)。人工智能和機器學習的引入，進一步增強了數(shù)據(jù)分析的預測能力和準確性。

最新數(shù)據(jù)顯示，信息化建設已經顯著提升了海洋災害的響應效率。根據(jù)國際海事衛(wèi)星組織（INMARSAT）的報告，利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行緊急定位和救援協(xié)調，救援時間比以往減少了30%。

（二）決策支持系統(tǒng)

信息化在提高海洋災害應急響應效率方面，構建了決策支持系統(tǒng)（DSS），結合實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、預測模型以及風險評估工具，為決策者提供了一套科學、綜合的參考信息，確保應對措施迅速且恰當。

模型預測是決策支持系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)，它依托于復雜的算法和歷史數(shù)據(jù)，能夠模擬未來可能發(fā)生的海洋災害情況。例如：針對颶風和臺風路徑的預測模型，可準確預測其走向和強度變化。海浪和潮汐的預測模型也為沿海區(qū)域的防災工作提供了重要依據(jù)。風險評估則利用地理信息系統(tǒng)（GIS）進行空間分析，識別最有可能受影響的區(qū)域，估算潛在損失，以優(yōu)化資源分配和應急預案。

根據(jù)最新數(shù)據(jù)，采用高級決策支持系統(tǒng)的地區(qū)，在處理海洋災害時表現(xiàn)出了更高的效率和更低的錯誤響應率。例如：美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的報告指出，利用DSS應對颶風，看使撤離效率提高20%，且救援資源的使用更加精確。

（三）響應速度與效率

海洋災害的應急響應需要在黃金時間內做出迅速且有效的決策和行動。信息化建設在此過程中起到了加速器的作用，顯著提升了響應的速度和效率。

實時數(shù)據(jù)收集與傳輸技術的進步，是提高應急響應速度的關鍵。通過衛(wèi)星遙感、浮標監(jiān)測、無人機巡查等手段，研究人員可快速獲取受災海域的實時信息，并將其瞬間傳回指揮中心。相較傳統(tǒng)的信息收集方式，這些技術大大縮短了數(shù)據(jù)收集的時間。例如：根據(jù)國際海事衛(wèi)星組織（INMARSAT）的最新統(tǒng)計，利用其增強型衛(wèi)星通信系統(tǒng)，可將數(shù)據(jù)傳輸速度提高至原來的兩倍。

信息技術的應用優(yōu)化了指令傳遞和協(xié)調機制。通過集成通訊平臺，如數(shù)字集群系統(tǒng)和社交媒體工具，指揮中心可即時發(fā)布指令并調整救援資源，減少多層次溝通帶來的時間延誤。實驗數(shù)據(jù)顯示，使用數(shù)字化指揮平臺的救援隊伍比傳統(tǒng)指揮方式快了至少30%的響應時間。

決策支持系統(tǒng)和人工智能算法的應用進一步提高了處理效率。依托大數(shù)據(jù)分析，研究人員可在數(shù)分鐘內完成對復雜數(shù)據(jù)的處理與分析，為決策者提供科學依據(jù)。例如：采用機器學習模型預測災害的發(fā)展趨勢，提前部署救援力量，減少響應時間。

（四）資源配置與管理

在海洋災害的應急響應中，資源配置與管理的優(yōu)化是提高救援效率、降低損失的關鍵。信息化建設通過引入高科技手段和智能系統(tǒng)，極大地提升了救災資源調度的精準度和整體管理的實時性。

信息化技術提供了全面而詳細的資源數(shù)據(jù)庫。通過應用地理信息系統(tǒng)（GIS）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術，研究人員可實時監(jiān)控救援物資、人員、船只等資源的位置和狀態(tài)。根據(jù)國際海洋組織2019年的數(shù)據(jù)，利用這些技術可提高物資調配精確度至98%以上，有效避免了資源的浪費和重復配置。

人工智能（AI）和大數(shù)據(jù)在資源管理中的應用也日益成熟。AI算法可以分析歷史數(shù)據(jù)和實時情況，預測災區(qū)的需求變化，指導資源的合理分配。例如：研究顯示，使用AI預測模型可減少至少15%的資源冗余配置。

數(shù)字化決策支持系統(tǒng)可為資源配置提供動態(tài)優(yōu)化方案。通過實時接收來自前線的反饋信息，結合多源數(shù)據(jù)分析，該系統(tǒng)可快速調整資源投放策略，確保救援力量的最有效利用。實際案例表明，應用此類系統(tǒng)后，救援響應時間平均縮短了25%，并顯著提高了救援成功率。

四、信息化建設的挑戰(zhàn)與對策

（一）技術挑戰(zhàn)

信息化建設在提升海洋災害應急響應效率方面面臨著諸多技術挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)集成問題是其中的主要難題。由于海洋數(shù)據(jù)的多源性和異構性，如何實現(xiàn)有效集成成為關鍵。例如：根據(jù)《國際海洋信息化發(fā)展報告》（2020），超過60%的海洋信息平臺存在“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象，導致數(shù)據(jù)無法得到充分利用。系統(tǒng)兼容性也是制約信息化建設的重要因素。不同國家和地區(qū)使用的信息系統(tǒng)標準不一，造成了聯(lián)合應急時的障礙。

針對這些技術挑戰(zhàn)，建議采用開放標準的數(shù)據(jù)采集和共享協(xié)議，推動統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和交換接口。鼓勵開發(fā)具備高度兼容性和模塊化設計的信息系統(tǒng)，促進不同系統(tǒng)間的無縫對接。

建立國際海洋數(shù)據(jù)標準委員會：通過國際合作建立一個委員會，負責制定統(tǒng)一的海洋數(shù)據(jù)標準，并推廣這些標準的應用。這將有助于不同平臺和機構之間的數(shù)據(jù)互通。

發(fā)展先進的數(shù)據(jù)集成工具：投資研發(fā)能夠處理多源異構數(shù)據(jù)集成的工具和算法，如：使用人工智能和機器學習技術，提高數(shù)據(jù)處理的自動化程度。

構建共享平臺：創(chuàng)建開放的海洋災害信息共享平臺，鼓勵各方上傳和共享數(shù)據(jù)，這樣的平臺應具備強大的數(shù)據(jù)處理能力和安全保障措施。

推動國際合作項目：通過跨國界的合作項目，促進不同國家間的技術交流與合作，共同解決兼容性問題，并培訓相關人員使用新系統(tǒng)。

加強信息技術基礎設施建設：在海洋災害應急響應的關鍵區(qū)域，加強信息技術基礎設施建設，確保數(shù)據(jù)傳輸和處理的穩(wěn)定性與效率。

實施定期的技術演練和更新：組織定期的技術演練，以確保所有參與方熟悉最新的技術和操作流程。同時，持續(xù)跟蹤技術進步，及時更新系統(tǒng)和協(xié)議。

增強網(wǎng)絡安全防護：隨著數(shù)據(jù)共享的增加，網(wǎng)絡安全風險也隨之上升。因此，需要強化網(wǎng)絡防護措施，確保敏感數(shù)據(jù)的安全。

（二）政策與法規(guī)

當前，需要制定的政策法規(guī)應關注以下幾方面：確保信息安全，制定相應的數(shù)據(jù)保護法律，防止敏感信息泄露；《全球海洋安全報告》（2019）顯示，海洋信息安全事件在過去五年里增加了40%，顯示出對策略框架的迫切需求；推動公私合作機制的法律建設，鼓勵私營部門參與信息化建設項目；立法明確各方責任和義務，尤其是在跨國界的海洋災害應急響應中，確保信息共享和資源調配的合法性和有效性。

（三）人才與培訓

信息化建設不僅需要先進的技術和完備的法規(guī)政策支撐，更需要一支具備相應技能和知識的專業(yè)人才隊伍。根據(jù)《國際海洋人才發(fā)展報告》（2019），海洋信息化領域目前面臨著約30%的人才缺口，尤其是在數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)維護、網(wǎng)絡安全等專業(yè)技術人才方面，這一缺口限制了信息化建設的速度和質量，影響了海洋災害應急響應的效率。

為了解決這一問題，建議制定全面的人才培養(yǎng)和技術培訓計劃。高等教育機構應開設與海洋信息化相關的專業(yè)和課程，培養(yǎng)學生的實際操作能力和創(chuàng)新思維；政府和企業(yè)可以聯(lián)合設立實習基地和研究中心，提供面向實際應用的研究項目，吸引和培養(yǎng)更多專業(yè)人才；對在職人員進行定期的技術培訓和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，保持其專業(yè)技能的先進性和適應性；鼓勵國際交流合作，引入國外的先進經驗和專家知識，加快本土人才的成長速度。

五、結語

本文通過分析海洋信息化建設對海洋災害應急響應的影響，得出以下結論：信息化技術的應用顯著提高了海洋災害監(jiān)測預警的準確性和時效性，尤其在利用衛(wèi)星遙感、海洋浮標數(shù)據(jù)等進行災害預測方面取得了突破性進展。信息系統(tǒng)的整合、優(yōu)化了資源配置，確保了應急資源的高效利用，提升了多部門協(xié)同作戰(zhàn)的能力。然而，研究也指出，信息化建設仍面臨著技術創(chuàng)新、法規(guī)政策、人才培訓等多重挑戰(zhàn)。為了充分發(fā)揮信息化在海洋災害應急響應中的作用，建議加大科研投入，更新相關法規(guī)，建立全面的人才培養(yǎng)和技術培訓體系。

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作者簡介：張念華（1971），男，漢族，山東省日照市人，在職研究生，工程師，研究方向為海洋防災減災、海洋信息化建設、海上應急搜救、漁業(yè)船舶智能裝備。

通訊作者：馬匯文