极地近岸海洋环境监测系统的研制及应用

目前极地海洋环境监测只能采用船基调查方式在南极夏季进行,在国家“十一五”863计划的支持下,设计研制了极地近岸海洋环境自动监测系统,该系统能够对包括温度、盐度、深度、pH、有效光合辐照度(PAR)、氧化还原电位(ORP)、叶绿素、海流等在内的生态要素及动力要素进行自动长期监测.该系统布放在南极长城站近岸海域,获得了大量...     

南极长城湾海域海洋环境监测系统上位机软件设计

在十一五"863"项目"极地近岸海洋环境监测系统"支持下,进行南极长城湾海域海洋环境实时监测系统的研制。为实现数据的实时传输进行软件设计,重点进行了上位机软件设计。根据整套监测系统的功能需要提出了上位机软件的主要功能和工作方式。上位机软件采用VB6.0作为开发工具,采用"问答"式对下位机进行控制,通过引用MSComm、Jmail、MSChart等控件或组件,采用功能模块化的设计方式,实现了上位机软件发送控制指令,接收、显示、保存采样数据,自动发邮件以及数据回放功能。     

极地环境监测网的设计及其在南极普里兹湾的应用

为了保护南极和北极的生态系统和环境,中国自20世纪90年代初开始推行和实施了极地环境监测计划,部署了各学科监测传感器阵列;采集了多学科数据,包括海洋、大气、冰冻圈、生物圈等主题;架构了"R/V雪龙号破冰船—极地考察站—国内基地"之间的快速数据传输网络;建立了海洋环境监测系统、太阳能地面空间监测系统、生态环境监测系统等系列监测系统。为了实现长期监测,达到预测和预警目标,本文针对国内外现状,在现有基础上设计了一套中国极地环境长期监测网(Polar Environment monitoring network of China,CPEMN)。该监测网集成各监测系统并在监测指标设计上覆盖我国极地所有常规监测/观测任务,且根据国际科研动态和长期监测规划拓展了预期监测范围。最后本文利用南极普里兹湾进行的破冰导航应用示范验证了CPEMN具有可执行性。     

近海海洋信息实时采集传输系统设计与实现

近海海洋环境是最易受污染的区域，实时对海洋信息进行监测对近海养殖业、渔业有重要的作用。传统信息采集方法效率低下、传输距离近、能耗高、数据采集不准确，针对上述问题，设计了一种实时海洋信息采集传输系统，采集终端能够自动采集近海海洋环境的温度、溶解氧、pH值并通过无线网络将信息传给岸基协调器，岸基协调器可通过提出的二次卡尔曼滤波方法对信息进行滤波处理并由4G网络将信息上传至云平台。实验结果表明：系统能够对近海海洋环境进行信息实时采集，采集数据误差小，具有较高的一致性，功耗低，用户可随时随地查看信息。     

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。     

我国拟在南极地区建立遥感卫星接收站

国家卫星海洋应用中心、国家海洋环境预报中心主任蒋兴伟日前透露，我国拟在南极地区建立遥感卫星接收站，以完善海洋卫星应用体系，从而进一步加强对全球海洋环境的实时监测，为我国应对全球气候变化提供数据支持。     

北部湾海面基于地波雷达观测“天兔”台风风场

为研究"天兔"台风对北部湾海洋环境造成的实时影响,在台风经过期间运用岸基高频海态雷达对北部湾海洋进行遥感探测。根据海洋回波多普勒频谱的形成机理,以及回波频谱特性随风信息变化而发生改变的原理,从台风环境下的雷达回波信息中提取风信息参数,并把它应用于"天兔"台风影响下的北部湾海域,进而形成实时的海域风场信息,为研究台风海况下的北部湾海洋环境提供风场信息支持。     

西太平洋深海科学观测网的建设和运行

西太平洋科学观测网是由中国科学院海洋研究所自主建成的大洋观测网络。深海数据的连续获取和实时传输对海洋与气候预报和海洋环境安全保障意义重大,世界海洋大国纷纷致力于其关键技术和系统集成的攻关。在中科院战略性先导科技专项的资助下,中科院海洋所经过统筹安排和周密部署,3年多来先后组织西太平洋综合考察航次3次,成功布放和回收深海潜标73套次,建成了由16套深海潜标组成的我国西太平洋科学观测网并实现稳定运行,获取西太平洋代表性海域连续3年的温度、盐度和洋流等数据。在2016年航次中,中国科学院又攻克了潜标数据长周期稳定实时传输的海洋观测难题,实现了深海数据的"现场直播",截至2017年9月,深海数据已成功连续实时回传260余天。以此为标志,我国的大洋科学观测网建设实现了批量化、标准化和常态化。深海观测数据的长时间连续积累和实时化传输,将提升我国深海科学研究能力,加速我国海洋与气候预报业务系统建设步伐,满足海洋强国建设、"一带一路"倡议对海洋环境安全保障的重大需求。"十三五"时期,我国正全面推进深海进入、深海探测和深海开发的深海战略,深海科学观测网建设技术和潜标数据实时传输技术对我国深海探测能力的提升意义重大。     

芦潮港潮位站在线监测数据比对结果统计与分析

我国研究人员已在海洋环境监测中大力开展在线监测工作,监测数据的可靠性是在线监测系统推广的基础。为充分发挥潮位站的区位优势,提升海洋站监测自动化水平,丰富海洋监测数据,选取芦潮港海域为监测对象,与国标法数据进行比对分析,以评估在线监测系统数据的可靠性。结果显示,连续监测数据变化趋势符合监测海域水质的季节自然变化趋势,且与国标法数据具有良好的一致性,在线仪器法数据的偏差分析满足规定要求。该在线监测系统可用于开展海水水质实时连续监测,实现水质监管的自动化运行。     

NOAA的海洋遥感

美国国家海洋与大气管理局(NOAA)下属的国家海洋服务处(NOS)对遥感应用有很长的历史，负责对海岸带和海洋环境进行实时监测。美国建议整合海洋观测系统，以便保持其在海洋监测和研究领域中的领先地位。本文简述了该机构利用遥感方法在海岸带及海洋监测和研究中的应用。     

海洋水文气象数据实时传输系统的设计与实现

针对目前我国海洋调查测量中水文气象数据传输实时性不强的现状,采用我国自主研发的"北斗"卫星导航系统作为无线信道单元,根据水文气象调查设备现状和调查模式,分别在指挥中心和测量终端搭建硬件平台,并研制专用测控软件,设计研制了海洋水文气象数据实时传输监控系统,实现了实时水文气象数据传输及指令交互,达到了提高调查测量数据的质量和调查测量作业效率的目的,为构建突击性强、反应迅速的海洋环境保障作业及实现高效率应急机动测量提供了有效技术手段。该系统的应用对水文气象调查数据的实时高效传输及实时调整调查测量计划任务都具有战略性的意义。     

集成式船载气象水文实时数据获取系统设计方法研究

实时获取大范围海域的气象水文数据对海洋防灾减灾、海洋搜索营救、海洋气象预报和模式计算、以及海洋科学研究等各项海洋活动都具有至关重要的作用,但由于人力、物力以及财力等资源限制,这项工作很难实现并长期维持。集成式船载气象水文实时数据获取系统将传感器、采集器、控制台和数据库集于一体,完整地实现了气象水文实时数据获取的整个流程。同时,利用志愿船将该系统携带到各大海域,从而实现实时获取大范围海域的气象水文实时数据的功能。该系统功能完善,结构紧凑,在船体上的安装部位比较集中,在不影响志愿船正常工作的前提下,以较低的成本可实现实时数据获取的功能,从而为各项海洋活动提供有力的支持。     

区域性海洋环境立体监测和信息服务系统集成技术

海洋环境立体监测和信息服务系统高新技术 ,包括近海环境自动监测技术、高频地波雷达海洋环境监测技术、海洋遥感环境监测应用系统技术、系统集成和信息产品技术 ,并按照模块化、网络化的原则将以上技术成果在上海集成为一个业务化运行的海洋环境立体监测应用示范系统。该系统将对上海和浙江海区实现从空中、水面和水中的多平台实时监测 ,并利用现场获取的水文、气象、污染 /生态等环境要素的监测数据 ,制作出预报、后报、统计分析和专项服务的信息产品 ,进而能有效地向示范区用户提供各种形式的信息服务。该系统为我国沿海地区发展海洋经济…     

海上锚定抗冰环境监测平台技术研究

海上锚定环境监测平台是海洋环境长期定点立体实时观测的基本手段,是海洋环境监测的重要技术装置。它可以在无冰海域实现无人值守的全天候、全天时观测,不仅可以观测海面附近的环境参数,还可观测水下剖面环境参数。冬季海洋结冰区域的环境监测数据长期缺失,一定程度上影响了海洋观测和海上资料的连续性,给预警预报、科研生产、国防建设和海洋开发等人类活动带来重大影响。文中提出了困扰我国科研及预报等部门的冬季冰期海洋环境监测数据缺失的问题,通过对锚定抗冰平台工作载荷的理论分析和结构设计计算,可为具有抗冰能力的平台结构设计和锚泊系统设计提供依据,完成海上相对固定抗冰平台系统的样机研制,对实时获取海上冰期和非冰期连续现场数据,以及海上抗冰平台的产业化具有重要意义。     

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。     

海洋环境立体监测系统的设计方法

“九五”和“十五”期间,在国家海洋863计划的支持下,我国分别在上海和台湾海峡及毗邻海域建立了两个区域性海洋环境立体监测示范系统。在这两个示范系统的技术研究成果的基础上,通过分析国际海洋立体监测系统的设计模型,提出了区域性海洋环境立体监测系统的设计原则和设计方法,包括:系统结构、数据与信息服务通信网络、数据处理中心、数据流程以及系统功能等方面的设计方法。     

基于海洋生态文明及绿色发展的海洋环境实时监测

随着海洋强国战略的全面实施,海洋生态文明建设作为生态文明建设的重要组成部分已经上升为国家战略,绿色发展强调转变传统海洋经济发展方式,注重海洋资源保护和生态环境修复治理,是实现经济、社会、资源、环境协调发展的新型发展模式。海洋环境监测是认知海洋环境现状、保障海洋生态文明建设和海洋经济绿色发展的重要技术手段。文章论述了海洋生态文明和绿色发展的内涵,给出了海洋生态文明示范区(试验区)和海洋生态红线区两大海洋生态文明建设载体,重点论述了当前以海洋水质浮标、海洋水文气象浮标、波浪浮标、潮位站(验潮井)、高频地波雷达、Argo浮标等为主的海洋环境在线监测和海洋遥感监测技术手段。从构建"岸-海-岛""天空-海面-海底""点-线-面-层"立体化、全方位、实时监测系统,推进在线监测关键技术攻关及配套服务建设等方面进行了展望。     

基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统

为提高我国海洋环境监测技术水平,保障海洋环境信息安全,文章基于我国自主研发的北斗卫星导航系统,设计海洋环境监测系统。研究结果表明:基于北斗卫星导航系统的海洋环境监测系统包括北斗海洋环境监测终端和海洋信息综合服务平台2个部分,具有实时定位、实时监测、数据处理、信息预警、电子围栏、数据总览和用户管理7项功能;终端集成微控制单元和传感器等模块,平台包括服务器等硬件和数据处理等软件;经实地部署和严格测试,系统功能和性能均达到设计要求,且安全、稳定、方便和实用。     

国际海洋观测技术发展趋势与中国深海台站建设实践

20世纪80年代以来,海洋观测呈现"多元化、立体化、实时化"的发展趋势,地区和国家的海洋观测系统在关键海域发挥着重要作用。随着技术的发展和理念的创新,区域海洋观测系统被广泛应用并得到不断完善。国际海洋观测台站如英国爱尔兰海区域、美国卡罗来纳州海区和加拿大维多利亚海底实验观测网的多元化观测系统(VENUS)都是值得借鉴的例子,他们把多元化、立体化的实时测量数据与海洋物理、生态和生物化学模式紧密结合起来,实现了海洋环境的可预报性。同时,美国、英德法等国和日本实施的一系列海底观测系统,使海洋观测更加完备化。在这种国际大背景下,我国积极推进的海洋观测研究网络工程中的第一个深海台站——西沙海洋观测研究站在2008年已经建设完成并投入运行,该台站实现了长时效的多参数海洋环境实时监控。西沙观测系统主要包括自动气象站、岛屿外缘坐底式海底和海底边界层观测子系统、生物捕获器、西沙上层海洋环境观测子系统和海洋光学监测子系统等。由于海洋环境结构复杂、工作环境恶劣以及资源缺乏等因素的影响,海洋观测一直是高风险的工作。最后希望通过比较国内外观测系统,中国海洋观测事业能够学习国外先进的思路和技术,自身取得更大进步。     

海洋环境预报数据传输网络构建

介绍海南省海洋环境预报数据传输网络及其构建方案.该网络以同步数字体系为主要组网技术,建设实时资料传输系统和实时数据广播系统的平台,在此平台的基础上建设气象、海洋基础资料(准)实时接收系统,风暴潮、海浪灾害会商系统和信息发布系统.