走航式海洋观测平台设计及其初步应用*

缺乏现场海洋观测数据是限制我们进一步认识海洋的瓶颈之一。文章设计了具备远程遥测功能的全自动海洋监测平台, 该平台无人值守、采用走航观测方式自动获取长时间序列海洋监测数据。此研究还对该平台进行了近海和远洋走航共两次验证测试。结果表明, 该平台稳定可靠、兼容性好, 走航数据符合所监测水域的水体特征, 可用于探讨相关参数的变化特征, 揭示事件和过程的机制机理。如果将该平台搭载于轮渡、渔船等非科考船, 则可以在现有海洋技术条件下, 高效地获取更大的空间和时间尺度的实时大数据, 为解决海洋观测数据缺乏的问题, 提供一种技术手段。     

海洋-大气二氧化碳通量的观测技术

大范围稳定地获取海洋-大气系统中二氧化碳的精确数据,是海洋科学、大气科学以及全球变化科学和可持续发展科学计划中的重要任务.准确评估海-气CO2通量需要对海洋和大气中相关参数的同步精确连续观测,需要发展和建立海-气CO2通量的立体观测平台.该观测平台包括岸基、船基、航空、卫星和浮标等系统,主要技术包括走航大气和海水观测技术、浮标海-气CO2通量观测技术、极区海洋-大气CO2通量的观测技术和遥感海洋-大气CO2通量观测和评估技术.     

船用走航温盐深自记仪

随着海洋科学的发展，在现代的海洋调查中，出现了多种新的观测手段及其相应的探测仪器。但调查船仍然是海洋调查的基本工具。为了获得准同时的海洋观测资料，船用走航自记仪器引起了人们的重视。最近几年发展起来的拖曳式仪器运载装置是实现走航观测的重要手段。     

走航式海洋观测平台设计及其初步应用

缺乏现场海洋观测数据是限制我们进一步认识海洋的瓶颈之一。文章设计了具备远程遥测功能的全自动海洋监测平台,该平台无人值守、采用走航观测方式自动获取长时间序列海洋监测数据。此研究还对该平台进行了近海和远洋走航共两次验证测试。结果表明,该平台稳定可靠、兼容性好,走航数据符合所监测水域的水体特征,可用于探讨相关参数的变化特征,揭示事件和过程的机制机理。如果将该平台搭载于轮渡、渔船等非科考船,则可以在现有海洋技术条件下,高效地获取更大的空间和时间尺度的实时大数据,为解决海洋观测数据缺乏的问题,提供一种技术手段。     

不同海水营养盐现场连续观测系统的比较研究*

海水营养盐自动观测技术是海洋观测技术的核心之一, 也是世界各国海洋观测技术发展的重点。本文概述了海水营养盐自动观测技术在海洋环境监测中的研究进展, 并基于航次的现场实践, 比较了海水营养盐自动观测设备的应用情况, 归纳了不同设备的优缺点。基于紫外光谱法的硝酸盐传感器(in-situ ultraviolet spectroscopy, ISUS)具有不需化学试剂、响应速度快、适合连续长期观测、耐压深度深的优点, 可广泛应用于海水和淡水环境的走航观测、现场剖面观测和浮标定点观测; 其缺点是测定参数少、灵敏度低。基于湿化学法的营养盐剖面自动分析仪(Autonomous Profiling Nutreint Analyzer, APNA)与连续流动在线分析仪(型号为QuAAtro)具有测定精度和准确度高、多营养盐参数同步测定的优点, 可用于浅水剖面和短时间连续观测, 但存在操作复杂、工作时间短、试剂用量大的缺点, 不适合长期时间序列或深水观测; APNA能进行原位观测, QuAAtro基于船载, 需要加载样品采集过滤系统。本研究基于以上实践与经验, 进一步探讨了现有海水营养盐自动观测技术目前所面临的技术瓶颈及未来发展趋势, 旨在为海洋现场自动监测仪器的选用提供参考。     

利用CCD成像技术进行渤海海冰观测探讨

利用CCD成像技术进行走航海冰观测是国际南极科学委员会海冰过程与气候项目制定的南极海冰观测方法的一部分.本文介绍了利用CCD成像技术进行海冰观测及其图像信息提取的基本原理,分析了该项技术在南北极海冰走航观测应用实践中的成功经验及问题所在,讨论了南北极与渤海冰情和调查作业环境的差异,探讨了利用CCD成像技术进行渤海海冰观测的应用前景.     

水下自航式海洋观测平台技术发展研究

水下自航式海洋观测平台是一种新型海洋观测平台，主要用于无人、大范围、长时间水下环境监测，包括物理学参数、海洋地质学和地球物理学参数，海洋化学参数、海洋生物学参数及海洋工程方面的现场接近观测。其特点是：成本低，环境适应性强，可冲破人工潜水极限而进入现场进行接近观测，免除了ROV需要水面支援母船的累赘，减少作业经费，体积小，使用方便，便于布放回收；可根据水声信号摇控或预置程序控制，按要求进行相关项目观测；有自主动力，水下运行时间相对较长，有源噪声低，可进行隐弊观测，正是基于以上的优点，近几年颇得海洋环境监测和海军方面的青睐，本文介绍了国际上水下自动观测平台的发展历史和现状，提出了我国开展研究水下自动观测平台的重要性及研究的面容。     

利用船载走航涡动相关资料分析北黄海海域大气湍流特征

利用船载涡动相关系统的走航观测资料,分析了北黄海海域大气边界层湍流特征,并初步讨论了走航观测方式的可行性。观测资料中,风速脉动功率谱有异常高值,经船体运动校正后可以去除。北黄海海域大气边界层中无量纲风速标准差与稳定度之间存在1/3次方关系;依据走航资料得到的拖曳系数与定点观测结果之间存在一定差异,但它们与风速之间的关系具有一致性。依据相似性理论并通过与定点观测结果的对比可见,走航观测方式能够获得海洋大气边界层的湍流特征,但走航观测资料在船体运动校正后出现低频功率谱值增大的现象,这可能与船体平移的低频变化未能被完全去除有关。     

半封闭海湾纳潮量的一种直接观测方法

文章推荐了一种半封闭海湾纳潮量的直接观测方法,主要利用ADCP在封闭湾口的观测断面上进行周期性的往还式周日连续走航观测,通过观测到的湾口流量变化序列直接计算海湾的纳潮量。文中提供了较为系统的观测方案以供借鉴。     

基于船舶走航拖曳观测的卫星遥感产品检验

利用船载多参数拖曳式剖面测量系统走航观测获取的台湾岛东南海域叶绿素a浓度连续剖面数据,开展了卫星遥感产品精度检验研究。研究表明,由MERIS反演的叶绿素a浓度产品的平均相对误差优于30%,拖曳剖面观测可为卫星遥感产品检验提供高质量的现场观测数据,而且与船舶、浮标及其他固定平台等传统定点观测方式相比具有明显的效率优势。     

海洋环境监测数据卫星通信系统技术研究与设计

结合我国海洋环境监测数据传输现状技术分析及其今后技术发展方向，阐述了海洋环境监测数据的通信需求和特点以及建立海洋环境监测数据卫星通信系统的必要性和可行性。并就系统建设所涉及的组成体系结构、数据通信流程和实现功能及其关键技术进行设计与论述。     

数字海洋公共服务平台设计的几点思考

针对现行海洋环境服务体系中存在的问题,研究了海洋环境信息服务平台的现状,通过建立开放式、规范化的系统集成架构,构建海洋环境数据服务体系,设计服务于多层次用户,集服务端、桌面客户端、浏览器客户端和移动客户端等多种形态为一体,多层次、多粒度开放的数字海洋公共服务保障平台。可用于形成统一的海洋环境信息公共服务标准体系,有效提升海洋环境信息应用服务效率,进一步提升统一信息源、统一数据格式、统一发布平台的海洋环境信息服务保障能力。     

海洋水声环境调查数据处理系统的设计与实现

针对目前海洋环境调查现状，结合国内现有的技术条件和现有的处理方法、原理，详细论述了海洋水声环境调查处理系统软件主要功能的设计及关键技术，该系统软件满足海洋调查的需求，极大提高了海洋环境数据处理的自动化、数字化和信息化程度。     

数字海洋中数据体系结构研究

海洋数据的多源性、多态性和多样性以及数据量庞大等特点决定了其不同于其它数据,如何更加合理有效地存储和管理海洋数据,为海洋综合管理信息系统和"数字海洋"原型系统建设提供有力的数据支撑,是一个紧迫需要解决的问题.本文对各类海洋资源、海洋环境、海洋经济、海洋管理等数据进行统一的体系规划,构建统一标准的海洋数据体系框架,以实现国家、省 ( 市 ) 等各级海洋数据的有效管理,满足"数字海洋"海洋信息基础平台建设需要.     

海床基自动监测平台技术的研究应用

介绍了海床基自动监测技术国内外进展，就海床基自动监测平台系统的关键技术进行了论述。海床基自动监测平台系统是携带众多海洋环境观测传感器在海底工作的、自容式综合测量装置。它可布设于河口、港湾或者近海海底，对悬浮泥沙参数、海洋动力参数、温、盐和水质进行长期、同步、自动测量；系统回收后，通过系统软件建立各种海洋动力条件下特别是大风浪条件下悬浮泥沙的运移规律；建立温、盐、水位、流速剖面和通量、水质的时空变化规律。将多个站点的监测数据进行综合处理建立起海洋水体交换生态环境的时空联系，为科学地管理、治理和利用海洋自然环境造福人们提供决策依据。     

海洋环境管理模型及应用研究

制定和完善海洋环境管理政策体系 ,是实现海洋资源环境可持续开发与利用的重要问题。作者通过构造一个包括海洋经济、环境、资源和技术等因素的理论模型 ,探讨了海洋环境管理中税收、交易、公平及效率等因素在管理政策中的影响 ,以便为海洋环境管理政策制定提供理论依据。     

中国海洋环境观测系统的建设与发展

根据海洋减灾防灾工作的需要,建设与发展中国海洋环境观测系统已成我国海洋事业发展的当务之急。为此,本文就建立一个完整的海洋环境体观测框架的结构,加速开发与研究观测技术所需的仪器装备和建产一个现代化的观测资料通讯网络提出概要介绍,供有关部门和同行参考。     

自治式海洋环境监测系统的低功耗设计

针对海洋环境监测系统中供电电池组有限储能与仪器长期工作之间的矛盾,进行了自治式海洋环境监测系统的低功耗研究.从节能降耗、充分利用水体能源出发,将定点锚泊潜标和浮标技术相结合,采用双浮体技术,基于能量守恒,研制了一种储能型的传动装置;在分析了影响系统功耗的各种因素的基础上,对单片机数据采集控制存储系统进行了低功耗设计,为海洋环境监测系统长期在位作业提供了有力的能源保证,很好地解决了海洋环境监测系统的能源供应问题,使得该系统可以依靠单一的传感器组完成深达55 m以上的水体次表层海洋要素的长期连续垂直剖面观测.     

Study on detection of coastal water environment of China by ocean color remote sensing

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基于球体的海洋标量场要素的三维可视化技术研究

在分析海洋环境标量场要素数据特点,了解常规的海洋环境要素分析和可视化表达方式的基础上,对在三维球体模型上实现海洋标量场要素时空分析和可视化表达的方法和技术进行了研究.提出了海洋标量场要素数据的三维空间数据模型,以此为基础利用VC与Open GL技术实现纹理数据的实时绘制,并采用基于对象的方法在三维球体上对其进行可视化表达,实现了真正意义上基于地球球体模型的海洋标量场要素的可视化.该基于球体的可视化方式能更好地表现研究对象的区域特点,特别是在进行大范围区域乃至全球性研究时更具优势.同时,通过按需进行数据抽取,系统在数据加载效率与数据承载总量上都有所提高,在＂数字海洋＂原型系统中目前已经加载了全球范围多个精度的温度、盐度、密度、声速等标量场数据,并实现了业务化运行.