新加坡沿海地区的未来是具有全球战略重要性和当地生存的问题。新加坡港位于印度洋与太平洋的交汇处，是世界上最大、最繁忙的转运点。该岛的大部分地区本身就处于危险的海平面以上几米处，使其特别容易受到气候变化的影响。
直到最近，技术限制阻碍了绘制海洋深度图和解决新加坡面临的挑战的能力。但是，自 2019 年以来，新加坡海事和港务局 (MPA) 开始管理 GeoSpace-Sea，这是新加坡海岸和沿海水域的国家海洋空间数据基础设施。GeoSpace-Sea 旨在通过使用地理信息系统 (GIS) 组合和显示海事和海洋数据层来明确这一制图边界。
MPA 的水文顾问 Parry Oei 博士说：“海洋是一个尚未被充分探索的星球。” “令人难以置信的是，一切都与其他一切联系在一起。”
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港口活动推动了新加坡的大部分经济发展。
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Oei 是创建 GeoSpace-Sea 的主要推动者之一。对于科学家来说，GeoSpace-Sea 是了解世界海洋如何变化以及这些变化如何影响新加坡的一种方式。对于规划者来说，GeoSpace-Sea 是一种预测这些变化并使用共享信息库对它们将如何影响新加坡进行预测分析的方法。对于港口官员来说，该项目的更高分辨率数据将为运营提供支持，使他们能够查看和考虑决策的后果，例如疏浚对海洋生物的影响。
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Oei 将 GeoSpace-Sea 的起源追溯到 1980 年代后期，当时他在澳大利亚霍巴特工作，作为亚洲-澳大利亚项目的一部分，该项目旨在了解气候变化的新迹象。
正是在澳大利亚的这段时间里，Oei 开始考虑绘制海洋的复杂性。气候变化肯定会影响海洋，而海洋反过来也会影响气候变化。
问题是如何收集数据——以及如何处理这些数据。当时，GIS 是一种主要由训练有素的 GIS 专家使用的利基技术。由于这个群体通常不包括水文学家，Oei 发现新加坡政府对这种使用 GIS 的热情不大。
“水文学家总是配角，”他解释说。“在电影结束时，当演职员表滚动时，我们是工作人员名单。有时它走得如此之快，你甚至看不到你的名字。”
项目初具规模
在随后的几年中，GIS 成为一种基于云的技术，其直观性足以进行跨学科协作，并且足够强大，可以包含各种规模的各种空间数据，并且不受数据量的限制。到 2000 年代中期，随着气候变化变得更加紧迫，海平面上升对新加坡构成生死存亡的威胁，Oei 的想法获得了动力。
“很长一段时间以来，我们一直试图证明使用 GIS 进行海洋保护并研究海床的动态特性，但问题是如何做到这一点，”Oei 说。“气候变化给了我们需要的形象和关注。”
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在 GeoSpace-Sea 中查看 2D 海岸线可以提供详细的视图和工具，以便在地图上进行标记和测量。（截图由新加坡海事和港务局提供）
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海平面上升并不是新加坡将经历的唯一气候变化变量。强烈风暴将增加，导致风暴潮和内陆洪水。
作为海洋地理空间知识库，GeoSpace-Sea 可以增加对极端天气事件的了解。例如，直到最近，人们还认为新加坡海峡的水流主要受到西北季风的影响，这是在冬季和早春的时期，印度洋滞留的热量从喜马拉雅山吸引冷空气。科学家们现在认为西南季风——夏季风将潮湿的空气从海洋吹向喜马拉雅山的季节——产生了更强的影响。
“问题将是当洪水泛滥时我们如何摆脱水以及我们如何防止海水进入，”Oei 说。“我没有简单的答案，但我确实相信我们需要监测环境中的一切——天气模式、温度、海平面上升——因为这都是气候变化的一部分。”
GeoSpace-Sea 的未来
随着 GeoSpace-Sea 的不断扩展，Oei 希望添加更多的天气数据，以进一步推进这种整体方法。一旦建立了足够的网络安全协议，MPA 还计划向公众提供 GeoSpace-Sea 的一些层。
目前，GeoSpace-Sea 主要用作展开的历史文件，让研究人员研究过去的趋势以预测未来的发展。一些数据集可以追溯到 20 年前，并在新数据可用时添加。
下一步是增加传感器和物联网的使用，以近乎实时地更新一些数据。“通过建模，你能做的只有这么多，”Oei 说。“但如果你集成了现代传感器，这将真正成为一个数字双胞胎，你变得更加主动而不是被动。”
海洋是一个极其复杂的系统。随着 GeoSpace-Sea 的发展，科学家积累知识的能力将增加他们对这种复杂性的理解。
GeoSpace-Sea 的下一阶段将引入人工智能方面，使用机器学习协议来搜索模式和热点。例如，Oei 建议 GeoSpace-Sea 可以帮助新加坡更好地了解导致赤潮的条件，当藻类大量繁殖对其沿海生态系统造成严重破坏时。
“人工智能之所以如此有趣，是因为它可以发现我们不知道的东西，但老实说，我们不能说它会告诉我们什么，”Oei 说。
他解释说，GeoSpace-Sea 的最终目标是通过收集尽可能多的信息来解决我们可能尚未想到的问题，从而进一步推动科学进步。了解新加坡与海洋的联系如何演变这样复杂的事情需要先进的技术，但也需要不断的合作。“一个人，我们可以走得很快，”Oei说。“但我们在一起可以走得更远。”
