海洋大数据与数字海洋导论

课程编码：070700M01006Q 英文名称：Introduction to Ocean Big Data and Digital Ocean 课时：50 学分：3.00 课程属性：一级学科核心课 主讲教师：李晓峰等

本课程是面向海洋科学一级学科下各专业的研究生开设的一级学科核心课程。本课程以海洋大数据和数字海洋的基本原理和核心知识为主要学习内容。课程采用理论教学、文献阅读讨论和实践相结合的方式阐明海洋数据获取、处理、分析、可视化与典型应用的概念、流程和方法。了解海洋大数据与数字海洋的基本概念、发展现状和未来趋势，掌握海洋大数据与智能分析处理的基本流程，具备运用海洋大数据技术发现问题、分析问题和解决问题的能力。激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，在新一轮科学与产业发展的背景之下，把握机遇，努力为国家科技事业的发展做出贡献。

高等数学、海洋科学概论、物理海洋学概论、计算机程序设计、线性代数、概率论与数理统计等

第一章 海洋大数据基本理论、海洋数据获取与预处理 9学时 李晓峰
第1节 海洋大数据概念、特征与发展趋势
第2节 数字海洋概念、特征与发展趋势
第3节 卫星遥感数据获取与预处理
第4节 海洋现场观测数据获取与预处理
第5节 数值模式与再分析资料获取与预处理
第6节 海洋社会经济数据收集与归档
第7节 海洋时间序列数据处理
第8节 海洋空间数据处理
第9节 基于MATLAB的海洋数据读取与处理
第10节 基于Python的海洋数据读取与处理
第二章 海洋大数据组织管理和信息服务 6学时 杨晓峰
第1节 海洋大数据管理和服务总体架构
第2节 海洋大数据质量控制
第3节 海洋大数据整编、插值
第4节 结构化海洋数据存储
第5节 非结构化海洋数据存储
第6节 常用海洋大数据平台介绍
第7节 海洋大数据平台—在线数据管理服务平台
第三章 人工智能与机器学习基本理论 9学时 李晓峰
第1节 人工智能基本理论、发展历程与趋势
第2节 经典人工智能算法
第3节 常用深度学习算法
第4节 机器学习算法的机上实验——环境配置与测试、数据预处理、算法训练与调优实验、作图
第四章 海洋数据智能分析 9学时 李晓峰
第1节 海洋中尺度涡的识别与三维重构
第2节 海洋内波的识别与三维重构
第3节 海冰检测与分类
第4节 次表层三维温盐场重构
第5节 全球二氧化碳分压重构
第6节 近岸浅海地形重构
第五章 海洋数据可视化与虚拟现实技术 9学时 杨晓峰
第1节 数据可视化——定义、形成、发展
第2节 海洋环境要素的可视化和多变量分析
第3节 常用海洋数据可视化软件--ODV
第4节 常用海洋数据可视化分析平台-Google Earth Engine
第5节 三维数字地球平台- cesium
第6节 海洋场景虚拟仿真技术-Unity 3D
第7节 可视化技术应用-海洋现象的识别与跟踪
第8节 可视化技术应用-海洋模式分析与探索
第六章 海洋大数据与数字海洋应用 6学时 杨晓峰
第1节 台风识别与预报
第2节 海雾识别与预报
第3节 海冰密集度预报
第4节 浒苔识别与监测
第5节 舰船与海上人工设施识别
第6节 ENSO指数预报
第七章 课程结课考试 2学时 李晓峰
第1节 考点复习及闭卷考试

李晓峰，男，IEEE Fellow，博士生导师，人工智能海洋学首席科学家。主要从事卫星海洋学方向研究，在国际学术刊物发表 SCI论文 160 余篇。现任IEEE TGRS (影响因子 5.63)、 International Journal of Remote Sensing (影响因子 2.49)、《海洋与湖沼》副主编。
杨晓峰，男，中国科学院遥感与数字地球研究所研究员，硕士生导师。主要从事海洋遥感机理与方法、海气相互作用过程、定量遥感业务化应用技术研究，承担过多项国家重大专项、863计划、中科院、部委科研项目，在海洋表面微波散射特性、海气边界层动力过程模拟、海洋环境参量定量反演等方面取得多项成果；获军队科技进步一等奖2项；共发表学术论文70余篇，其中SCI检索37篇,Remote Sensing“Ocean Remote Sensing with Synthetic Aperture Radar”专刊Guest Editor，国际电气与电子工程师协会高级会员（IEEE Senior Member），第36届国际地学与遥感大会（IGARSS）技术委员会委员，中科院青年促进会会员。