概述
幾千年來，圍繞着佔地球71％的海底深處居住的問題一直圍繞着一個謎。水手和早期的製圖師曾想象過海底有怪物。
背景
時至今日，海洋深處仍有大部分地方未作圖、未觀察和未勘探。地圖製作者在高分辨率下僅覆蓋了不到10％的海底，科學家在描述海洋的物理，生物，地質，化學和考古方面還有許多工作要做。這意味着海洋比我們自己的月亮更像是一個謎。
"對於我們來說，我們的星球是未知的實體。這就像住在三層樓的房子裏，我們只知道一樓的東西。
爲了解決這一缺陷，XPRIZE作爲其XPRIZE海洋計劃的一部分，提出了一系列針對海洋的挑戰。在2015年，該小組創建了殼牌海洋探索XPRIZE，這項歷時 3年、耗資700萬美元的國際競賽挑戰了使用自主機器人繪製海底圖的團隊。
這項挑戰要求無人遠洋船隻在24小時內繪製4,000平方公里深達4,000米，分辨率爲5米的海底地圖。
"最終目標是創建整個海洋的高分辨率海底圖。"Virmani指出，依靠當前的技術和方法，如果沒有最新挑戰帶來的自治平臺的好處，製圖工作可能需要200至600年的時間。
富格羅海底地形圖
團隊應對挑戰
由於距離遙遠以及將製圖儀送入海洋環境所涉及的風險和成本，海底製圖需要花費很長時間。其中的挑戰包括：海洋壓力和溫度都很高，鹽水腐蝕了設備，超過200米的深度都沒有光，猛烈的風暴很難避免。
這項XPRIZE挑戰的重點是尋找新的製圖方法，從數據收集的角度消除人類，以減少這些極端情況，併爲科學家提供發現的信息。
來自日本、挪威、德國和加納等25個以上國家的32個小組對這一挑戰做出了迴應。一些是初中學生，而其他則是畢生的海洋測繪專家。大多數團隊使用聲納（一種從海底反射聲波的傳感技術）來測量3D模型的距離，而來自瑞士的一個人團隊則使用激光雷達，該激光雷達用激光代替了聲音。每個團隊採用不同的方法，每個團隊都面臨重大挑戰。
爲了說明挑戰的難易程度，原計劃在波多黎各進行測試，但當颶風艾爾瑪和瑪麗亞於2017年秋天襲擊該島時，XPRIZE不得不提出一項新計劃。XPRIZE員工沒有在試驗場上召集團隊進行試驗，而是訪問了每個團隊進行早期試驗，併爲最終試驗尋找了新的地點。
"我們在世界各地搜尋了一個可行的地點-斐濟、薩摩亞和澳大利亞等地點，因爲我們需要靠近港口，並且海洋深度爲4,000米，" Prize Operations技術負責人Andrew Remsen說。"我們擁有這個巨大的地球，但是按照這些標準，適合的位置確實縮小了我們的星球。"
經過一連串的探索和找尋，最後一輪測試被轉移到了希臘。
地圖幫助團隊監控海上無人機器人的性能和進度
加快海底製圖步伐
殼牌海洋探索XPRIZE挑戰旨在推動自主海洋技術的整個領域。
墨西哥灣漏油事件發生後，第一個海洋XPRIZE就發起了。第一個挑戰帶來的技術創新幫助採油團隊將油的清理速度提高了四倍，有些團隊的油水分離成功率高達99％。第二項競賽旨在從海洋中收集實驗室質量的pH測量值，從而產生精確且價格合理的pH傳感器。
在發起"殼牌海洋探索"競賽之前，XPRIZE與Esri專家合作訪問了準確的基線圖和提供工具，以判斷四個競賽標準：驗證最終的圖是否具有高分辨率，量化每個團隊在24小時內捕獲的面積，比較每個團隊的地圖的準確性，並確保每個團隊都符合4,000米的深度要求。
"我們需要Esri的幫助來確定評估每個團隊的努力的指標，瞭解他們給我們的地圖區域，並在將團隊的地圖與底圖進行比較時創建準確性指標，" Remsen說。
每個團隊都可以訪問ArcGIS Online的地圖和數據，以評估自己的表現並提交他們收集的數據。
"這次製圖比賽是XPRIZE一項更廣泛的海洋計劃的一部分，" Virmani說，"我們的最終目標是建立健康、有價值且被理解的海洋。爲了使健康，您需要珍惜它。要珍惜某些東西，您需要能夠理解它。地圖是瞭解我們星球的基本方法之一。"
團隊在這裏可以看到集中關注的問題
迄今爲止，大多數海底地圖（稱爲測深圖）是從衛星獲得的，這些衛星結合了信號和對地球重力場的理解，從而對海底山脈和海溝的位置進行了有根據的猜測。然而，研究人員可以通過直接從水面艦艇和潛艇進行測量獲得更準確的地圖。更好的海洋地圖對於廣泛的用途至關重要。
Virmani說："這些新技術將使人們能夠發現新的海洋物種，水下資源，地質特徵以及探索深海的更安全方法，同時闡明深海之謎並發現自黎明以來仍然未知的事物。"
可達成的態度
2019年5月，XPRIZE宣佈了殼牌海洋探索XPRIZE獎的獲得者。
日本海洋基金會總測深圖（GEBCO）日本基金會校友團隊在該團隊的工作基礎上獲勝，該團隊開發了自主和無人水面航行器（USV）的組合，該船可運輸較小的自主水下航行器（AUV）。USV充當母艦，定位船隻並充當數據收集平臺和電信樞紐，以將數據傳輸到岸上。
團隊的概念創建了一個安全且經濟高效的海底製圖平臺，該平臺可在高達4,500米的深度運行，並可自動啓動和回收AUV。
大獎獲得者團隊爲此次比賽而建造的低成本無人水面艦艇SeaKit
團隊項目協調員Richelle Wigley博士感謝XPRIZE對團隊工作的認可。
威格利說："我們所有人都非常高興。" "達到這一點是真正的國際努力。我們多元化的國籍，背景和專長是我們最大的財富，也是我們做到這一點的原因。"
日本基金會承諾將獎金再投資於其"海牀2030"項目，目標是到2030年繪製整個海牀。
"自主的海洋測繪曾經是一個遙不可及的事情，但是現在這是一項全球努力。"Virmani說，看到這項技術的首次應用使她感到自豪和興奮。2017年2月，GEBCO-NF Alumni的水面船還只是工程圖；到2017年11月，它已經通過成功的現場測試取得了進展；一年後，USV表現完美。
Virmani說："當我們開始這樣做時，有不止一個人告訴我們這是無法實現的。" "現在，三年後，憑藉許多堅持不懈的精神和我們必須嘗試的態度，這些團隊向人們表明，只要動腦子，就可以實現大膽的目標。"
數據獲取
上文中提到的海底高程數據可以通過水經注萬能地圖下載器進行下載，如下圖所示。
海底高程數據
結語
就現在的科學技術條件下，科學家探索和了解海洋仍然面臨着巨大的挑戰。極端和危險的海洋條件要求使用機器人進行更快、更安全的海底測繪。對於整個團隊收集各種海洋數據，可以通過GIS幫助他們驗證和綜合信息。