3.1　リモートセンシング

　人工衛星によるリモートセンシングは，主に海面付近の面的なディジタルデータの取得に用いられている．衛星からは，海色，クロロフィルa濃度，pH，塩分濃度，海水温，流速，海面高度などを推定することができる．

3.2　センサ

　海は鉛直方向の構造も複雑であり，これを正確に測定するには，海中に直接投入し測定するセンサも必要である⁽²⁾．例えば，水温や塩分の鉛直分布によって，鉛直方向に混合しない「躍層」が発生していることを検出したり，溶存酸素量の鉛直分布により低層に青潮の原因となる貧酸素水塊が発生していることを検出したりすることにも役立つ⁽³⁾．

　測定した水深，塩分，水温，流向，流速，溶存酸素濃度，濁度，クロロフィルa量，照度といった値を同時測定する多項目水質計に通信機能を持たせたものも試作されている⁽⁴⁾．来る6G時代に海上も通信エリア化されればこれらのセンサ値もリアルタイムで取得できるようになると期待される．

4.1　人力による同定に頼っていた従来の生物調査

　一方生息生物のデータはというと，水産庁によれば海洋生物資源の分布状況や生息域の調査が不十分な状況にあるという．これは，生物を実際に捕獲し，専門家が生物分類学上の種名を突き止めている（これを同定という）⁽⁵⁾．例えば国の沿岸での生物調査は1年かけて特定の県の沿岸を大規模調査するといったものであり⁽⁶⁾，広範囲を頻繁に継続的に調査しデータを蓄積することは不可能であった．

4.2　大規模データ収集をひらく環境DNA分析

　このような状況を一変させる可能性があるのが環境DNA分析である．環境DNA分析は，環境中に含まれる組織片のDNAを解析することで，生き物調査を行う手法である．フィールド調査は採水とフィルタろ過のみと簡便であり，解析もPCR分析による大規模解析が可能であることから，今までとは比較にならないほど広範囲な調査範囲と調査頻度で大量の生物分布のデータが得られることが可能となることが期待される⁽⁷⁾．

　近年，当初淡水域に適用がされていた環境DNAの手法が，海域にも適用可能であることが明らかになってきた．海水中には，生物の体から排出された皮膚や粘液，糞便などのDNAが存在しており，そのDNAを検出することによって，生物の種類と量が推計できる⁽⁸⁾．

4.3　環境DNAによる生息生物の推定

　次世代シーケンサを用いてサンプル水中に含まれるDNA情報を読み取り，DNAデータベースと照合することで，ある特定の海域に生息する生物の種類組成（生物相）を網羅的に調査することができる．魚類層の分析の場合，魚共通の塩基配列に結合するプライマーを用いるMiFish法と呼ばれる方法が発表されている⁽⁹⁾．クラスタリングと調査対象生物の同定については「Claident」などのパッケージが知られており，読み間違い情報の除去など検出精度を上げる仕組みも提案されている⁽¹⁰⁾．生物相の調査結果は，Simpson’s indexなどの多様性指数を用いて評価をすることにも活用できる．例えば赤潮プランクトンが異常発生して単一種の構成比率が高くなるとサンプル中の多様性指数が低下するため，赤潮の早期検出に活用することも期待される⁽¹¹⁾．

4.4　環境DNAによる生息生物の量の推定

　相対的な生物量を推定することが可能となっている．同一サンプル水であれば，リアルタイムPCRを用いてDNAの増幅の過程をモニタリングすると，相対的にDNA片が多く存在するサンプルほどDNAの増え方が速いことが検出できる．また近年では，別サンプル水であっても，反応液を数万の微細区画に分画し，ポジティブ反応のあった区画数をカウントできるディジタルPCRを用いることで，生物量を推定し比較することができるようになった⁽¹²⁾．