海洋数字孪生高级进修项目
本高级进修项目帮助你设计和运行海洋数字孪生：结合观测与数值模型的虚拟复制体。你将学习数据同化、模型耦合与可视化，并结合航运、环境与能源领域的应用案例。
基础知识自测
以下是本课程将帮助您掌握的能力。勾选您已经掌握的项目，我们会告诉您哪些课程内容最适合您。
您在该领域从零起步。本课程正是为此而设计。
海洋数字孪生高级进修项目是什么？
本高级进修项目培养你设计和运行海洋数字孪生：结合观测、数值模型与人工智能，呈现海洋状态并探索未来情景的虚拟复制体。你将学习整合近实时数据，通过数据同化耦合物理与生物地球化学模型，构建假设（what-if）情景，并为港口、海岸、能源与保护领域的管理者开发界面和可视化工具。
本项目的突出之处在于：全系统视角，将数据、模型、AI、可视化与互操作性纳入同一项目；研究标杆性计划，包括 Copernicus、欧盟及联合国“海洋十年”推动的数字孪生；使用开放工具实践，如免费海洋模型、数据库与可视化引擎；决策导向，针对港口、海岸、能源与生态系统的情景应用；以及你自己的项目，为某一海域或基础设施设计数字孪生。
课程亮点
- 整合数据：近实时结合观测与模型。
- 海洋建模：使用物理与生物地球化学模型。
- 探索情景：为管理设计假设（what-if）模拟。
- 3D 可视化：为用户创建界面与仪表板。
- 职业发展：进入研究中心、科技企业与海洋管理机构。
- 学习构建海洋科学与管理所需的海洋数字复制体。
海洋数字孪生高级进修项目课程大纲
共 11 个模块。选择模块即可查看具体内容。
数字孪生基础
- 1.1. 数字孪生概念的起源
- 1.2. 工业和城市中的数字孪生
- 1.3. 从模型到数字孪生
- 1.4. 数字孪生的组成部分
- 1.5. 成熟度与保真度等级
- 1.6. 地球系统数字孪生
- 1.7. 海洋数字孪生
- 1.8. 欧洲及国际倡议
- 1.9. 用例与用户
- 1.10. 科学与技术挑战
面向数字孪生的海洋观测
- 2.1. 基本海洋变量
- 2.2. 浮标与锚系观测网
- 2.3. Argo浮标与剖面仪
- 2.4. 水下滑翔机与自主航行器
- 2.5. 岸基高频地波雷达
- 2.6. 海洋观测卫星
- 2.7. 船舶与基础设施上的传感器
- 2.8. 准实时数据
- 2.9. 业务化质量控制
- 2.10. 观测网设计
海洋物理建模
- 3.1. 海洋运动方程
- 3.2. 区域与近岸环流模型
- 3.3. 结构化与非结构化网格
- 3.4. 边界条件与强迫
- 3.5. 谱波浪模型
- 3.6. 潮汐与海平面模型
- 3.7. 泥沙输运模型
- 3.8. 模型嵌套
- 3.9. 模型验证
- 3.10. 高性能计算
生物地球化学与生态建模
- 4.1. 营养盐与氧循环
- 4.2. 浮游生物模型
- 4.3. 碳酸盐系统模型
- 4.4. 近岸水质
- 4.5. 污染物扩散模型
- 4.6. 粒子漂移模型
- 4.7. 物种栖息地模型
- 4.8. 端到端生态系统模型
- 4.9. 物理-生物耦合
- 4.10. 生态模型中的不确定性
数据同化
- 5.1. 数据同化基础
- 5.2. 最优插值
- 5.3. 3D-Var和4D-Var变分方法
- 5.4. 集合卡尔曼滤波
- 5.5. 观测误差与模型误差
- 5.6. 卫星数据同化
- 5.7. 原位剖面数据同化
- 5.8. 海洋再分析
- 5.9. 观测系统试验设计
- 5.10. 基于机器学习的同化
数字孪生中的人工智能
- 6.1. 人工智能在数字孪生中的作用
- 6.2. 物理模型仿真器
- 6.3. 用于快速情景的代理模型
- 6.4. 基于稀疏数据的场重建
- 6.5. 基于神经网络的短期预报
- 6.6. 异常检测
- 6.7. 物理-人工智能混合模型
- 6.8. 不确定性量化
- 6.9. 人工智能模型验证
- 6.10. 海洋人工智能当前的局限
数字基础设施与互操作性
- 7.1. 参考架构
- 7.2. 云计算与HPC
- 7.3. 分析型数据存储
- 7.4. API与Web服务
- 7.5. OGC标准
- 7.6. 海洋数据协议
- 7.7. 元数据管理
- 7.8. FAIR原则
- 7.9. 平台安全
- 7.10. 可扩展性与成本
What-if情景与决策支持
- 8.1. 什么是what-if情景
- 8.2. 气候情景
- 8.3. 人类干预情景
- 8.4. 溢油及突发事件模拟
- 8.5. 海岸工程模拟
- 8.6. 海上风电场模拟
- 8.7. 渔业管理情景
- 8.8. 决策指标
- 8.9. 多准则分析
- 8.10. 不确定性的沟通
三维可视化与用户界面
- 9.1. 科学可视化原理
- 9.2. Web地理空间可视化
- 9.3. 三维可视化引擎
- 9.4. 三维场的表达
- 9.5. 时间序列动画
- 9.6. 面向管理者的仪表盘
- 9.7. 以用户为中心的设计
- 9.8. 虚拟现实与增强现实
- 9.9. 界面无障碍性
- 9.10. 用户评估
行业应用与治理
- 10.1. 港口数字孪生
- 10.2. 海岸管理与风险
- 10.3. 海洋可再生能源
- 10.4. 水产养殖与渔业
- 10.5. 海洋保护区
- 10.6. 海洋空间规划
- 10.7. 海上安全
- 10.8. 商业模式与可持续性
- 10.9. 数据治理与数据所有权
- 10.10. 伦理与负责任使用
硕士毕业项目：海洋数字孪生设计
- 11.1. 案例与用户的选择
- 11.2. 功能需求
- 11.3. 现有数据清单
- 11.4. 模型选择
- 11.5. 架构设计
- 11.6. 数据与模型集成
- 11.7. 情景定义
- 11.8. 界面原型
- 11.9. 撰写报告
- 11.10. 在评审委员会前答辩
海洋数字孪生高级进修项目的学制与学习形式
课程共 1,500 小时。告诉我们您每周能投入多少小时，我们会算出您实际完成的时间。
大多数学员以这一节奏完成课程，与分期付款计划十分契合。
学术管理与师资团队
Navalis 教学团队：由仍在一线工作的业内专业人士授课并指导各项课程。
Dra. Marina Alcover学术总监兼质量保证负责人
Ing. Diego Cifuentes船舶焊接与无损检测高级讲师；焊接接头 QA/QC 负责人
Cap. Javier Abaroa (MCA)船舶操纵、电子航海（ECDIS/雷达/ARPA）与 GMDSS 高级讲师；STCW 合规与驾驶台资源管理协调人
Dr. Pau Ferrer船舶设计与仿真高级讲师；水动力学与 CFD 实验室主任
Dra. Nuria Llobregat海洋气象、SAR 与作业安全高级讲师；航行风险管理协调人
Ing. Javier Bañuls电气工程、自动化与 ETO 工程高级讲师；电子集成与机舱报警系统协调人
Ing. Sofía Marquina材料、复合材料与防腐高级讲师；先进涂料与涂层方向协调人
Ing. Tomás Riera推进系统、替代能源与混合动力系统高级讲师；能效与振动协调人海洋数字孪生高级进修项目的培养目标
海洋数字孪生高级进修项目的就业前景
关于海洋数字孪生高级进修项目的疑问
一种结合观测、模型和人工智能的虚拟表示，用于描述海洋状态并模拟各种情景。
建议具备编程基础；课程包括使用开源工具的指导性实践。
是的。课程使用开放的海洋模型、业务化产品和公开的观测数据。
这是一个快速发展的新兴领域；课程既介绍其潜力，也阐述其当前的局限。
为某一沿海区域、港口或海洋基础设施设计数字孪生，并完成可运行的原型。
100%在线，虚拟校园24/7开放，直播课程全程录制，并由教师提供辅导。
本项目总学时为1500小时。您可以在注册时我们告知的日程范围内按自己的节奏学习。
每个项目都有各自的开课日期，显示在本页面上，并会在您咨询时由招生团队确认。
入学流程
无需等待回电。材料齐全的话，您可以在同一次操作中完成报名。
- 学历或职业背景：海洋科学、物理、数学、计算机科学、工程或相关领域学位，或经认证的建模、数据或海洋行业从业经验。
- 语言：充分掌握授课语言以跟上课程和资料。建议具备一定的技术英语能力，因为该行业的大量法规和文件以英文编写。
- 技术条件：配备稳定网络连接的电脑、最新版浏览器及用于直播课程和项目答辩的摄像头。
- 录取流程：在线申请、背景审核以及与教学团队的简短面谈。全年开放报名；在委员会审核确认你的材料之前，录取为临时录取。
- 01提交申请填写个人信息、教育与工作背景并上传材料。
- 02即时审核我们核实材料是否完整、合规。
- 03完成注册选择全额支付或分期付款，锁定您的名额。
在委员会审核所提交材料之前，录取为临时录取。如不符合入学要求，将全额退款。