隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的快速發(fā)展，文字、圖片、音頻、視頻等各類半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)大量涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)種類、規(guī)模、存儲(chǔ)量飛速增長(zhǎng)，全球已迎來“大數(shù)據(jù)”時(shí)代。

　　對(duì)于約占地表總面積的70%的海洋來說，已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。目前已具有近海測(cè)繪、海島監(jiān)視、水下探測(cè)、海洋漁業(yè)作業(yè)、海洋浮標(biāo)監(jiān)測(cè)、海洋科考、油氣平臺(tái)環(huán)境監(jiān)測(cè)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)等多種海洋觀測(cè)和調(diào)查手段，形成非常龐大的海洋觀測(cè)監(jiān)測(cè)體系，積累了海量的海洋自然科學(xué)數(shù)據(jù)，包括現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)監(jiān)測(cè)資料、海洋遙感數(shù)據(jù)、數(shù)值模式數(shù)據(jù)等。

　　海洋自然科學(xué)類數(shù)據(jù)主要是指對(duì)海洋自然環(huán)境進(jìn)行觀測(cè)或模擬而得到的數(shù)據(jù)，包含了海洋的水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境信息(如葉綠素濃度、懸浮泥沙含量、有色可溶有機(jī)物等)、海洋動(dòng)力環(huán)境信息(海水溫度、海面風(fēng)場(chǎng)、海面高度、海浪、海流、海洋重力場(chǎng)等)、以及海洋生物、海洋化學(xué)、海底地質(zhì)、沉積物、水下地形、海冰、海水污染等其他海洋環(huán)境信息。海洋自然科學(xué)數(shù)據(jù)的獲取手段主要包括實(shí)際觀測(cè)、海洋遙感觀測(cè)和海洋數(shù)值模擬。因此，可將海洋自然科學(xué)類大數(shù)據(jù)分為海洋實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、海洋遙感數(shù)據(jù)和海洋模式數(shù)據(jù)。

　　海洋環(huán)境觀測(cè)定點(diǎn)平臺(tái)包括岸基雷達(dá)站、岸基海洋觀測(cè)站(點(diǎn))、河口水文站、海洋氣象站、驗(yàn)潮站等，以及離岸的錨系浮標(biāo)、潛標(biāo)、海床基和海底觀測(cè)網(wǎng)等。雷達(dá)觀測(cè)儀器包括高頻地波雷達(dá)、X波段測(cè)波雷達(dá)、C波段或S波段多普勒測(cè)波雷達(dá)，主要觀測(cè)海浪和海表面流場(chǎng)等參數(shù)。海洋站是建設(shè)在海濱或島礁固定的海洋環(huán)境觀測(cè)設(shè)施，提供沿海的波浪、潮汐、水溫、鹽度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、相對(duì)濕度、氣壓和降水等水文氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。海洋浮標(biāo)是以錨定在海上的觀測(cè)浮標(biāo)為主體組成的海洋水文氣象自動(dòng)觀測(cè)站，其水上部分為氣象要素傳感器(風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、氣溫、空氣濕度等)，水下部分為水文要素傳感器(水溫、鹽度、波浪、海流、潮位等)。海洋潛標(biāo)系統(tǒng)的主浮體位于水面以下，主要用于海流和溫度、鹽度等參數(shù)的定點(diǎn)、長(zhǎng)時(shí)序、剖面測(cè)量，還可配置生物捕集器等開展海洋生態(tài)環(huán)境觀測(cè)。海床基是一種坐落在海底對(duì)水下環(huán)境進(jìn)行定點(diǎn)、長(zhǎng)期、連續(xù)觀測(cè)的海洋技術(shù)，可以測(cè)到整個(gè)水層里沒有接觸到的信息。

　　海洋移動(dòng)觀測(cè)能夠覆蓋更大的區(qū)域，具有更高的靈活性和很強(qiáng)的自主航行能力，包括水面上或水下的移動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)，如自治式水下潛器、無人遙控潛器、無人水面艇、拖曳式觀測(cè)平臺(tái)和載人潛水器。典型的有Argo(Array for Real-time Geostrophic Oceanography，地轉(zhuǎn)海洋學(xué)實(shí)時(shí)觀測(cè)陣)浮標(biāo)，可在海洋中自由漂移，提供海面到水下2000 m水深之間的海水溫度、鹽度和深度資料，跟蹤其漂移軌跡，可獲取海水的移動(dòng)速度和方向。