海上風能是重要的可再生清潔資源，為全球沿海地區的可持續發展提供重要能源。自1991年丹麥實施第一個海上風電場試驗開始，2020年已有10多個國家在海岸帶地區安裝了風電機組（圖 1）。要實現聯合國2050年“碳達峰、碳中和”可持續發展目標，全球海上風電裝機總量需由2020年的35GW達到2030年280GW。大規模風電安裝將帶來重大的海岸帶資源能源利用和生態環境保護問題，特別是海上風能科學利用、風電場空間優化選址以及近岸鳥類、魚類、底棲生物以及水文水動力等生態環境效應問題。目前全球尚未有統一的技術、準則和政策來指導各國實現海上風電綠色可持續利用，其中最重要最基礎的一項問題是缺乏全球尺度的高質量高精度并且開放的海上風電空間數據。
近日，華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室博士生張婷（第一作者）、田波副研究員（通訊作者）、博士后Dhritiraj Sengupta等在nature旗下雜志《Scientific Data》上公開發布了全球10米高分辨海上風電空間數據集（Global offshore wind turbine dataset）。該項研究收集了全球沿海地區2015年至2020年間7萬景哨兵一號雷達遙感數據，根據海上風機結構高后向散射雷達遙感特性，基于遙感云計算和大數據分析，研發了基于時序雷達衛星遙感的頻次檢測與自適應閾值智能識別算法，采用了嚴格的數據質量控制，識別出全球海上風電機組的時空分布及動態變化，數據空間分辨精度達到10米，準確度達到99% （圖 2）。相比全球歐美等國家發布的風電數據產品，數據覆蓋度、精度、準確度和時效性方面具有重大提升。

圖2 全球海上風電數據集構建技術流程圖, （1）全球海岸區域劃分；(2)海上浮動或臨時目標消除；(3)雷達高后向散射目標識別；(4)目標地物形態學空間運算；(5)數據噪聲與極大極小目標濾除；(6)數據后處理與質量檢驗。

至2020年，全球共有14個國家在沿海區域安裝了6924臺海上風電機組，主要分布在北半球，歐洲裝機數量占72%，亞洲數量占27%。英國、中國、德國三國風機安裝數量占全球80%，其中中國裝機總量在全球排名第二。歐洲北海海區裝機數量占全球52%，中國黃渤海區域全球占比為19%。中國海上風電安裝數量約為1830臺，主要分布在遼寧、河北、江蘇、上海、浙江、福建、廣東7個沿海省市區域，江蘇省占全國總安裝數量的71%。該數據集包含全球海上風電的精確空間位置分布及其建造軌跡時間記錄，并開源共享（詳見下文鏈接），可促進對全球和區域海上風電場空間分布格局和模式的理解，對保障海上航道安全，評估海洋生態環境影響以及實施海洋空間規劃和可持續性管理提供基礎性數據支撐。該項研究由國家重點研究計劃（2018YFE0101000, 2016YFE0133700）共同資助。