1986—2005年，山东省在建设“海上山东”、发展海洋经济的过程中，开发建设了种类繁多的“海洋工程结构物”，主要用于资源勘探、采油作业、海上施工、海上运输、海上潜水作业、生活服务、海上抢险救助、海洋调查等。海上平台、海洋工程与船舶制造业的引进吸收和自主创新能力快速提高，海洋工程产业在山东省快速崛起。半潜式钻井平台建造技术实现重大突破，成功开创了模块陆地建造、大型驳船下水、吊机坞内合拢、深水码头水下安装等一系列创新型建造工艺。山东省海洋装备制造企业竞争力明显增强，烟台中集来福士为中海油服（挪威）、意大利、巴西多个国家和公司建造系列深水半潜式钻井平台、自升式平台等海洋工程产品，成为国内海工领域领军企业。海洋仪器装备研究取得丰硕成果。
1996年，国家海洋局第一海洋研究所开展山东沿海主要港湾大振幅假期潮的基本特征和成因的分析研究，是省科委1996年科研计划设置的重点科技攻关项目之一。该项目基于港湾假潮的基本原理，从山东沿海12个验潮站多年水位自记曲线资料获取假潮参数，采取统计学分析、动力学分析、天气学分析、个例综合分析和数值模拟相结合的研究方法，首次全面、系统地给出山东沿海主要港湾大振幅假潮发生的时间、周期和振幅值，阐明了大振幅假潮的基本特征和成因，填补了中国在这方面的研究空白。发现雷暴、飑线是引起大振幅假潮的最主要原因，这是前人未曾得出的结论。
2000年3月—2002年3月，国家海洋局第一海洋研究所开展中国海国际海底光缆路由勘查及选择研究。勘察工作有导航定位、测深、旁侧声呐探测、浅地层剖面探测、柱状取样、磁力仪探测已敷设的海底电缆、海底障碍物探摸、登陆段测量及海洋开发活动调查等，并提供路由区详细的自然环境和海洋开发活动状况资料。其创新点表现在勘察中发现有岩石、沉船等障碍物的不良路由后的及时改正，测深、旁扫、浅剖和柱状取样资料的同步直方图编制。在路由勘察中关键问题是要搞清海洋开发活动对光缆造成的损害，因为锚害是光缆受损最直接、最主要的原因。另一个关键问题是要搞清海底障碍物的分布及其对光缆的危害。成果指标达到国际先进水平。该项成果融入国内外先进技术，形成了先进的勘察流程，运用此项成果可以在勘察中获得高质量路由资料。此次路由勘察对中国海缆路由勘察与国际接轨、进一步提高中国海缆路由勘察的水平具有十分重要的作用。
2001年12月—2003年12月，国家海洋局第一海洋研究所开展青岛市海岸带地质环境信息系统研究。该系统凝聚了丰富的海岸带地质环境知识以及评价模式，能为海岸带自然资源开发、自然环境保护、防灾减灾以及工程建设提供基础信息。实现的目标包括:（1）实现地质数据的数字化、定量化，将GIS应用于地质领域，将航空图片与纸质地图相结合，创建可视化分析查询系统；（2）实现三维地形模拟与实用属性及地图信息联合查询显示；·实现海岸带地质数据的模型化与可视化，进行地质灾害分析显示。（4）在地质专业领域实现信息查询可视化，三维地形模拟与属性信息查询结合显示，并大量收取地质数据类型及分布进行灾害分析显示。
2001年12月—2003年12月，国家海洋局第一海洋研究所开展青岛市海岸带地质环境信息系统预演及遥感动态监测业务化系统开发，收集、整理和分析了青岛地区地形、地貌、沉积物类型、区域地质等数据并建立了数据库，完成了海岸带地质环境信息系统预演开发。收集、整理和分析了青岛地区卫星影像、航空影像和背景地理信息等数据，完成了遥感动态监测业务化系统的开发。主要内容有背景数据库框架建设、遥感图像的输入与几何校正模块开发，海岸带遥感信息提取模块开发、专题图模块开发，综合利用上述软件模块对海岸带典型要素的示范应用。
2001年12月—2005年12月，国家海洋局第一海洋研究所完成的海底底质分类的多参数识别技术研究，是一套基于多波束声呐数据的海底底质分类软件。其关键技术有多波束声呐原始数据读写转化技术，多波束水深和回声强度数据同时处理、空间匹配和融合技术，多波束数据综合矫正技术，海底底质分类的定性识别和定量估计技术。该软件基于多种先进的多波束数据矫正方法，能够同时处理多波束测深数据和海底回声强度数据，能够可视化观察波束点空间特征和统计特征，利用成分化模糊神经网络算法进行沉积物成分的定量估计。该软件能读取多种型号多波束测深声呐设备所配获取的原始数据记录；能够同时提取水深数据和回声强度数据的特征信息，使参与海底分类的特征多达38个；具有多种海底底质分类模型，既能对海底砂、粘土和岩石等沉积物类型进行定量识别，也能对粗砂—粘土系列的海底底质成分进行定量估计。海底底质的定性识别正确率达75%以上，能够胜任300米以上浅海底底质类型的分类识别和多种多波束数据的后处理工作。
2002—2005年，由胜利石油管理局钻井工艺院联合胜利海洋石油开发公司、胜利石油化工建设有限公司、上海交通大学、天津大学、国家海洋局第一海洋研究所等单位共同完成的正压冲固平台技术，是一种新型的短桩平台技术，采用短桩基础取代常规导管架平台的细长桩基础，承载机理和施工工艺都有明显差异，从而降低了平台施工对地基的要求，拓展了短桩平台的应用范围。该技术在浅海软土地基应用，无需海上打桩，与传统的施工工艺比较，正压冲固平台技术所需的海上施工时间大为缩短，可以节省昂贵的海上施工费用。同时，与传统导管架平台相比，正压冲固平台拓展了短桩平台的应用范围，总造价比传统的桩基平台可节省30%。该项目是“十五”时期国家“863”计划资源环境领域渤海大油田勘探开发关键技术重大专项中的重点课题之一，针对渤海大油田急需解决的软土基平台施工技术难点问题，研究适应渤海大油田软土基基础条件的经济安全平台技术。课题组通过近5年时间的攻关，完成正压冲固海上施工工艺、地基加固材料和复合基础承载机理研究，开发了配套的施工机具、灌浆材料和正压冲固平台稳定性计算软件等，形成了一套较为完整的正压冲固平台技术，建成了世界首座正压冲固平台，完成了该平台的安装施工。该成果在海上油田开发方面具有良好的应用前景，并可推广应用到海岸工程、港口码头及各种水下构筑物，具有良好的经济效益。
2002年6月—2003年12月，国家海洋局第一海洋研究所进行了崂山、马山地貌与山旺化石群的世界自然遗产预研究。本研究是为崂山国家级风景名胜区申报世界自然遗产和国家地质公园进行的先期调查研究。通过调查研究，在崂山发现终碛、侧碛、冰碛海岛、磨光面、角峰、刃脊、哑口、高悬的“U”型谷、多种类型的古冰臼和冰碛海岸和冰冻风化地貌等大量古冰川遗迹。发现崂山保存有中国东部最为完好的第四纪古冰川遗迹，发育了典型的冰川侵蚀和堆积地貌，认为塑造崂山特殊自然景观的主要动力是古冰川作用。在冰川地质学的研究上，崂山至少可以划分出四期古冰川活动，还对崂山的地质地理环境、地质构造特征、岩石矿物成分、崂山矿产资源、崂山的美学价值、旅游地质资源等作了比较翔实和系统的研究。本研究作为青岛市重大项目计划实施前的预备研究，其成果的经济效益和社会效益主要通过科学地开发旅游地质资源实现，为青岛市旅游业的可持续发展做出贡献。
2003年12月，中国海洋大学完成6000米海底有缆观测与采样系统———电视抓斗项目，是“十五”时期“863”计划资源与环境技术领域海洋资源开发技术主题中的课题之一。为满足“十五”时期大洋矿产资源（锰结壳、热液硫化物、天然气水合物等）勘查（采样）的迫切需要，本项目针对深海矿产资源勘探开发急需新的高技术装备的要求，研制开发出一套现代化技术集成度高、适合6000米深海海底矿采样的电视摄像机观察、遥控抓斗采集的智能化采样系统。研究内容包括:抓斗采样操作装置及驱动控制系统，能够保证抓斗多次提升、释放的机构设计与分析，海底图像的实时采集、传输系统，采用2台水平推进器可水平方向局部小范围移动、定位的推动控制系统（备件），可实时操作的人机界面软件系统，链接绞车的抓斗实时定位自动调节控制系统。电视抓斗设备填补国内空白，整体技术达到国际先进水平。其关键技术有新型机构设计与深水液压动力系统、深水视觉与控制信号的远程载波通讯、抓斗自动测控及甲板监视技术等。该设备为液压驱动式，采用甲板与自动控制结合，最大工作水深6000米，动力功率可达4千瓦，抓样面积≥1平方米，抓样能力≥200公斤，抓斗重量2.2吨。设备于2003年6月7日执行DY105-12、14航次调查任务的“大洋一号”调查船上海试获得成功，顺利通过专家组的海试验收。验收专家组一致认为:电视抓斗取结壳样不仅在大洋矿产资源调查手段上是一种创新，而且在调查质量、取样效果等方面极有成效，建议在“大洋一号”以后的航段中广泛投入使用。海试与试用情况表明，该设备性能稳定、操控简便、实用性强，可广泛应用于大洋各类矿产资源（锰结壳、热液硫化物、天然气水合物等）的调查采样，将成为中国大洋调查极为重要的技术支撑手段。2005年获国家科技进步一等奖。
2003—2005年，国家海洋局第一海洋研究所研制的24位海洋多道地震采集仪，是中国第一台用于海洋多道地震勘探的高分辨率仪器，用于实时控制震源并采集记录地震反射波信息。关键技术是地震数据采集多线程下实现串行通信和GPS数据采集缓冲区字节数组读写。该仪器是第一套国产的浅海24道采集监控仪，突破国内外工程地震采集22位A/D转换技术，24位A/D转换DSP处理技术实现数据的实时处理；突破国内外工程地震采集工作中只能对单炮记录进行监视的局限，实现采集进行中实时共反射点初步多次叠加；实现了GPS导航等道距触发、采集数据功能。适合触发多种类型震源，采集进行中实时共反射点初步多次叠加，GPS定位导航等距触发功能，具有完成实时抽道和实时滤波功能。动态范围114dB，噪音水平小于或等于1μV，频带范围0.1~10kHz，仪器已定型。该仪器自2003年样机初步定型并经过试验后，先后在港珠澳大桥工程可行性研究（2004）、青岛海湾大桥（北桥位）初步设计阶段工程地质勘察（2005）、福建核电后续厂址福清市龙高半岛周围海域浅层多道地震勘察（2004）、胶州湾海域控制性浅层地震探测（2005）和山东石岛核电海域地震探测项目（2006）得到使用，为国家重大建设项目和科学研究提供服务。
2004年，中国海洋大学研制的绿色综合水处理剂系列产品，具有缓蚀、阻垢、抑菌三重作用，可以防止海水中低碳钢、低合金钢、铜合金、锌合金的腐蚀问题，阻止水垢形成和海生物繁殖，具有投入量低（低于100ppm）、缓蚀效果好（缓蚀率可达到90%以上）、持续时间长等优点；间歇加药，便于操作，经济实用，且商品无毒、无污染，符合环保要求。适用于化工厂、发电厂、农药厂、染料厂等用海水作为冷却水的管路、容器以及用海水作为压舱水的采油平台等。技术成熟程度已达到工程化。
2004年，中国海洋大学完成浅海导管架式海洋平台浪致过度振动控制技术的研究及工程应用。该成果在长期非稳态波浪荷载特征的数学描述、传感器优化配置技术、结构系统辨识技术、安全健康监测技术以及浪致振动控制技术等方面取得了系列创新性成果。在工程上，成功诊断了10余座海洋平台的健康状况，发现了其中的不安全因素和过度振动的原因，为制定有效的振动控制措施提供了科学依据，成功治理了中国石油化工总公司的十大生产安全隐患之一———生活平台过度振动的工程问题，有效地改善了工作和生活环境，工作人员不再有振动引起的心理恐惧感和生理上的不适感，从根本上解决了困扰安全生产三年多的技术难题，避免了平台倾覆和污染事故，产生了显著的经济效益和社会效益。其关键技术和创新点是促进了海上油气资源开发的安全保障技术的发展，也为海洋平台设计规范的修订或补充提供了科学依据。在国际、国内刊物发表有关学术论文80余篇，其中被SCI收录和EI收录50余篇次。2004年获国家科技进步二等奖。
2005年，由国家海洋局第一海洋研究所、吉林大学工程技术研究所、中国海洋大学、金华市中荷环保科技有限公司共同完成的近海工程高分辨率多道浅地层探测系统，由24bitA/D地震采集仪、高频、高P/B值震源、高分辨率宽频小道距24道接收电缆和高分辨率实时、后处理软件组成。系统适应于5~80米水深，穿透深度为海底之下120米以上，分辨率0.3米左右。本系统的近海工程多道高分辨率海洋地震勘探接收电缆、液相中脉冲放电等离子体电源、水下相干发射阵获得实用新型专利；近海工程高分辨率多道浅地层监测软件和高分辨率浅层地震资料处理系统获得软件版权。本系统先后在港珠澳大桥工程可行性研究、青岛海湾大桥（北桥位）初步设计阶段工程地质勘察、福建核电后续厂址福清市龙高半岛周围海域浅层多道地震勘察、青岛地区沧口断裂在海域的位置及其性质勘察等工程实践中得到应用，取得了较好的经济效益和社会效益。
2005年，国家海洋局第一海洋研究所研究开发了高频、高P/B值震源。本震源是一个小能量的用于浅海高分辨率地震探测的仪器，包括电源和水下发射装置，目的是快速释放电能，将水分子变成等离子体，最终产生一个高P/B值的单脉冲声波。关键技术是智能数字控制、检测技术和快速充电、释放高压单脉冲电流技术。该震源是国内第一台高分辨率、高P/B值地震震源系统，填补了国内高压开关源的技术空白；是国内第一个控制高压强脉冲电流的智能软件；是高P/B值的水下相干发射阵。整个系统采用智能化控制技术、液晶屏幕显示、软触键控制；采用高压开关源技术，使用可控硅把充、放电两个物理过程截然分开；采用大型可控硅固体开关，实现了快速放电；采用大型快速二极管，消除了放电时的震荡效应；采用特制的发射阵，声波信号具有高P/B值；发射功率为50~500焦耳（步长10焦耳），工作电压小于5.6千伏，脉冲宽度为0.5~0.7ms，使用环境为任何盐度海水环境。该仪器自2005年样机初步定型并经过试验后，先后在渤海为国家“908专项”（2005年）和山东海阳新港扩建地震勘探工作使用，分别获取了107千米和160千米高分辨率的地震资料，向国家和生产单位提交了可靠的资料。2005 ，国家海洋局第一海洋研究所研制的海洋工程地质数据库管理系统，着眼于整个海洋工程地质信息的统一管理，基于全面详细的用户需求分析，针对其数据特点，采用面向对象的设计方法，对多源异构的数据结构进行分析和设计，结合先进的数据库技术以及空间管理技术，对数据的存储组织结构、分布—集中式相结合数据库体系、归一化空间库技术以及元数据管理结构进行研究，系统地提出一套多源综合信息的集成管理方法，在物理上和逻辑上对其进行有效的集成和表达，统一组织管理这些数据资源，实现海洋工程地质信息管理的科学化、可视化和便捷化，为海底资源的合理保护和开发提供服务。该成果已获授权，在数字海底技术渤海油田示范区系统建设中得到应用。
2005年，国家海洋局第一海洋研究所研发完成海洋工程地质环境调查数据采集系统/海洋工程地质环境网络查询系统。海洋工程地质环境调查数据采集系统基于对海洋工程地质环境调查业务流程开展广泛调研，针对海洋工程地质环境调查数据的特点，进行了数据库逻辑结构和物理结构设计，明晰了数据的录入流程，实现了数据录入、编辑、查询、删除等多项应用功能，并且具有良好的用户界面。该系统不但有利于提高数据的录入效率，而且使录入数据的准确率大大提高。系统基于先进的Internet网络发布技术、SVG技术以及网络虚拟现实技术进行了设计和开发，成果已获授权，并作为数字海底技术渤海油田示范区系统的重要组成部分在实际中得到应用。
2005年，国家海洋局第一海洋研究所制定的数字海底系列标准，是在数字海底技术渤海油田示范区系统总体规划设计的基础上，经过充分调研后编制的数字海底系列标准，包括《岩土工程地质勘察推荐做法》《岩土工程地质勘察工作流程与数据结构》《数字海底技术渤海油田示范区数据库逻辑结构和填写规定》《数字海底渤海油田示范区图形分层规范》等，作为数字海底技术渤海油田示范区系统遵循的推荐标准，同时也作为系统数据库构建的基础，实现了系统存储、管理和发布数据的规范化和标准化，保证了数据分类、编码以及文件命名的系统性和唯一性。
第五节 海洋空间开发技术
1986—2005年，山东省在建设“海上山东”、发展海洋经济的过程中，开发建设了种类繁多的“海洋工程结构物”，主要用于资源勘探、采油作业、海上施工、海上运输、海上潜水作业、生活服务、海上抢险救助、海洋调查等。海上平台、海洋工程与船舶制造业的引进吸收和自主创新能力快速提高，海洋工程产业在山东省快速崛起。半潜式钻井平台建造技术实现重大突破，成功开创了模块陆地建造、大型驳船下水、吊机坞内合拢、深水码头水下安装等一系列创新型建造工艺。山东省海洋装备制造企业竞争力明显增强，烟台中集来福士为中海油服（挪威）、意大利、巴西多个国家和公司建造系列深水半潜式钻井平台、自升式平台等海洋工程产品，成为国内海工领域领军企业。海洋仪器装备研究取得丰硕成果。
1996年，国家海洋局第一海洋研究所开展山东沿海主要港湾大振幅假期潮的基本特征和成因的分析研究，是省科委1996年科研计划设置的重点科技攻关项目之一。该项目基于港湾假潮的基本原理，从山东沿海12个验潮站多年水位自记曲线资料获取假潮参数，采取统计学分析、动力学分析、天气学分析、个例综合分析和数值模拟相结合的研究方法，首次全面、系统地给出山东沿海主要港湾大振幅假潮发生的时间、周期和振幅值，阐明了大振幅假潮的基本特征和成因，填补了中国在这方面的研究空白。发现雷暴、飑线是引起大振幅假潮的最主要原因，这是前人未曾得出的结论。
2000年3月—2002年3月，国家海洋局第一海洋研究所开展中国海国际海底光缆路由勘查及选择研究。勘察工作有导航定位、测深、旁侧声呐探测、浅地层剖面探测、柱状取样、磁力仪探测已敷设的海底电缆、海底障碍物探摸、登陆段测量及海洋开发活动调查等，并提供路由区详细的自然环境和海洋开发活动状况资料。其创新点表现在勘察中发现有岩石、沉船等障碍物的不良路由后的及时改正，测深、旁扫、浅剖和柱状取样资料的同步直方图编制。在路由勘察中关键问题是要搞清海洋开发活动对光缆造成的损害，因为锚害是光缆受损最直接、最主要的原因。另一个关键问题是要搞清海底障碍物的分布及其对光缆的危害。成果指标达到国际先进水平。该项成果融入国内外先进技术，形成了先进的勘察流程，运用此项成果可以在勘察中获得高质量路由资料。此次路由勘察对中国海缆路由勘察与国际接轨、进一步提高中国海缆路由勘察的水平具有十分重要的作用。
2001年12月—2003年12月，国家海洋局第一海洋研究所开展青岛市海岸带地质环境信息系统研究。该系统凝聚了丰富的海岸带地质环境知识以及评价模式，能为海岸带自然资源开发、自然环境保护、防灾减灾以及工程建设提供基础信息。实现的目标包括:（1）实现地质数据的数字化、定量化，将GIS应用于地质领域，将航空图片与纸质地图相结合，创建可视化分析查询系统；（2）实现三维地形模拟与实用属性及地图信息联合查询显示；·实现海岸带地质数据的模型化与可视化，进行地质灾害分析显示。（4）在地质专业领域实现信息查询可视化，三维地形模拟与属性信息查询结合显示，并大量收取地质数据类型及分布进行灾害分析显示。
2001年12月—2003年12月，国家海洋局第一海洋研究所开展青岛市海岸带地质环境信息系统预演及遥感动态监测业务化系统开发，收集、整理和分析了青岛地区地形、地貌、沉积物类型、区域地质等数据并建立了数据库，完成了海岸带地质环境信息系统预演开发。收集、整理和分析了青岛地区卫星影像、航空影像和背景地理信息等数据，完成了遥感动态监测业务化系统的开发。主要内容有背景数据库框架建设、遥感图像的输入与几何校正模块开发，海岸带遥感信息提取模块开发、专题图模块开发，综合利用上述软件模块对海岸带典型要素的示范应用。
2001年12月—2005年12月，国家海洋局第一海洋研究所完成的海底底质分类的多参数识别技术研究，是一套基于多波束声呐数据的海底底质分类软件。其关键技术有多波束声呐原始数据读写转化技术，多波束水深和回声强度数据同时处理、空间匹配和融合技术，多波束数据综合矫正技术，海底底质分类的定性识别和定量估计技术。该软件基于多种先进的多波束数据矫正方法，能够同时处理多波束测深数据和海底回声强度数据，能够可视化观察波束点空间特征和统计特征，利用成分化模糊神经网络算法进行沉积物成分的定量估计。该软件能读取多种型号多波束测深声呐设备所配获取的原始数据记录；能够同时提取水深数据和回声强度数据的特征信息，使参与海底分类的特征多达38个；具有多种海底底质分类模型，既能对海底砂、粘土和岩石等沉积物类型进行定量识别，也能对粗砂—粘土系列的海底底质成分进行定量估计。海底底质的定性识别正确率达75%以上，能够胜任300米以上浅海底底质类型的分类识别和多种多波束数据的后处理工作。
2002—2005年，由胜利石油管理局钻井工艺院联合胜利海洋石油开发公司、胜利石油化工建设有限公司、上海交通大学、天津大学、国家海洋局第一海洋研究所等单位共同完成的正压冲固平台技术，是一种新型的短桩平台技术，采用短桩基础取代常规导管架平台的细长桩基础，承载机理和施工工艺都有明显差异，从而降低了平台施工对地基的要求，拓展了短桩平台的应用范围。该技术在浅海软土地基应用，无需海上打桩，与传统的施工工艺比较，正压冲固平台技术所需的海上施工时间大为缩短，可以节省昂贵的海上施工费用。同时，与传统导管架平台相比，正压冲固平台拓展了短桩平台的应用范围，总造价比传统的桩基平台可节省30%。该项目是“十五”时期国家“863”计划资源环境领域渤海大油田勘探开发关键技术重大专项中的重点课题之一，针对渤海大油田急需解决的软土基平台施工技术难点问题，研究适应渤海大油田软土基基础条件的经济安全平台技术。课题组通过近5年时间的攻关，完成正压冲固海上施工工艺、地基加固材料和复合基础承载机理研究，开发了配套的施工机具、灌浆材料和正压冲固平台稳定性计算软件等，形成了一套较为完整的正压冲固平台技术，建成了世界首座正压冲固平台，完成了该平台的安装施工。该成果在海上油田开发方面具有良好的应用前景，并可推广应用到海岸工程、港口码头及各种水下构筑物，具有良好的经济效益。
2002年6月—2003年12月，国家海洋局第一海洋研究所进行了崂山、马山地貌与山旺化石群的世界自然遗产预研究。本研究是为崂山国家级风景名胜区申报世界自然遗产和国家地质公园进行的先期调查研究。通过调查研究，在崂山发现终碛、侧碛、冰碛海岛、磨光面、角峰、刃脊、哑口、高悬的“U”型谷、多种类型的古冰臼和冰碛海岸和冰冻风化地貌等大量古冰川遗迹。发现崂山保存有中国东部最为完好的第四纪古冰川遗迹，发育了典型的冰川侵蚀和堆积地貌，认为塑造崂山特殊自然景观的主要动力是古冰川作用。在冰川地质学的研究上，崂山至少可以划分出四期古冰川活动，还对崂山的地质地理环境、地质构造特征、岩石矿物成分、崂山矿产资源、崂山的美学价值、旅游地质资源等作了比较翔实和系统的研究。本研究作为青岛市重大项目计划实施前的预备研究，其成果的经济效益和社会效益主要通过科学地开发旅游地质资源实现，为青岛市旅游业的可持续发展做出贡献。
2003年12月，中国海洋大学完成6000米海底有缆观测与采样系统———电视抓斗项目，是“十五”时期“863”计划资源与环境技术领域海洋资源开发技术主题中的课题之一。为满足“十五”时期大洋矿产资源（锰结壳、热液硫化物、天然气水合物等）勘查（采样）的迫切需要，本项目针对深海矿产资源勘探开发急需新的高技术装备的要求，研制开发出一套现代化技术集成度高、适合6000米深海海底矿采样的电视摄像机观察、遥控抓斗采集的智能化采样系统。研究内容包括:抓斗采样操作装置及驱动控制系统，能够保证抓斗多次提升、释放的机构设计与分析，海底图像的实时采集、传输系统，采用2台水平推进器可水平方向局部小范围移动、定位的推动控制系统（备件），可实时操作的人机界面软件系统，链接绞车的抓斗实时定位自动调节控制系统。电视抓斗设备填补国内空白，整体技术达到国际先进水平。其关键技术有新型机构设计与深水液压动力系统、深水视觉与控制信号的远程载波通讯、抓斗自动测控及甲板监视技术等。该设备为液压驱动式，采用甲板与自动控制结合，最大工作水深6000米，动力功率可达4千瓦，抓样面积≥1平方米，抓样能力≥200公斤，抓斗重量2.2吨。设备于2003年6月7日执行DY105-12、14航次调查任务的“大洋一号”调查船上海试获得成功，顺利通过专家组的海试验收。验收专家组一致认为:电视抓斗取结壳样不仅在大洋矿产资源调查手段上是一种创新，而且在调查质量、取样效果等方面极有成效，建议在“大洋一号”以后的航段中广泛投入使用。海试与试用情况表明，该设备性能稳定、操控简便、实用性强，可广泛应用于大洋各类矿产资源（锰结壳、热液硫化物、天然气水合物等）的调查采样，将成为中国大洋调查极为重要的技术支撑手段。2005年获国家科技进步一等奖。
2003—2005年，国家海洋局第一海洋研究所研制的24位海洋多道地震采集仪，是中国第一台用于海洋多道地震勘探的高分辨率仪器，用于实时控制震源并采集记录地震反射波信息。关键技术是地震数据采集多线程下实现串行通信和GPS数据采集缓冲区字节数组读写。该仪器是第一套国产的浅海24道采集监控仪，突破国内外工程地震采集22位A/D转换技术，24位A/D转换DSP处理技术实现数据的实时处理；突破国内外工程地震采集工作中只能对单炮记录进行监视的局限，实现采集进行中实时共反射点初步多次叠加；实现了GPS导航等道距触发、采集数据功能。适合触发多种类型震源，采集进行中实时共反射点初步多次叠加，GPS定位导航等距触发功能，具有完成实时抽道和实时滤波功能。动态范围114dB，噪音水平小于或等于1μV，频带范围0.1~10kHz，仪器已定型。该仪器自2003年样机初步定型并经过试验后，先后在港珠澳大桥工程可行性研究（2004）、青岛海湾大桥（北桥位）初步设计阶段工程地质勘察（2005）、福建核电后续厂址福清市龙高半岛周围海域浅层多道地震勘察（2004）、胶州湾海域控制性浅层地震探测（2005）和山东石岛核电海域地震探测项目（2006）得到使用，为国家重大建设项目和科学研究提供服务。
2004年，中国海洋大学研制的绿色综合水处理剂系列产品，具有缓蚀、阻垢、抑菌三重作用，可以防止海水中低碳钢、低合金钢、铜合金、锌合金的腐蚀问题，阻止水垢形成和海生物繁殖，具有投入量低（低于100ppm）、缓蚀效果好（缓蚀率可达到90%以上）、持续时间长等优点；间歇加药，便于操作，经济实用，且商品无毒、无污染，符合环保要求。适用于化工厂、发电厂、农药厂、染料厂等用海水作为冷却水的管路、容器以及用海水作为压舱水的采油平台等。技术成熟程度已达到工程化。
2004年，中国海洋大学完成浅海导管架式海洋平台浪致过度振动控制技术的研究及工程应用。该成果在长期非稳态波浪荷载特征的数学描述、传感器优化配置技术、结构系统辨识技术、安全健康监测技术以及浪致振动控制技术等方面取得了系列创新性成果。在工程上，成功诊断了10余座海洋平台的健康状况，发现了其中的不安全因素和过度振动的原因，为制定有效的振动控制措施提供了科学依据，成功治理了中国石油化工总公司的十大生产安全隐患之一———生活平台过度振动的工程问题，有效地改善了工作和生活环境，工作人员不再有振动引起的心理恐惧感和生理上的不适感，从根本上解决了困扰安全生产三年多的技术难题，避免了平台倾覆和污染事故，产生了显著的经济效益和社会效益。其关键技术和创新点是促进了海上油气资源开发的安全保障技术的发展，也为海洋平台设计规范的修订或补充提供了科学依据。在国际、国内刊物发表有关学术论文80余篇，其中被SCI收录和EI收录50余篇次。2004年获国家科技进步二等奖。
2005年，由国家海洋局第一海洋研究所、吉林大学工程技术研究所、中国海洋大学、金华市中荷环保科技有限公司共同完成的近海工程高分辨率多道浅地层探测系统，由24bitA/D地震采集仪、高频、高P/B值震源、高分辨率宽频小道距24道接收电缆和高分辨率实时、后处理软件组成。系统适应于5~80米水深，穿透深度为海底之下120米以上，分辨率0.3米左右。本系统的近海工程多道高分辨率海洋地震勘探接收电缆、液相中脉冲放电等离子体电源、水下相干发射阵获得实用新型专利；近海工程高分辨率多道浅地层监测软件和高分辨率浅层地震资料处理系统获得软件版权。本系统先后在港珠澳大桥工程可行性研究、青岛海湾大桥（北桥位）初步设计阶段工程地质勘察、福建核电后续厂址福清市龙高半岛周围海域浅层多道地震勘察、青岛地区沧口断裂在海域的位置及其性质勘察等工程实践中得到应用，取得了较好的经济效益和社会效益。
2005年，国家海洋局第一海洋研究所研究开发了高频、高P/B值震源。本震源是一个小能量的用于浅海高分辨率地震探测的仪器，包括电源和水下发射装置，目的是快速释放电能，将水分子变成等离子体，最终产生一个高P/B值的单脉冲声波。关键技术是智能数字控制、检测技术和快速充电、释放高压单脉冲电流技术。该震源是国内第一台高分辨率、高P/B值地震震源系统，填补了国内高压开关源的技术空白；是国内第一个控制高压强脉冲电流的智能软件；是高P/B值的水下相干发射阵。整个系统采用智能化控制技术、液晶屏幕显示、软触键控制；采用高压开关源技术，使用可控硅把充、放电两个物理过程截然分开；采用大型可控硅固体开关，实现了快速放电；采用大型快速二极管，消除了放电时的震荡效应；采用特制的发射阵，声波信号具有高P/B值；发射功率为50~500焦耳（步长10焦耳），工作电压小于5.6千伏，脉冲宽度为0.5~0.7ms，使用环境为任何盐度海水环境。该仪器自2005年样机初步定型并经过试验后，先后在渤海为国家“908专项”（2005年）和山东海阳新港扩建地震勘探工作使用，分别获取了107千米和160千米高分辨率的地震资料，向国家和生产单位提交了可靠的资料。2005 ，国家海洋局第一海洋研究所研制的海洋工程地质数据库管理系统，着眼于整个海洋工程地质信息的统一管理，基于全面详细的用户需求分析，针对其数据特点，采用面向对象的设计方法，对多源异构的数据结构进行分析和设计，结合先进的数据库技术以及空间管理技术，对数据的存储组织结构、分布—集中式相结合数据库体系、归一化空间库技术以及元数据管理结构进行研究，系统地提出一套多源综合信息的集成管理方法，在物理上和逻辑上对其进行有效的集成和表达，统一组织管理这些数据资源，实现海洋工程地质信息管理的科学化、可视化和便捷化，为海底资源的合理保护和开发提供服务。该成果已获授权，在数字海底技术渤海油田示范区系统建设中得到应用。
2005年，国家海洋局第一海洋研究所研发完成海洋工程地质环境调查数据采集系统/海洋工程地质环境网络查询系统。海洋工程地质环境调查数据采集系统基于对海洋工程地质环境调查业务流程开展广泛调研，针对海洋工程地质环境调查数据的特点，进行了数据库逻辑结构和物理结构设计，明晰了数据的录入流程，实现了数据录入、编辑、查询、删除等多项应用功能，并且具有良好的用户界面。该系统不但有利于提高数据的录入效率，而且使录入数据的准确率大大提高。系统基于先进的Internet网络发布技术、SVG技术以及网络虚拟现实技术进行了设计和开发，成果已获授权，并作为数字海底技术渤海油田示范区系统的重要组成部分在实际中得到应用。
2005年，国家海洋局第一海洋研究所制定的数字海底系列标准，是在数字海底技术渤海油田示范区系统总体规划设计的基础上，经过充分调研后编制的数字海底系列标准，包括《岩土工程地质勘察推荐做法》《岩土工程地质勘察工作流程与数据结构》《数字海底技术渤海油田示范区数据库逻辑结构和填写规定》《数字海底渤海油田示范区图形分层规范》等，作为数字海底技术渤海油田示范区系统遵循的推荐标准，同时也作为系统数据库构建的基础，实现了系统存储、管理和发布数据的规范化和标准化，保证了数据分类、编码以及文件命名的系统性和唯一性。