特別是民用小型無人機發展迅速，已廣泛應用于遙感測繪、影視拍攝、農業植保、電力巡視、災害觀測、緊急救援、物流運輸等民用領域。未來服務環節市場規模在260～400 億元。互聯網、人工智能、衛星導航等技術的迅速發展給汽車制造工業帶來了革命性變革的機會，谷歌、蘋果、亞馬遜、百度、Uber、英特爾等耳熟能詳的互聯網公司都大力投入無人駕駛技術研發, 無人駕駛汽車成為當今和未來的熱詞。無人船雖然不及無人機和無人車的火熱程度，但是在行業應用領域，卻已經是非常普遍。無人船具有自動化、高效率、安全可靠、可操控性強等優點，已被廣泛應用于海洋環境調查領域，必將成為未來海洋測繪的智能平臺。除此之外，從無人超市、無人餐廳到無人工廠、無人港口航運等各種形式如雨后春筍，層出不窮。在科技革命的潮流下，各行業和領域順應技術發展趨勢，大力發展無人技術是保持行業生機與活力的必然要求，無人時代即將到來。
海洋測繪是謀劃、決策、規劃和實施一切國家海洋戰略的重要基礎。無論是海洋權益維護、海洋經濟發展還是海洋科學研究，都需要高精度、高可靠的海洋空間基礎地理信息，即海洋測繪是海洋保護開發的眼睛。在海洋測繪現代化進程中，仍然面臨諸多問題：首先現有的海洋船舶測繪平臺作業成本高、效益低；數據采集自動化程度低、實時性差；數據不能自動化、智能化處理，工作效率低。諸如視覺圖像、聲學圖像，對目標物的判別尚需人工判讀，面對智慧化時代還任重道遠。如需改變現狀，必須在海洋測繪行業來一場顛覆式的革命，而無人化技術的潮流給海洋測繪帶來了新的發展機遇。
一、無人海洋平臺發展
⒈無人時代技術特征
從無人機、無人車等先行行業來看，無人時代具有以下技術特征：云計算、物聯網、大數據、移動互聯網、人工智能。云計算是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需求提供給計算機各終端和其他設備。互聯網上的云計算服務特征與自然界的云、水循環具有一定的相似之處，因此，云是一個相當貼切的比喻。云計算服務具有隨需應變自主服務、隨時隨地可供任何 *** 設備訪問以及多人共享資源等優點。通過云計算服務，可以將無人化中數據上傳云計算器，實現資源的聚合管理與利用。
物聯網是互聯網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能行使獨立功能的普通物體實現互聯互通的 *** 。物聯網將現實世界數字化，應用范圍十分廣泛，包括智能生態環境、物流運輸、健康醫療等領域。計算機不再需要借助人的幫助，就能獲取物質世界中各種信息，能夠跟蹤監測和計量信息變化，智能決策達到減少浪費、損失的目的。
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大數據指來自各種來源的大量非結構化或非結構化數據，具有數據量巨大、數據類型多樣、流動速度快和價值密度低的特點。數據是社會最寶貴的資源，大數據分析在現代研究中越來越突出。隨著技術進步，大數據的大小經常改變，截至2012年，單一數據集的大小從太字節（TB）至數十兆億字節（PB）不等。大數據已在包括大科學、交通運輸、社會數據分析、搜索引擎、金融數據、醫療數據社交 *** 、電子商務等等領域得到了應用。
人工智能是指使計算機模擬人的思維過程和智能行為（如學習、推理、思考、規劃等）的技術。目前人工智能在機器人、控制系統、仿真系統與經濟政治決策系統中得到廣泛應用。是無人時代最重要的智能決策工具。
移動互聯網是移動通信和互聯網融合的產物，繼承了移動隨時隨地隨身和互聯網分享、開放、互動的優勢，即運營商提供無線接入，互聯網企業提供各種成熟的應用。是無人時代最重要的信息交互工具。
總之，無人時代是以智能平臺、物聯互通、智慧大腦支撐高科技時代。
⒉無人海洋平臺發展
海洋測繪裝備需要海洋平臺支撐。提到海洋無人平臺，人們首先想到的是無人船和無人水下機器人，除此之外，還包括波浪滑翔機、水下滑翔機、浮標、潛標等無人平臺。這些平臺是構建無人海洋測繪系統的基礎。195年，美國研制了之一艘無人遙控水下機器人，并在西班牙海域成功地回收一枚氫彈，此舉引起了世界各國的重視。至1974年，世界各國共研制了20艘無人遙控水下機器人。由于海洋油氣資源開發，到1981年，無人遙控水下機器人數量達到400個之多。也是從這時候開始，中國開始研制水下機器人，并成功研制出“海人”1號(HR-1)水下機器人。無人無纜水下機器人發展相對較慢，到1988 年全球大概有26 艘。到目前為止，水下機器人已經廣泛應用于軍事、水下工程、海洋測繪、搜救打撈、漁業養殖、環境監測、管道檢測、休閑娛樂等領域。在海洋測繪應用中，越來越多的無人無纜水下機器人（AUV）開始集成側掃聲吶進行測量，而無人有纜遙控水下機器人（ROV）一直以來都作為良好的傳感器搭載平臺服務于各個領域。
無人船的發展和許多技術一樣，最開始應用于軍事，在第二次世界大戰后期，盟軍諾曼底登陸采用無人船施放煙霧彈為世界所知。20世紀90年代以后，隨著信息技術和遠程控制技術的發展，美國海軍開始在無人船上增加海上監視等設備。自此，無人船上開始搭載傳感器進行目標探測，世界各國也紛紛加入到無人船的研究當中。如今，無人船在軍事、海上巡邏、海洋測繪、環境監測、資源勘探、災害預警等領域應用廣泛。隨著海洋測繪需求不斷增加，出現了無人船協同組網進行海洋測量等新技術。
其他無人平臺都有各自特點，波浪滑翔機憑借其強續航能力，可以長時間采集海洋環境數據；水下滑翔機無需動力便可在海中長時間工作，由我國研制的“海翼7000”滑翔機完成了6329m的水下無人滑翔機世界最深下潛紀錄；浮標和潛標都是獲取長周期海洋數據的重要調查手段。
二、無人海洋測繪新理念
“無人海洋測繪”是依托云計算、物聯網、人工智能和地理空間信息技術等, 并與強大和先進的無線 *** 體系密切結合，在全海域范圍內建立的一個以空間框架為支撐，自動化動態采集不同海域空間、時間、物質和能量的多種分辨率的有關海洋資源、生態環境、社會經濟和自然災害等海量大數據或信息。按地理坐標，從局部到整體，從區域到全球進行整合、融合及多維可視化描述,數據分析和知識挖掘。作為新的智能化海洋測繪技術，它提供了一種前所未有的測繪海洋的方式，用大數據、 *** 化的手段來處理整個海洋的自然和社會活動諸方面信息，它將為人類開發利用海洋保駕護航。
無人海洋測繪的技術體系涵蓋了海洋空間大數據采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用等一系列技術 *** ，將“3S”技術與最新發展的云計算、物聯網、大數據等技術構成一套完整的智能技術 *** 。無人海洋測繪需要構建新的技術體系，包括內業與外業、測量與制圖，從數據源獲取、數據處理到產品 *** 、信息應用形成了一個完整業務鏈路，所以，無人海洋測繪體系建設包括技術、裝備、標準、產品和隊伍等多個方面。
無人海洋測繪技術體系由數據采集技術和數據處理技術兩大環節組成。數據采集技術主要包括遙感/激光測深、單/多波束測深和側掃聲吶測量等技術。數據處理技術主要包括實時數據處理和數據產品生產技術。
無人海洋測繪裝備體系由空基平臺、岸基平臺、水面平臺和水下平臺四大類型構成。空基平臺主要有遙感衛星和無人機；岸基平臺主要有CORS/驗潮站；水面平臺主要包括無人艇、波浪滑翔器和浮標；水下平臺主要有有纜水下航行器和無纜水下航行器兩類，有纜水下航行器可以是水下機器人ROV、DT拖曳平臺等。無纜水下航行器可以是自主航行水下機器人（AUV）、水下滑翔機（UG）和水下直升機等。
無人海洋測繪標準體系由裝備檢測、數據測量和產品生產三大類構成。對接保障無人海洋測繪全產業鏈達到行業應用標準。無人海洋測繪產品體系應該開發新一代海岸帶4D產品、海底4D產品和海圖產品。隨著裝備體系的更新換代，除專業海圖產品外，應該充分發揮無人海洋測繪裝備平臺移動測量空間大、經濟性強的優勢，應用合成孔徑圖像聲吶、3D側掃聲吶和激光水下掃描等新技術，開發影像海圖新產品。提供更加透明的海洋測繪成果，以滿足人們不斷增長的感知認識海洋的需求。
三、無人海洋測繪新領域
在互聯網、云計算、物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術發展的推動下，信息不斷的匯聚成“數字海洋”、“透明海洋”和“智慧海洋”，數據即將成為當今和未來海洋經濟增長最快的資源之一。
海洋測繪必然從當今數字化時代向信息化、智能化發展，以無人技術為特點的泛在測繪、 *** 測繪和協同測繪等全新業態發展，以滿足人們日益增長的對海洋空間大數據的迫切需求。研究無人海洋測繪新模式和新的應用領域。
⒈海洋泛在測繪
大數據、物聯網、移動互聯網等新一代信息技術的發展，更加強調人作為主體或客體與物、與環境的關系，這種關系是動態和實時的。泛在測繪時代，用戶可以在任何地點和任何時間為認知環境與人關系而使用和建的地圖，可以隨時隨地創建和使用地圖來解決空間問題。無人海洋測繪突破了傳統海洋測繪的范疇，亟待建立完備精確的海洋時空基準、海洋環境探測與地理信息服務的泛在智能感知 *** 。未來將以遙感衛星、海運船舶、海上航空器和海洋環境監測網等為泛在海洋測繪平臺，結合北斗定位系統、聲學連續運行參考站系統和慣性導航系統構建陸海空一體化的時空基準，逐步建立起資源、事件和目標的使用位置信息感知 *** ，實現近海到遠海的全球海洋位置服務。
圖1 海洋泛在測繪示意圖
⒉海洋區塊鏈空間服務
區塊鏈是借由密碼學串接并保護內容的串聯交易記錄，具有區塊內容難以篡改的特性。這種串接的分布式賬本能存放兩方有效記錄交易，并且可以永久查驗。當前海洋生態體系中，海洋漁業領域最早應用區塊鏈，稱之為“海洋鏈”、“大洋鏈”、“海源鏈”等。海洋鏈作為海洋漁業消費市場的跨域流通工具，為海上各類消費、海產品交易、漁業征信提供了可信穩定的流通介質，無人海洋測繪提供實時透明可視的海洋漁業生態場景，建立以養殖、娛樂、電商、交易清結算、生態價值補償、金融服務為核心的行業創新服務體系。這種去中心化的全域透明海洋漁業交易模式，具有可靠性高、穩定性好、效率高、互聯互通等優點，未來區塊鏈空間服務將由海洋漁業領域走向全海洋生態服務體系。
圖2 海洋漁業區塊鏈體系示意圖
⒊海洋物聯網位置服務
近幾年，物聯網技術發展迅速，越來越多的智能設備實現了萬物互聯，但這一技術此前局限于陸地。隨著人類對海洋認知和環境感知需求的不斷增加，多個海洋大國先后投入海洋信息技術研究。當前，國際上已經通過Argo計劃投放大約4000個浮標組成了全球實時海洋觀測網，美國、歐洲、日本也相繼構建了本國的海底觀測 *** ，中國在2017年正式實施國家海底科學觀測網建設，計劃用5年時間在東海和南海分別建立海底觀測系統。而海洋物聯網是通過數字實體將水下物體智能互聯的全球范圍 *** ，屬于更高層次的海洋設備和信息的互聯互通。融合通信技術、跟蹤技術以及嵌入式傳感器技術，能實時對水下環境進行感知、監測和反應，并將水下設備和陸地設備之間達成互聯互通（如圖3）。未來，海洋物聯網將在海洋科學數據采集、海洋資源開發、環境監測、災害預報、軍事等領域得到廣泛應用。
圖3 海洋物聯網示意圖
基于物聯網的透明海洋需要海洋時-空地理信息支撐，無人海洋測繪技術必然是未來海洋物聯網的信息基礎設施：海洋時-空地理信息框架維護的關鍵技術。
⒋海洋牧場生物導航
海洋牧場是基于海洋生態學原理和現代海洋工程技術，充分利用自然生產力，在特定海域科學培育和管理漁業資源而形成的人工漁場。海洋牧場不同于陸地牧場，由于其處于水中不易觀察地理環境變化，安全生產過程和權屬、產量管理等更加需要海量時空地理信息決策支持。因此，對于海洋牧場來說，智能化的無人測繪技術勢在必行。海洋牧場無人測繪嶄新的服務領域包括生物鏈觀測、生物導航等方面，可為管理提供豐富的海洋牧場生物和環境信息。生物導航由引導漁群遷徙和尋路兩部分組成，可通過生物機器人實現。生物機器人與海洋生物相同的感知和共生習性，利用生物機器人能夠引導漁群遷徙到更佳的生殖環境；能夠觀測到海洋牧場任何人類不能到達的復雜環境，可實現“零距離”對海洋牧場全方位的觀察測量。海洋牧場的生態環境復雜，生物多種多樣，其生物鏈結構不易掌握，但無人裝置測繪為其提供了可能性。利用無人海洋測繪技術可進行海洋牧場生物多樣性、優勢物種觀測、海洋牧場健康程度觀測和生物活動導航等。
⒌海洋保險風險預測
海洋災害等各類海洋風險帶來的問題對海洋經濟發展的影響不可避免，海水養殖和海洋工程都是高風險項目。在此背景下發展起來的海洋保險開始助力海洋經濟發展。一方面，海洋經濟具有風險性高、資金需求量大、投資周期長、門檻相對更高的獨特性，使得我國的海洋保險仍然面臨許多難題；另一方面，我國在海洋方面的現有法律體系建設并不能滿足海洋保險產業的要求，海洋保險體系和制度的確立和完善時不可待。在現有經驗的總結基礎上，海洋保險向精準化和信息化發展，并推動生態化和全球化經濟，發揮 *** 在海洋經濟發展中起的主導作用，轉變自身的職能促進保險業的完善和發展，以法律手段支持海洋漁業保險的長期穩定發展。提高海洋科學技術，培養相關海洋測繪人才隊伍，推動海洋保險不斷改革，完善海洋經濟的產業結構，促進海洋經濟的發展。
圖4 海洋保險主要業務
無人海洋測繪技術為海洋災害引起的財產損失保險等的科學定損、理賠提供必要的快速高效的先進災情調查技術手段。通過綜合利用無人海洋測繪和地理空間信息技術提供的災情地理環境數據與空間分析決策支持，研究并實現科學、高效的災害保險、財產損失定損理賠方式，建立海洋災害預測模型，為科學合理動態評估年度保險費用提供決策支撐。
例如，在水災養殖損失定損中，需根據每個養殖戶圍欄的進水高度進行合理的受災評估，因此需要在水災發生的高風險時段進行水深測量，并保障所測數據的精確性與有效性，為災后合理定損、理賠管理提供可靠的數據支撐。這樣的高風險、高效率、高成本的海洋測量工作期待無人海洋測繪技術。
四、結束語與建議
發展我國的無人海洋測繪技術是十分迫切的，它們是未來海洋開發保護和保障海洋權益重要的戰略性、基礎性技術。也是各國都十分重視和致力研究的領域，隨著云計算、物聯網、大數據、人工智能等新一代科學技術的發展，海洋測繪領域也將迎來無人化的技術革新潮流，并產生一系列無人海洋測繪新模式和新領域。目前，無人海洋測繪技術正處于飛速發展的關鍵階段，為此提出如下建議:
⑴制定中國的無人海洋測繪技術發展計劃。根據國家物聯網等智能無人關鍵核心技術發展戰略規劃，制定我國無人海洋測繪技術的發展計劃，充分發揮 *** 、科研院所和企業各自的優勢與能力，有計劃地加快該領域的發展，引領無人海洋測繪技術世界先進水平。
⑵制定無人海洋測繪需要的專用微型智能化傳感器與專用智能無人平臺裝備的研制規劃。目前符合需求的傳感器與專用智能無人平臺很少，相當多的傳感器靠國外進口，而進口這些專用傳感器與專用設備因技術封鎖困難重重。該項工作至關重要，直接影響無人海洋測繪技術的發展。
⑶充分利用與發揮現有智能無人技術基礎與技術成果，開展應用試驗示范。避免低水平的重復，避免造成人力、物力的浪費。
