在2011年，美國綜合海洋感知系統辦公室發表《美國綜合海洋觀測系統：全面能力藍圖》，明確了天氣與氣候、海上行動、自然災害、國家安全、公共衛生、生態健康、資源持續等7 項基本目標優先考慮的風向風速、流量、海平面、表面波、表層流、冰分布、鹽度、溫度、水深等26個變量。2012年，IOOS對全球海洋感知系統的全球貢獻率為62%。目前，IOOS觀測體系共有18個聯邦機構參與，由11個子系統組成，包括535個岸基臺站、132個高頻地波雷達站、258個浮標或海上平臺。此外，還有滑翔器和動物遙測系統，以及在全球範圍的240艘左右的志願觀測船。
⑶沿海海洋自動觀測網
美國的沿海海洋自動觀測網（C-MAN）從20世紀80年代初開始建立，利用衛星、網絡等通信手段，綜合集成58個自動站、71個浮標和30個地面觀測站，可迅速匯集各海域觀測數據。C-GOOS系統是90年代發展的高度集成的、面向海洋生態環境觀測的近岸海洋觀測系統。該系統通過遙感、海洋儀器等手段獲取海洋環境數據，提供多源數據的統一管理、預報模型優選、信息產品生成等眾多功能。
⑷在無人艇自主感知技術層面
自20世紀90年代以來，美國在研發無人艇方面各自具有一定的技術優勢，任務領域逐漸拓展，注重將已有成熟的無人機雷達技術用於無人艇的探測。據近期發展動向，新一代無人艇將是一種高度集成化平臺，攜載有各種傳感器設備，功能多樣化。如目前美軍DARPA 開展的UNV型號515X研究，其雷達用來探測和跟蹤潛望鏡和通氣管，以及進行日常海面和空中監視，考慮在AN/APY-10和AN/APS-147中選型。AN/APY-10的感知距離為370km（3級海況下，RCS=10000m2），全方位覆蓋，處理目標數256個（潛望鏡探測、SAR及海面搜索模式）。
⑸北極觀測預測項目
美國國家科學基金委資助的北極觀測預測項目，擬在開發一個大尺度、長期的陸基、海洋和天基傳感器觀測網基礎上，及時獲取北極環境變化的觀測和預測信息，並對北極環境變化的未來影響預測和評估。目前正在開發觀測儀器，對北極冰覆蓋下的海冰進行全年不間斷地觀測。
⑹美軍航母編隊與海洋環境氣象保障
為滿足美軍航母編隊作戰的海域海洋環境特徵參數獲取、以及海洋環境變化對航母編隊作戰行動的影響分析、預測和評估等需求，美軍以「岸基保障機構為主，艦基保障機構為輔」為原則，通過衛星/雷達遙感、遙測浮標系統和航母編隊自身的水文氣象保障裝備等手段完成環海洋境觀測與保障，其保障體系包括戰略、戰役和戰術等3個層次，具備保障理論成熟、保障組織完善、網絡傳輸技術先進、傳感器體系完備等特徵，其能力能夠精確覆蓋航母作戰海區、武器系統和作戰樣式。
美國海洋環境觀測系統的發展特徵是「理念超前、技術先進」，其海洋環境信息技術在國際上處於領先地位，經查閱大量文獻與總結分析，其特點如下：①海洋環境保障體制完善高效；②將海洋環境研究納入「海上力量體系」；③海洋環境保障體系產品強化戰術性；④出臺2020 聯合作戰氣象海洋保障構想作為指引，將氣象和海洋保障融合網絡中心戰模式。
⒊ 俄羅斯
俄羅斯認為作為基礎支撐的海洋環境信息技術發展應注重軍事效益，走軍民融合發展的思路。海洋環境保障在部隊訓練和戰鬥力生成中發揮著重要作用，保障效益得到重點關注，保障信息產品的質量以及指揮員對保障信息產品的正確理解和應用決策能力是影響保障效益的重要因素。俄羅斯始終堅持「國防優先」的原則開展海洋環境信息技術研究，要求所有涉及海洋環境信息管理的部門，都要無條件地將所獲取的信息和預報產品輸入到國防資料庫中，為戰場環境建設和遂行軍事海洋環境保障提供服務。
20世紀70年代末，蘇聯國防部為海軍研製了海洋大氣電磁波折射效應環境評估系統。目前，俄羅斯海軍擁有近50艘綜合海洋調查船。為適應國家海洋戰略發展，俄羅斯海軍於1998年組建了海洋環境信息交換、處理與分發中心，即海軍「373 中心」，旨在為未來海戰場實現數位化與海軍大洋活動提供支持和有效保障。在俄羅斯海軍的戰鬥使用條令中也要求艦艇指揮員掌握各類武器使用的環境臨界條件和海洋環境變化動態，以把握有利戰機。
俄羅斯海洋環境觀測系統的發展特徵是「注重實效、堅持國防優先」，其特點如下：①軍民一體建設戰場海洋環境；②艦艇作戰海洋環境信息要求高，重視作戰指揮應用。
⒋ 日本
日本是一個海島國家，深受海洋災害的困擾，十分重視海洋環境觀測。日本在海洋領域的研究走在世界前列，早在20世紀30年代就積極開展海洋環境觀測研究；70年代後，大力發展大洋浮標觀測網（如TAO/TRITON）和近海觀測網，形成覆蓋面較廣的海洋觀測系統，極大促進海洋經濟發展。
日本海洋環境保障體系具備強大的戰時民用轉軍用體制。日本陸海空自衛隊的綜合氣象保障系統始終與日本氣象廳資料庫聯網，接收氣象廳發布全國各地的數據信息和海上船舶觀測數據信息，並與美軍交換信息，信息來源廣，精度高。目前，日本獲得世界氣象組織（IWO）授權，發布西太平洋水文氣象預報產品，海洋氣象工作在亞洲處於領先地位。
日本東京大學2003年啟動了深海地震觀測網（ARENA）項目， 用於觀測地震、生物等信息。2006年日本又啟動了DONET取ARENA，在海底以15～20 km的間距部署22套現代化海底測量儀器陣列，長約300km。DONET2與2010年開始建設，建設規模更大，包含450km的主幹纜線系統，其中2個地面觀測站、7個觀測臺站和29個觀測點。2015年開始運行。
為了打破戰時氣象封鎖，日本高度重視海洋環境觀測體系的建設。葵花-1號氣象衛星發射後，每隔4～5年就發射一顆葵花系列衛星。同時日本已建成了由岸海空天多維觀測組成的海洋環境立體觀測體系，能夠實時觀測關注海域的海洋環境狀況。另外，日本氣象部門大量利用商船和漁船開展海洋環境觀測，對西北太平洋海洋環境變化的了解掌握比較透徹，特別是在黑潮區觀測方面處於國際領先水平，能夠製作試驗性的黑潮預報產品。
日本海洋環境觀測系統的發展特徵是「寓軍與民、國家利益至上」，其特點如下：①海洋環境預報技術世界領先；②擁有先進的海洋環境觀測體系；③服務於軍事目的的海洋調查測量從未間斷。
⒌ 其他地區與國家
此外，為爭奪海洋資源和擴大勢力範圍，其他國家和地區紛紛規劃和建設了軍民兼用的海洋觀測體系，進行海洋環境和目標的長期實時觀測，用於海洋科學研究、環境調查、資源勘探、氣象預報、災害預警及對水下目標實時觀測。如挪威Seawatch Europe海洋綜合觀測系統可提供海洋觀測數據並和相關預報產品，系統服務趨向綜合化。其系統也推廣到在歐洲北海和東南亞眾多國家，取得較好效果。