水质监测浮标数据采集和接收系统设计及其应用

1)文章设计了水质监测浮标数据采集系统, 该数据采集系统包括CPU模块、控制保障模块、通讯定位模块以及接口扩展模块; 采用CF2主板为CPU模块, 辅助以单片机为核心的多功能板, 主要用于完成采集数据、保存数据、通讯等工作; 控制保障模块设计有双“看门狗”, 实现了无人值守、全天候、全过程安全工作。2)文章还设计了水质监测数据远程接收系统, 该远程接收系统主要包括数据接收模块、数据处理模块、系统预警模块和数据显示模块等四个部分, 具有操作简便、自动化程度高、图形显示直观简洁易读等特点, 实现了数据接收、存储、显示及预警等功能。     

基于物联网的近海岸水质监测平台方案设计

近年来,海洋生态环境保护逐渐受到社会的重视,海洋环境监测活动与研究开展得越来越频繁。其中,水质监测是重点研究的内容之一,而水质在线监测方式可解决传统人工定点釆样监测时效性不足的问题。本文基于物联网（Internet of Things, IoT）技术,设计了一种实用的近海岸水质在线监测方案。该方案整合了具有通信距离远、抗干扰能力强的LoRa（Long Range Radio）无线通信技术、传感器技术、Web技术以及微信小程序技术,可实现近海岸水质监测数据的实时采集、处理、传输、存储、共享、展示、管理和控制,满足近海岸水质监测、渔业养殖监测和海洋牧场监测等多种近海固定点监测应用的需求。此外,本文还对设计的方案进行了原型系统实现与系统测试,结果表明设计方案可支持以无线方式对近海岸区域水质的智能化和长期性远程监测,有效改善了现有近海在线系统存在的监测距离较近、成本高、布设不够灵活和抗干扰性较差等不足。     

海底动力环境原位监测中数据管理系统的设计

海底动力环境原位监测在海底监测中的重要性不言而喻.而数据管理系统是海底动力环境原位监测中的核心模块.数据管理系统以ARM9为硬件核心、Linux2.4.20为软件平台,集成三台深海仪器,为岸上基站与深海仪器之间提供实时的、可靠的控制及数据接口.经实验验证该系统可以稳定地为岸上基站提供实时动力环境数据,最后提出了系统还待完善的几个问题.     

近海污染/生态环境自动监测装置--水质监测浮标

本文介绍了863－818支持研究的最新成果“近海污染／生态环境自动监测技术（水质监测浮标）”的功能，特点及关键技术，它利用海水营养盐现场自动分析仪和水传感器，pH，溶解氧，温度，盐度）集成自动水质监浮标，主要应用于河口地带，排污口附近海域经洋增养殖区，自动完成数据采集，处理，存储及储输，实时，连续地为水质污染监测，海洋水产养殖提供服务，同时为海综合管理和海洋科学研究提供基础数据，该成果对于我国海洋环境立体监测网的建设具有重要的意义。     

水质参数在线监测及远程传输系统的研制

本文讨论了 1种具有远程数据传输功能的水质在线监测系统的研制与实现。它以 AT89C51单片机为核心器件 ,构成监测 5项水质常规参数的在线监测仪器 ,并通过公共电话网 ,将这些水质参数传送到远端的监控中心 ,提高了水环境监测的自动化水平 ,降低了水质在线监测设备的成本 ,在基层水环境监测部门及水处理厂具有推广价值。     

浅谈水质在线自动监测系统在象山港进行海洋环境监测的应用

象山港海域的开发和管理活动需要准确、高效、可靠的海洋环境监测数据,水质自动监测系统实现了水质的自动、连续监测和数据远程自动传输,具有明显的社会效益和经济效益,能在象山港海洋环境监测、赤潮预警预报、海洋污损事件应急监测、海洋生态环境和渔业资源保护方面发挥积极的作用。     

海上风电基础结构安全监测系统开发与应用研究

海上风电基础结构的安全是风电场安全运营的重中之重,因此需要对海上风电基础结构的受力状态、振动状态、腐蚀情况进行实时、准确的监测,文章基于以上需求,开发一套基于物联网技术和云平台技术的海上风电基础结构安全监测系统,可满足海上风电基础结构安全自动监测的要求,集数据实时监测与传输、远程测控、数据分析与预警等功能于一体,可远程读取风机基础结构在各种工况下的结构安全数据,并进行结构安全评估、分析,为全面分析风机基础结构的寿命及安全性提供了数据支撑。     

数据监控系统中监控软件的实现

本文主要介绍了国家海洋863计划中的818－01－04课题（上海海洋环境立体监测和信息服务系统）中的数据监控系统在编制中的设计思想和有关技术，数据监控系统是在广泛的对国内外的相关资料进行深入调研和学习后，根据本项目具体的要求，利用当今先进的系统设计理论和计算机软件地工程工技术进行系统功能的设计，并采用了依先的软件编程技术，完成了本课题中监控平台的制作，本系统软件主要是运用Delphi3,VC 5.0进行编制的，同时使用了SQLSVERVER6．5数据库管理系统进行后台输数据的存储管理，在数据的传输控制和数据处理过程中，系统还利用了远程数据文件传输技术FTP和互联网技术INTERNET以及拔号进行数据传输技术等，系统在近半年运动中，系统功能稳定，数据处理及时准确，同时通过了海洋863专家的鉴定，并得到同行业及用户的好评。     

走航式水质采集监测平台的构建

走航式水质采集监测平台是近年来发展的一种新型海洋监测方式,适用于近海海域、水库、河流、湖泊等多种水体的水质监测,可以实现水质采集监测自动化,有助于对重要监测单位实施自动化监控管理。近海走航式水质采集监测平台是多学科的集成和整合。平台采用双体船、双螺旋桨全密封结构,在虚拟仪器软件的控制下,可以实现自主规划路径、自主导航和自主避障、智能采集水样和实时传送监测数据等功能。自诊断自确认系统保证了近海走航式水质采集监测平台系统的安全运行,以太阳能和锂蓄电池为混合动力、无二次污染。通过实际海洋环境测试,证明了该平台具有很强的实用性和广阔的应用前景。     

基于LabVIEW队列状态机的岸基海洋水质集成在线监测系统控制方法研究

随着经济社会的发展,海洋环境监测受到越来越多的关注。针对当前海洋环境监测中,采用海洋水质集成在线监测系统,开展现场自动化监测的实际需求,以国家海洋技术中心自主研发的四参数水质仪、浊度传感器和营养盐自动分析仪为基础,开发岸基海洋水质集成在线监测系统。按照海洋水质集成在线监测系统的总体工作顺序,将工作流程划分为多个状态进行管理。应用LabVIEW编程语言,采用队列状态机,对各状态进行合理安排,最终实现了岸基海洋水质集成在线监测系统工作流程的有序调度以及可靠控制。     

Distributional characteristics of grain sizes of surface sediments in the Zhujiang River Estuary

Distributions of the parameters of sedimentary grain sizes and their correlations were studied to trace the sources of silts and their movement trends in the Zhujiang River Estuary based on the analyses of grain sizes from more than 1080 sedimentary samples. The distributions of the median diameter, public value, quartile deviation, and skewness of sediments were complex in the Zhuiiang River Estuary mainly because of the impact of the matter source regions, distances from the source regions, and hydrodynamic conditions, such as waves, tidal currents, and coastal currents. Analyses of the parameters of the grain sizes for the various types of sediments showed that the distributions of the surface sediments in the Zhujiang River Estuary were controlled by many factors. Their matter sources were mainly the sediments discharged from the runoffs and ebb tidal currents, and from the open sea. The sediments mainly moved by suspension movement. The silts formed a large area of sediments with suspended fine silts in the Zhujiang River Estuary by internal adjustment transportation in the area, and moved toward the western coast of the Zhujiang River Estuary under the effect of Coriolis forces and coastal currents.     

HY-1C Coastal Zone Imager observations of the suspended sediment content distribution details in the sea area near Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge in China

The impacts of the Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge (HKZMB) on suspended sediment content (SSC) were analysed in the Zhujiang River Estuary based on data from HY-1C, which was launched in September 2018 in China, carrying Coastal Zone Imager (CZI) and Chinese Ocean Color and Temperature Scanner on it. A new SSC inversion model was established based on the relationship between in-situ SSC and the remote sensing reflectance in red and near-infrared bands of CZI image. HY-1C satellite data obtained from October to December 2019 were applied to retrieve SSC in the Zhujiang River Estuary. The results show that SSC around the HKZMB is ranging from 20 mg/L to 95 mg/L. SSC change obviously on two sides of the bridge. During flooding and ebbing period, SSC increases obviously downstream of the bridge. SSC difference between upstream and downstream is ranging from 5 mg/L to 20 mg/L. Currents flowing across the HKZMB, the change trend of SSC in most places upstream and downstream is almost the same that SSC downstream of the bridge is higher than SSC upstream. The tidal currents interact with bridge piers, inducing vortexes downstream, leading the sediment to re-suspend downstream of the bridge piers. Other factors, including seafloor topography and wind, can also contribute to the distribution of SSC in the Zhujiang River Estuary.     

珠江口悬浮泥沙迁移数值模拟

建立了珠江口海域三维悬浮泥沙的非饱和输沙数学模型,并与珠江口三维水动力斜压模型耦合,对悬沙迁移分布进行了模拟。模型由4个点的逐时实测含沙量过程进行了验证。各点模拟含沙量与实测含沙量吻合较好,表层分布与同期珠江口悬沙分布遥感图像基本一致.模拟结果表明,珠江口海域悬沙分布分层明显,河口附近水域大多为底层含沙量大于表层,但在盐淡水交汇处出现中层含沙量最小的情况总体上,自各个口门输出的泥沙受沿岸流作用向西南万向输送明显。大多数河口落潮时相对涨潮时含沙量等值线外移,反映珠江口水域悬浮泥沙主要来自河流。     

利用遥感与GIS分析珠江口番禺段近20a来的沿岸变化

近20a来，珠江口沿岸的变化令人瞩目，以沿岩变化较大的番禺段为例，利用动态获取的遥感信息，经过对遥感图象的分析处理，特别是自动分类中采用了混合训练方法使遥感图象分类精度得到了提高，同时在岸线推移监测中采用了多时相遥感影象融合技术，使岸线变迁一目了然，结合GIS，分析了近20a来（1978-1998年）番禺区的水陆变迁、绿地变化、城镇扩展和围垦发展，说明了了利用先进的遥感和GIS技术可以高效地监测珠江口岸区变化。     

珠江口海域a_g(440)遥感模式研究及应用

有色可溶性有机物质(Coloured Dissolved Organic Matter,CDOM)直接影响着海水的光学性质,为水体有机污染物含量遥感反演的基础参数之一。在水色遥感研究领域,一般用440nm波长位置的吸收系数ag(440)来表示其浓度,因而建立ag(440)遥感反演模式,对于掌握相关海域CDOM浓度的空间变化规律及进一步提取其他水环境参数具有重要的作用。利用2013年11月和2014年2月两个航次在珠江口海域现场采集的表观光学量及固有光学量数据,建立了基于HJ-1/CCD卫星传感器的ag(440)遥感反演模型,并应用于珠江口海域,得到该区域2012年1月至2014年6月晴天CDOM浓度空间动态分布图。研究结果表明:(1)现场测定的珠江口海域ag(440)在0.1~0.3m-1,且不同断面ag(440)呈现出一定的规律性变化;(2)利用现场实测数据对遥感模式估算值进行验证,计算出估算值的相对误差为9%,表明所建立模式具有较高的准确率;(3)遥感反演的CDOM空间分布数据与实测数据得到的分布特征基本吻合,整个珠江口及其邻近海域ag(440)的数值范围为0.07~0.31m-1,而且珠江口西部海域ag(440)高于中部和东部海域。     

珠江口伶仃洋海域营养盐的历史变化及影响因素研究

根据2006年丰水期和枯水期对珠江口伶仃洋海域的调查资料,分析了该海域营养盐的现状,发现丰水期NO₃-N和SiO₃-Si含量呈自口门向外逐渐降低的变化,NO₂-N和PO₄-P高值区则集中在深圳附近海域,枯水期各项营养盐均呈自口门向外逐渐降低的变化。结合1990年、1998年、2001年3个年份的资料,分析了珠江口邻近海域5项营养盐(SiO₃-Si,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P)近20 a来的变化规律,并对其影响因素进行了探讨和分析。结果发现,NO₃-N,NO₂-N,NH₄-N和PO₄-P含量呈现显著上升趋势,DIN/DIP呈下降趋势。NO₃-N和SiO₃-Si含量丰水期显著高于枯水期,NO₂-N和PO₄-P则相反,径流携带作用是NO₃-N和SiO₃-Si的主要来源,而径流对NO₂-N和PO₄-P则起稀释作用。另外农业施肥的影响、围填海造成的海域面积缩小以及网箱养殖业饵料的不合理投放亦是造成珠江口伶仃洋海域DIN,DIP含量上升的因素。     

Environmental monitoring of the Zhujiang Estuary and its coastal waters

The Zhujiang (Pearl River) Estuary is a complex water system whose catchments basincovers a very large part of southern China. The large quantity of fresh water carried by the river system flows into the northern coast of the South China Sea through its eight inlets. The Zhujiang River Delta has experienced the fastest economic growth in China during the past two decades. Rapid population expansion and increased industrial development coupled with insufficient waste management turned the Zhujiang Estuary into waste disposal channels just before entering the coastal waters. The water quality of the estuaries and the coastal oceans has become polluted. During the past two years, an intensive study and monitoring efforts of the pollutions of these waters have been made. A systematic and integrated monitoring task including shore-based measurements, shipboard in-situ measurements, and satellite and radar remote sensing surveys has been completed. Comprehensive collection of physical, chemical and biological     

基于AISA+机载高光谱的海上石油开发溢油监测研究——以珠江口海域为例

采用中国海监南海航空支队在珠江口石油平台执法中获取的机载高光谱溢油数据,对AISA+机载高光谱数据特点进行了分析,并对石油开发平台周围的油膜和海水进行了分析研究,尝试进行基于AISA+机载高光谱遥感影像的珠江口石油平台油膜分布自动提取,对获取的机载高光谱数据进行辐射定标和地理几何校正,得到了地物表现反射率数据;分析了太阳耀光产生的原因,根据获取的高光谱数据特点及水体光谱特性进行太阳耀光的消除,获得了较好效果;采用阈值法进行溢油分布的提取,便于应用于实际工作中.并采用等密度分割法,对溢油的污染程度做了半定量研究.     

Fluxes of riverine nutrient to the Zhujiang River Estuary and its potential eutrophication effect

The Zhujiang River Estuary is becoming eutrophic due to the impact of anthropogenic activities in the past decades. To understand nutrient dynamics and fluxes to the Lingdingyang water via four outlets(Humen,Jiaomen, Hongqimen and Hengmen), we investigated the spatial distribution and seasonal variation of dissolved nutrients in the Zhujiang River Estuary, based on fourteen cruises conducted from March 2015 to October 2017,covering both wet(April to September) and dry(October to March next year)...     

黄茅海河口潮波的传播特征与机理研究

黄茅海位处珠三角的西南,潮波自外海向陆的传播过程中,潮差和潮波性质都发生复杂的变化,对其传播过程及背后机理的研究具有重要的理论和实际意义。采用环境流体动力学(Environmental Fluid Dynamics Code, EFDC)模型,通过不同时段的观测资料对模型进行良好验证后,分析了枯季和洪季时潮波在河口内传播过程中的潮差变化、水位与流速的相位关系的变化情况,探讨了合山水闸的存在以及黄茅海与珠三角河网的相互作用对河口潮波的影响, 结果表明地形变化、摩擦力作用、入射波与反射波的叠加是造成潮波沿程变化的主要原因,合山水闸形成的反射波影响范围可达上百千米,而黄茅海与珠三角河网的相互作用减小了河口的潮差。珠三角的磨刀门河口与伶仃洋—虎门—广州河口的潮波传播表现出与黄茅海河口的不同特征。