海洋科学数据汇聚共享服务平台建设 - 海洋科研数据共享

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引文格式：任焕萍, 李一凡, 张斌, 郑双强, 王彦俊, 冯立强, 李富超. 海洋科学数据汇聚共享服务平台建设[J]. 数据与计算发展前沿,2024, 6(3): 92-98.

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文章摘要

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【应用背景】海洋数据是认识海洋、经略海洋的基础，随着海洋观测和探测技术的快速发展，海洋数据呈爆炸式增长，数据的开放共享需求日益迫切。

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【目的】为了实现多源海洋科学数据的整合，打通数据存储孤岛，建立统一的元数据标准和数据共享链路。

【方法】本文构建了一个海洋科学数据汇聚共享服务平台，提供海洋数据汇交、审核、注册、存储、检索和共享全过程管理的一体化、在线化和流程化服务，为不同用户提供公平渠道获取数据、信息、知识和技术；提供DOI/CSTR自动注册服务，加强数据知识产权保护，保护数据所有者权益。

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【结果】平台以数据规范为牵引，将数据存储规范、管理流程规范、元数据标准纳入系统设计中，实现数据统一编码、统一管理、统一存储、统一发布的“四统一”。

【结论】通过平台的应用推广，能够更好地推进海洋科学数据高效共享和利用，充分挖掘海洋信息资源的潜在价值，高质量支撑海洋科学研究。

文章引言

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国际上，欧美等传统海洋科技强国持续汇聚和整合本国、本地区乃至全球的海洋科学数据资源，在数据存储、保护和引用等方面积累了很多经验做法[3]。美国NOAA CoastWatch自1987年开始实施，为用户提供全球和区域卫星数据，支持有关了解、管理和保护海洋和沿海资源以及评估环境变化对生态系统、天气和气候的影响等主题的研究、资源管理和决策[4] ；欧洲中期天气预报中心（ECWMF）既是一个研究机构，也是一个24*7业务服务机构，负责制作和向其成员国传播数值天气预报，还提供一个预测数据目录，可供世界各地的企业和其他商业客户购买[5]。近年来，国内越来越重视海洋数据的收集和共享，各部委、机构建立了多个海洋数据中心，研究海洋科学数据共享政策法规与标准规范，总结发达国家海洋科学数据共享的发展模式[6]；开展海洋航次数据开放共享的实践[7]；开展多源异构海洋数据的融合示范，通过多维数据格式进行数据融合、通过半结构化数据库进行数据存储等[8]；开展海洋数据共享研究与平台建设应用，采用云桌面的方式为用户搭建数据使用平台[9]，这些都为国内海洋数据的全面共享和应用打下了坚实的基础。

本文围绕海洋数据汇聚、管理和共享需求，针对海洋数据采集方式多样、传统海洋数据多源异构难整合、元数据不统一和数据共享不易等问题[10]，设计研发了海洋科学数据汇交共享服务平台(http://www.casodc.com 或http://msdc.qdio.ac.cn)。

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平台提供海洋科学数据的在线化、流程化、自助式的汇交、管理和共享服务以及计算资源服务，支持科研人员与数据中心共同建设和管理数据，实现多源数据融合汇聚，集中存储，统一标准，规范管理，实现数据的“四统一”，即统一编码、统一管理、统一存储、统一发布。通过在线数据汇聚与共享，发挥多源、复杂、高成本的海洋科学数据共享利用价值[10]。

文章图表

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海洋科学数据汇聚共享服务平台采用B/S模式，按照数据层、服务层、应用层三层架构设计，系统架构如图1。数据层将实体数据和信息数据分离，实体数据集中存储在数据服务器上。服务层实现栏目信息发布服务、数据接口服务、GIS可视化服务以及系统管理运维服务，为应用层提供数据服务支撑。应用层设计为门户网站、数据管理系统、微信小程序三部分。

图1    系统整体架构图

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平台的3个应用部分紧密衔接，完成数据的全流程、在线化处理过程，实现数据的共享下载，系统功能结构图见图2。主要有以下特点：

（1） 开放的数据资源共享。分级分类共享数据，国际观测数据面向国内外用户公开共享，专题数据产品根据权限分公开共享和申请共享，项目数据超过保护期后公开共享。

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（2） 便捷的线上申请服务。提供了数据汇交、DOI/CSTR、资源申请、服务申请等多种线上申请服务，提升各类申请的实时性和便捷性。

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（3）灵活的数据检索方式。采用国际通用方式，提供数据地图检索、条件检索，快速定位，提高数据使用效率。

（4）更轻量的微信小程序移动应用。系统分中英文网站。中文网站划分为9个模块30个功能点，模块包括：数据资源、数据汇交、展厅预约、应用服务、计算服务、工具箱、新闻动态、关于我们、个人中心。核心功能是实现了数据在线汇聚流程，数据在线共享流程，并且打通了数据汇聚与共享之间的关系，实现从数据汇交、元数据管理、实体数据分类存储到数据共享的全过程在线化、流程化处理。

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图2    系统功能结构图

通过门户网站汇交的数据，需要进行审核，经过前后台交互过程完成审核流程处理，数据汇交流程图见图3。论文数据审查流程分为中心初审、课题组负责人审核、中心终审。DOI/CSTR申请审核通过后，自动生成DOI/CSTR注册码，并链接至中英文页面进行展示。科技项目数据、支撑部门数据等，都可以通过其他数据汇交渠道提交，经审核确认后自动发布。

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这里设计主要有以下特点：

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一是实现角色授权。根据功能需求设置角色，对用户进行角色授权，不同角色具有相应的审批权限。

二是实现多级审核。后台按照用户权限，将提交的申请单转给相应的审批人，通过多级审批过程完成整个流程过程。

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三是不同渠道之间最终归于统一。所有渠道汇聚的数据统一在专题数据产品展示，不同业务之间可以相互衔接，协同处理。

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四是实体数据集中存储，统一管理。

图3    海洋科学数据汇交流程图

系统通过专题数据产品、全球观测数据和数据资源目录等功能，提供海洋数据和信息资源的在线访问和开放共享[12]，数据共享流程图见图4。

图4    海洋科学数据共享流程图

总结与展望

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目前国内海洋领域数据共享平台的建设日趋多元化，有效推进了海洋数据的科学共享、高效利用，但同时又呈现出“分散建设、信息孤岛、标准不一、业务难协同”的局面，缺乏全局战略性的海洋信息集成共享网络。通过本文构建的海洋科学数据汇聚共享服务平台，提供了海洋数据汇交、审核、注册、存储、检索和共享全过程管理的一体化、在线化和流程化服务，为不同用户提供公平渠道获取数据、信息、知识和技术；利用在线数据汇聚和海量数据资源的在线检索共享，不断汇聚发布更多的海洋科学数据资源和产品。但不容忽视的是，目前海洋领域数据标准和安全规范仍不够完善，海洋数据封闭化、碎片化严重、共享不足，制约海洋信息化向纵深发展。下一步需要继续深入打造良好的海洋数据生态环境，各方加强共同协作，打破机构壁垒，在保障国家安全、个人隐私与数据知识产权的同时，扩大数据共享范围，让更多用户合法获取数据，进一步挖掘海洋信息资源的潜在价值，促进海洋科学前沿研究[13-14]。

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作者简介

任焕萍

中国科学院海洋研究所，高级工程师，主要从事海洋大数据和信息化研发工作，主要研究方向为海洋大数据质控技术、大数据服务平台和数据库应用。

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李富超

中国科学院海洋研究所，海洋大数据中心主任，研究员，硕士生导师，主要从事基于基因组学的海洋微生物群落、功能及产物多样性研究。近年来，组织建设海洋大数据中心，整合多源海洋数据资源，构建海洋科学数据综合平台，发表学术论文70余篇，申请和授权专利20余项，获山东省自然科学奖等科技奖励3项。

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