一、项目背景与意义
海洋作为高质量发展的战略要地，蕴藏着丰富的资源与巨大的经济潜力，但人类对海洋系统的认知不足5%。随着海洋观测技术的快速发展，海洋数据呈现爆炸式增长，其规模大、维度多、尺度广的特点（如日增量达10TB，涵盖“陆-海-气-冰-地”多圈层耦合数据）对传统数据处理技术提出了严峻挑战。我国虽具备强大的海洋观测能力，但数据价值挖掘的智能化水平仍显不足，难以有效支撑海洋经济布局优化、产业提质增效及资源集约利用等重大需求。
在此背景下，国家重点研发计划项目“场景驱动的海洋科学大数据挖掘分析关键技术与应用”应运而生。该项目由青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心牵头，联合厦门大学、中国海洋大学、中国科学院自动化研究所等10家单位共同承担，旨在突破海洋大数据存储、计算、分析与服务全链条关键技术，构建自主可控的海洋科学大数据融合分析平台，为海洋强国建设提供核心技术支撑。
二、项目目标与创新点
1. 总体目标
项目以渤海、黄海、东海、南海及东盟海域为研究区域，聚焦“跨时空、多尺度、高精分、多场景海洋科学大数据协同分析和推演机理”这一核心科学问题，重点突破五大关键技术：
高并发在线存储协同分析：解决海洋大数据高效存取与弹性扩展难题。
智能同化与融合分析：实现多尺度、多要素海洋环境数据的精准模拟。
跨模态知识图谱构建：融合时空特性与多模态数据，支撑智能决策。
可重构跨平台计算集成：兼容异构算力，提升国产超算应用效能。
数据共享与高效服务：构建安全可控的云服务平台，赋能多场景应用。
2. 创新亮点
全链条技术突破：从数据存储到知识服务，覆盖海洋大数据全生命周期。
多学科交叉融合：结合海洋科学、人工智能、高性能计算等领域前沿技术。
国产化自主可控：研发国产软件平台，打破国外技术垄断。
典型场景驱动：面向海洋国土规划、生态保护、智慧渔业等6大类应用场景。
三、研究内容与技术路线
项目分为五大课题，形成“理论研究→技术突破→平台研发→应用示范”的完整链条：
1. 课题1：高并发海洋大数据在线存储分析引擎
研究内容：设计混合存储介质协同机制、负载感知的I/O分发技术，开发跨域多模态数据挖掘算法。
成果指标：实现单节点读写带宽≥10GB/s，典型分析响应时间≤2秒，支撑200TB级数据高效处理。
2. 课题2：超分辨海洋环境大数据同化与融合模型
研究内容：构建自主化ORCTM海洋数值模式，研制中国海区1/24°、重点海区1/60°等高精度信息产品。
成果指标：形成海洋资源与生态环境综合数据集2套，提升海洋环境预测分辨率至国际领先水平。
3. 课题3：跨模态大数据分析预测与知识图谱
研究内容：开发时空知识表示框架，建立海洋经济-资源环境预测模型及典型场景知识图谱。
成果指标：构建3套知识图谱（如海洋空间规划、生态保护），发表高水平论文20篇。
4. 课题4：多模式一体化融合分析平台
研究内容：研发可重构计算框架与容器化智能分析软件，适配国产超算架构。
成果指标：实现算法库8大类，申请发明专利23项，软件著作权12项。
5. 课题5：典型海区多场景示范应用
研究内容：在智慧港口、生态牧场等场景部署解决方案，验证技术实用性。
成果指标：形成6类场景应用案例，服务企业50家以上，带动产值超1亿元。