衛(wèi)星海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警

全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)布

“星?！倍喑叨群Ｑ缶C合數(shù)據(jù)集

2026年3月18日，在自然資源部第二海洋研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“海洋二所”）成立60周年之際，衛(wèi)星海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“衛(wèi)星海洋全重室”）正式發(fā)布其自主研制的“星?！毕盗卸喑叨群Ｑ缶C合數(shù)據(jù)集。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)海洋監(jiān)測(cè)體系面臨著衛(wèi)星與?；鶖?shù)據(jù)時(shí)空匹配性差、協(xié)同融合缺乏、研發(fā)鏈條未完全打通等瓶頸。與此同時(shí)，國(guó)際上部分重要海洋數(shù)據(jù)庫(kù)的停更，更使得建設(shè)自主可控的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集成為當(dāng)務(wù)之急。為響應(yīng)國(guó)家“健全天空地海一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)”的戰(zhàn)略號(hào)召，作為三次海洋觀測(cè)技術(shù)變革的國(guó)內(nèi)先行者，衛(wèi)星海洋全重室憑借在衛(wèi)星遙感、Argo浮標(biāo)及智能敏捷觀測(cè)等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成功推出“星海”系列多尺度海洋綜合數(shù)據(jù)集。該系列數(shù)據(jù)集致力于打通“機(jī)制-監(jiān)測(cè)-預(yù)警”全鏈條研發(fā)，為國(guó)家海洋戰(zhàn)略、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展及全球海洋治理提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

“星?！毕盗袛?shù)據(jù)集實(shí)現(xiàn)了從全球尺度、海盆尺度、區(qū)域尺度到河口海灣尺度的無(wú)縫銜接，是我國(guó)在海洋數(shù)據(jù)自主可控領(lǐng)域取得的一項(xiàng)重大突破。數(shù)據(jù)集包括：

全球尺度

全球溫鹽網(wǎng)格數(shù)據(jù)集（BOA Argo）

以二所投放在內(nèi)的全球Argo浮標(biāo)資料為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)集水平分辨率1°×1°、垂向58層、水深0–2000 m、逐月平均（2004年至今）。核心技術(shù)為改進(jìn)的Barnes逐步訂正法，對(duì)比國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品，盡可能地保留了中尺度海洋信號(hào)。

全球拉格朗日渦旋數(shù)據(jù)集（GLED）

精準(zhǔn)刻畫(huà)相干渦旋生命史及三維結(jié)構(gòu)（1993–2020年），要素包括渦旋位置、移動(dòng)速度、溫鹽異常等。核心優(yōu)勢(shì)是數(shù)據(jù)集基于衛(wèi)星觀測(cè)地轉(zhuǎn)流與拉格朗日框架構(gòu)建，突破了傳統(tǒng)歐拉型數(shù)據(jù)集難以準(zhǔn)確界定與追蹤相干結(jié)構(gòu)的局限。

全球海表硝酸鹽數(shù)據(jù)集

基于BGC-Argo、WOD2023等實(shí)測(cè)硝酸鹽數(shù)據(jù)與MODIS衛(wèi)星產(chǎn)品及CMEMS模式數(shù)據(jù)，通過(guò)XGBoost機(jī)器學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建了空間分辨率8 km的日均全球海表硝酸鹽數(shù)據(jù)集（2002–2024年），反演精度較歐洲哥白尼中心同類(lèi)產(chǎn)品提升約50%。

海盆尺度

極地海洋全年度水色遙感數(shù)據(jù)集（NN-LAT50）

以遙感反射率為基礎(chǔ)，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練生成空間分辨率4 km的月均極地海洋水色遙感數(shù)據(jù)集（2003–2022年），其核心突破在于填補(bǔ)了國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品（如MODIS/Aqua、VIIRS、OLCI）在極地冬季的觀測(cè)空白。

印度洋溶解氧數(shù)據(jù)集（TransOxygen_Indian）

基于物理約束的Transformer深度學(xué)習(xí)模型，融合了多源環(huán)境要素，生成了空間分辨率0.5°、水深0–2000 m、垂向150層的月均印度洋溶解氧數(shù)據(jù)集（2005–2023年）。相較于對(duì)比的最優(yōu)的機(jī)器學(xué)習(xí)基線模型RMSE降低10.5%

西北太平洋海表硝酸鹽數(shù)據(jù)集

基于多源水色衛(wèi)星融合數(shù)據(jù)（OC-CCI）和海溫?cái)?shù)據(jù)（OISST），通過(guò)自主研發(fā)的堆棧隨機(jī)森林算法，反演生成空間分辨率4 km的日均西北太平洋硝酸鹽數(shù)據(jù)集（1998–2024年）。對(duì)比單一衛(wèi)星產(chǎn)品，時(shí)空完整性提升，可精準(zhǔn)捕獲中尺度過(guò)程對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的影響。

區(qū)域尺度

渤黃東海三維溫鹽網(wǎng)格產(chǎn)品（BYES_Atlas v2）

融合了46航次18959個(gè)實(shí)測(cè)站位數(shù)據(jù)，基于最優(yōu)插值的客觀分析方法，生成空間分辨率0.25°、垂向17層的月均渤黃東海溫鹽數(shù)據(jù)集（2005–2009年）。較國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品，近海河口上升流等典型現(xiàn)象的刻畫(huà)能力顯著提升。

渤黃東海表層葉綠素?cái)?shù)據(jù)集（LMC）

基于2000多個(gè)實(shí)測(cè)站位，通過(guò)近海水體反射率的遙感葉綠素本地化修正方法，生成空間分辨率4 km的日均、月均和氣候態(tài)海表葉綠素?cái)?shù)據(jù)集（1998–2024年）。在東中國(guó)海I/II類(lèi)水體均保持高精度，相較SeaWiFS和MODIS標(biāo)準(zhǔn)葉綠素遙感產(chǎn)品，更完整捕捉近岸和長(zhǎng)江沖淡水等典型特征，可用于生態(tài)動(dòng)力過(guò)程的定量研究。

河口海灣尺度

入海排口水色異常遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品

整合覆蓋多排放情景的原位數(shù)據(jù)與Sentinel-2影像，構(gòu)建了14類(lèi)水體光學(xué)光譜庫(kù)，采用非監(jiān)督聚類(lèi)與隨機(jī)森林算法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化快速識(shí)別；具備較強(qiáng)的多類(lèi)型識(shí)別能力，已成功識(shí)別41處水色異常。數(shù)據(jù)空間分辨率10 m，覆蓋浙江沿海4000余個(gè)入海排口，時(shí)間分辨率5天（2022年起）。

海灣富營(yíng)養(yǎng)化遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品

融合Sentinel-2衛(wèi)星影像與實(shí)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建高精度反演模型；支持生成富營(yíng)養(yǎng)化分級(jí)專(zhuān)題圖及趨勢(shì)分析報(bào)告，為“美麗海灣”建設(shè)提供精準(zhǔn)化、動(dòng)態(tài)化的科學(xué)依據(jù)。數(shù)據(jù)要素包括溶解無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽、化學(xué)需氧量、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)，空間分辨率10 m，覆蓋浙江省六大典型港灣（杭州灣、象山港、三門(mén)灣、臺(tái)州灣、樂(lè)清灣、溫州灣），時(shí)間分辨率包含5天和月平均（2022年起）。

近海水質(zhì)分類(lèi)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品

整合Sentinel-3、GOCI等多源遙感數(shù)據(jù)，利用深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行反演；創(chuàng)新采用經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)（DINEOF）進(jìn)行數(shù)據(jù)填補(bǔ)，提升時(shí)空連續(xù)性；嚴(yán)格依據(jù)《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》劃分等級(jí)，提供標(biāo)準(zhǔn)化的水質(zhì)信息服務(wù)。數(shù)據(jù)要素包括溶解無(wú)機(jī)氮、活性磷酸鹽、水質(zhì)分類(lèi)，空間分辨率300 m，覆蓋浙江近海海域，時(shí)間分辨率包含5天和月平均（2022年起）。

“星?！毕盗袛?shù)據(jù)集已在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值。在全球應(yīng)用方面，“星?！钡娜驕佧}網(wǎng)格化數(shù)據(jù)集支撐了多個(gè)全球海洋熱含量與海平面高度變化評(píng)估的研究。在參與全球治理方面，“星?！钡闹袊?guó)近海溫鹽數(shù)據(jù)集支撐了衛(wèi)星海洋全重室參與聯(lián)合國(guó)第三次世界海洋評(píng)估的工作，為長(zhǎng)江口動(dòng)力生態(tài)長(zhǎng)期變化的評(píng)估提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在支撐部系統(tǒng)工作方面，“星?！钡闹袊?guó)近海溫鹽數(shù)據(jù)集支撐了部系統(tǒng)的低氧酸化預(yù)警業(yè)務(wù)化工作的開(kāi)展，為《中國(guó)海洋生態(tài)預(yù)警監(jiān)測(cè)公報(bào)》提供了核心數(shù)據(jù)。在服務(wù)地方工作方面，星海的浙江近海入海排污與近海水質(zhì)數(shù)據(jù)集為省級(jí)數(shù)字政府平臺(tái)“浙里藍(lán)?！钡墓芾磉\(yùn)行提供了核心的數(shù)據(jù)支撐，獲得了省長(zhǎng)的高度評(píng)價(jià)。

衛(wèi)星海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室秉持“星海協(xié)同，智護(hù)蔚藍(lán)”理念，將持續(xù)堅(jiān)守服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略的使命，持續(xù)攻關(guān)研制高水平、自主可控的數(shù)據(jù)集，為加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)硬核科技力量，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)提供堅(jiān)實(shí)海洋支撐。

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