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海洋物联网是物联网技术在海洋领域的应用，目前尚未形成明确统一的定义。海洋领域的专家学者根据各自的工作和研究方向给出了海洋物联网的相关描述[9，15]。2018年10月，在青岛海洋科学与技术试点国家实验室召开的海洋物联网前沿技术大会提出，海洋物联网是在计算机互联网的基础上通过云计算、大数据、移动互联等新一代信息技术，构建的跨地域、跨空域、跨海域的空天地海一体化网络。
本书认为，海洋物联网是海洋基础设施建设与海洋信息化的高度集成，是物联网、云计算、大数据、数字孪生、区块链、边缘计算、卫星通信网络等新一代信息技术在海洋领域的高度融合运用。海洋物联网具有广义性和广域性，以及智能化和服务化特征。其广义性和广域性体现在海洋物联网利用海洋通信网与互联网，实现部署于岸、空、天、海面、水下多维海洋空间的多种形态信息节点及其搭载各类感传设施的互联互通与海洋信息互融互用，形成对海洋活动、海洋环境与海洋资源的综合感知与智能管控。
智能化和服务化体现在海洋物联网以海洋多维综合感知网络、岸海跨域融合通信网络、海洋大数据中心等海洋信息设施为基础，基于云计算、大数据、数字孪生、区块链等智能化信息技术，提供海洋信息获取、传输、处理、分析的集成应用，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的海洋服务。海洋物联网面向政府、企业、科研、公众等多种涉海领域提供广域海洋态势认知与智能化海洋管控服务，涉海业务涵盖海洋航运、海洋执法、海洋应急救援、海洋军事安全、海洋观测预报、海洋生态环境保护、海域海岛管理、海洋渔业、海洋旅游、海洋资源开发等众多应用。
目前在全球广泛建立和使用的海洋环境观监测系统可以认为是典型的海洋物联网应用，其综合利用先进的海洋观测技术及手段，实现高密度、多要素、全天候、自动化的海洋立体观测，获取海洋地理、海洋物理、水文气象、海洋生态等多要素海洋环境数据，并进一步提供数字化、网络化、智能化和可视化的信息服务。
目前规模最大、综合性最强的海洋观测系统是由联合国教科文组织政府间海洋学委员会等机构提出并建立的全球海洋观测系统（Global Ocean Observing System, GOOS） [16] ，它包括海洋与气候、海洋生物资源、海洋健康状况、海岸带监测、海洋气象与业务化海洋学等五个发展模块，初步形成了由海洋卫星、各类浮标和沿海台站组成的全球业务化海洋学系统，为海洋预报和研究、海洋资源的合理开发和保护、控制海洋污染、制定海洋和海岸带综合开发和整治规划等提供长期和系统的资料。在全球海洋观测系统框架下，各海洋国家积极发展和建设海洋监测系统，并对海洋数据集成与应用服务开展了大量研究工作。例如，欧洲成立欧洲海洋观测系统，美国和加拿大联合成立美加海洋观测系统。
美国非常重视海洋环境信息技术，美国国家海洋和大气管理局制定的综合海洋观测系统（Integrated Ocean Observation System, IOOS）包括监测子系统、数据通信子系统和应用服务子系统[17，18]，能够迅速访问众多来源的多学科数据，为多个目标提供所需的数据、信息和相关服务，建立联邦部门、州部门和私营部门之间横向交叉的伙伴关系，提高了对海洋数据进行采集、传输和使用的能力，其体系架构如图1-4所示。
图1-4 美国综合海洋观测系统体系架构 [19]
我国在“十一五”期间开展了数字海洋建设 [20] ，基于近海观测与数据汇集，构建数字海洋信息基础框架。数字海洋是基于海洋观测与数据汇集的海洋数字化、可视化表达，通过集成海量、多分辨率、多时相、多类型的海洋观监测数据及其分析算法和数值模型，运用“3S”技术[基于全球定位系统（Global Positioning System, GPS）、遥感（Remote Sensing, RS）、地理信息系统（Geographic Information System, GIS）]、数据库技术、网络技术、科学视算、虚拟现实等技术手段构建一个虚拟的海洋系统。
美国机器人设计制造公司（Liquid Robotics）公司（一家自动化机器人公司）也提出“数字海洋”概念，其认为“数字海洋”本质上就是海洋物联网。通过推广“数字海洋”，利用水下传感器、无人潜航器、空中无人机、遥感卫星和通信卫星等构建覆盖广泛海域的海洋空间网络，提供海洋数据和计算能力共享。
随着卫星互联网、云计算、大数据、数字孪生、区块链等信息技术的快速发展及其在海洋工业化和海洋信息化领域的融合应用，对海洋空间的人员、目标、环境、资源等进行智能化感知与互联、处理与分析、认知与决策、控制与执行，形成了泛在的智能化海洋物联网。
美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA）为提升海上分布式态势感知能力，开展了“海洋物联网”（Ocean of Things, OoT）项目，通过部署大量低成本、智能化的海上浮标以组成分布式传感器网络，实现对大范围海洋区域的持续态势感知 [21] 。整个系统由海上浮标、卫星通信系统和位于云端的数据分析系统组成，如图1-5所示。
图1-5 美国国防高级研究计划局海洋物联网项目概念图 [22]
美国国防高级研究计划局海洋物联网项目强调在范围很广的海域部署高密度的浮标，通过对浮标实时传感器数据进行分析和处理，不但可以预测海洋环流、校准卫星测量数据、跟踪研究海洋动物，还可以全天候监视船只、舰艇，获得其航迹等基本情况信息。美国通过对海洋资源的动态管理，创新海洋科学技术，充分利用海洋的隐形优势，推动海洋科学进步，以保持在海洋方面的优势。
目前我国海洋领域正在广泛开展“智慧海洋”工程建设，涉及智慧海洋航运、智慧海洋牧场、智慧海洋生态保护、智慧海洋维权执法、智慧海洋港口建设、智慧海洋文化旅游、智慧海洋装备技术等众多行业。“智慧海洋”发展目标是以海洋综合感知网、海洋信息传输网、海洋大数据云平台等信息基础设施建设为主体，为海洋环境认知、经济活动、装备研发、安全管控等提供智能化应用服务，在内涵上与海洋物联网紧密契合，可以说，海洋物联网是“智慧海洋”针对特定业务领域的具象和物化，并为“智慧海洋”应用提供智能化服务。