探析欧洲海洋数据管理网络及其服务

欧洲海洋观测系统

欧洲的海洋观测系统是分散的。在欧洲各沿海国家内，分布着政府机构和私人工业的６００多个科学数据收集实验室。他们通过船载传感器、潜水设备、固定或漂流平台、飞机、卫星等手段收集数据，用以观测物理海洋、地球物理、地质、生物、化学等参数。欧洲的海洋观测系统又是集中的。它是全球海洋观测体系的重要组成部分。欧洲的主要海洋区域，如北极、大西洋、波罗的海、地中海和黑海以及北美和亚得里亚海都具有各自鲜明的特征，也都有各自的区域海洋观测系统，如西北大陆架业务化海洋学系统（ＮＯＯＳ）、波罗的海业务化海洋学系统（ＢＯＯＳ）等［２］。另外，欧洲的海岸线蜿蜒曲折，破碎复杂，各国还建立了许多局地海岸带监测系统，以便为海岸线资源的监测和管理提供支持。

欧洲的数据管理网络

海洋数据的获取对于众多的海洋研究领域具有重要的意义，海洋防灾减灾、海洋工程开发、海洋环境保护、气候变化预测、海洋国防安全等都离不开海洋数据。欧洲在先进观测系统的基础上，建立了较为全面的数据信息管理和服务网络，并将它们在互联网上公开发布。通过使用人性化简单快捷的可视化用户界面，让来自不同背景的、无论是否具有处理复杂元数据库经验的用户来提取所需要的信息，这些措施有效保证了对海洋学相关数据和信息的轻松访问。这种便利的访问和获取方式将确保网络的使用并不仅仅局限于业务海洋学中心和机构。学者及来自各界的科学家和企业家将能够找到各种欧洲海洋观测系统和数据相关的信息，例如观测站点／设备，观测数据要素、测量精度、时空分布及观测数据所有者等特征信息。

１）欧洲海洋数据和信息管理网络

欧盟发起的海洋搜索（ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ）计划聚集了来自３０个欧洲沿海国家的３３个研究所／中心，在不同的海洋数据和信息的管理和附加服务方面具有丰富的专业经验［３］。数据的学科范围包括物理海洋学、海洋生物、海洋化学、水动力学。另外，这些中心在各自的国家局扮演海洋数据和信息的国家资料中心或联络点的角色。它们是国家的中心节点，与其他的组织相连接，积极参与海洋研究和海洋环境管理活动；因此，负责监测和检查国家海洋研究活动和海洋数据流。大部分的合作伙伴也加入了ＩＯＣ－ＩＯＤＥ系统的国家海洋学数据中心。这些成员机构也参与了很多国家级和国际级别的海洋研究计划，包括一大批的欧盟委员会①计划。在多数情况下，成员机构对这些计划的海洋数据管理给予支持或协调。通过这些过程，成员机构为数据和信息管理的全过程，即数据监测、追踪、质量控制、处理、存档、产品制作、数据分析、元数据库及数据库维护、支持服务、数据分发／发布服务等积累了专业的技巧，训练有素的员工，以及建设基础设施（软件、硬件、网络）。在ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ（２００２—２００５年）计划期间，所有的成员组织一起建立并推广了来自欧洲３０个沿海国家的海洋数据和信息资源的泛欧洲目录以及概况。这些服务的维护、升级，以及未来的拓展由ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ的后续计划———海洋数据网络计划（ｓｅａｄａｔａｎｅｔｐｒｏｊｅｃｔ，２００６—２０１０年）来完成。ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ计划的目标包括以下内容。（１）建立、维护及电子发布３个元数据产品／目录以追踪海洋数据和信息的动态，并提高欧洲海洋数据和信息的知名度、总体概况及可获取性。这３个目录分别是：①欧洲海洋环境数据集目录（ｅｕｒｏｐｅａｎｄｉｒｅｃｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｄａｔａ?ｓｅｔｓ，ＥＤＭＥＤ），一个索引和检索海洋环境相关数据集的欧洲标准，覆盖多个学科，它发起于１９９１年，至今仍在不断更新。目前，ＥＤＭＥＤ已经涵盖了来自超过５７４个资料中心的２８１４个数据集。②航次总结报告（ｃｒｕｉｓｅｓｕｍｍａｒｙｒｅｐｏｒｔｓ，ＣＳＲ，旧称ＲＯＳＣＯＰ），一个通过调查船检索海洋航次信息的全球标准。它给出了这些航次所涉及的数据收集活动以及研究机构。航次报告由首席科学家编写。③欧洲海洋环境研究计划目录（ｅｕｒｏｐｅ?ａｎｄｉｒｅｃｔｏｒｙｏｆｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏ?ｊｅｃｔｓ，ＥＤＭＥＲＰ），提供正在进行的研究计划、数据收集活动、参与机构和科学家、成果产品等信息。目前，ＥＤＭＥＲＰ包括了来自超过６２个研究中心的３２０多个研究计划。（２）针对数据和信息管理实践与方法交流经验，共同促进其发展和实施。（３）建立并组织形成处理、质控、存档不同格式海洋学数据的总体能力，并充分考虑单个团体能力差异以及新数据种类的出现。（４）定义、建立、实施公共数据索引（ｃｏｍｍｏｎｄａｔａｉｎｄｅｘ）元数据目录，保证用户可以获得详细的海洋数据可获取性和地理分布信息。可扩展标记语言（ＸＭＬ）技术将被应用于以分布式网络方式建立并维护新的元数据库，支持跨越多平台的检索。

２）海洋数据管理欧洲基础设施

欧盟海洋数据网络（ｓｅａｄａｔａｎｅｔ）计划是ｓｅａ?ｓｅａｒｃｈ计划的后续计划，它的目标是建立一个标准化的系统来管理由海洋调查船和新型自动观测系统所收集的不同种类的海量数据集以及网络，并巩固现有基础设施，即来自３５个欧洲国家的积极进行数据收集工作的４０个国家海洋数据中心和卫星数据中心。这些专业数据中心的联合将产生一个独特的数据管理系统来在线提供统一质量标准的综合数据集［４］。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ已联合开放数字资源库，对来自海洋船队，新型自动观测系统和空间传感器的数据、信息、产品和知识，进行管理、访问和共享。

通过使用通信和信息技术的新发展和标准，现场和卫星海洋数据平台正在作为一个独特的虚拟数据中心提供元数据、数据和产品。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ的各国合作伙伴将确保数据的归档和保存，以便它们被用于新的研究，保护不可能被重复创建的独特观测数据，提高供研究项目及海洋环境管理和教育、历史以及其他用途的数据的可用性。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ还涵盖了以数据为基础的研究所强调的重要信任问题：安全性、保密性、所有权、保证来源、真实性，以及数据质量和元数据。标准的制定及其在通信和数据、元数据和产品质量保证问题方面的应用，为综合数据集提供了可通过评估的质量。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ采用分布式网络方法对其数据资源实现综合协调的概述和访问，即通过制定和实施通用数据索引（ＣＤＩ）服务来为用户提供了跨越整个欧洲的不同数据中心的海洋数据的可用性和地域分布等详尽信息。ＣＤＩ为单个的数据集（如样本、时间序列、剖面图、轨迹等）提供了基于ＩＳＯ１９１１５的指数（元数据库），并提供了一个独特的在线数据访问接口。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ同时还提供数据产品服务，其产品设计的目的是验证和综合有关海洋状态和健康监测的多学科数据集。区域涉及北极地区、北大西洋地区、波罗的海、地中海、北海等区域；主要变量包括热量和盐度、海平面、海流，还包括海洋生物资源及生态系统的相关变量，如营养盐和溶解氧等。区域ｓｅａｄａｔａｎｅｔ产品已通过这个项目的框架开发了专用的网络界面———ＯｃｅａｎＢｒｏｗｓｅｒ并向公众访问开放。通过这个网络界面可查看水平断面和任意垂直剖面。图形可以导出为各种格式，包括ＰＮＧ，ＥＰＳＳＶＧ和ＫＭＬ，还可下载ＮｅｔＣＤＦ格式的整个数据产品或使用ＯＰｅＮＤＡＰ下载一个子集。ｓｅａｄａｔａｎｅｔ开发的基本型产品主要是环境参数的网格场，用于估算其平均值、季节变化及年际趋势。分析场使得ｓｅａｄａｔａｎｅｔ数据中心能够进行质量比对检查和其余离群值的检测。这些产品被科研团队广泛使用，如模型初始化和新的观测地点的优化选取等。