海洋仪器设备规范化海上试验发展现状和建议

海洋仪器设备规范化海上试验体系的不断完善为海洋高技术发展打造了坚实基础。海上试验平台建设已经成为体现海洋强国能力的主要标志之一,也成为各沿海国家竞相发展的一项海洋科技基础设施。近年来,我国规范化海上试验平台和体系不断优化,制定了一系列海试技术规程和管理规范,完善了海上试验信息管理系统的业务化运行,为航次管理、航次船时共享提供了保障。本文从海上试验平台、船时共享平台和制度规范等3个方面介绍了我国海洋仪器设备规范化海上试验在"十三五"期间的总体进展,分析了我国规范化海试工作中有待提升的5个方面,并结合发展需要围绕多试验平台协作试验机制探索、试验场体系完善等工作提出了后续建设考虑。     

对海洋仪器设备规范化海上试验的认识与思考

规范化海上试验是863计划海洋技术领域针对仪器设备研发项目管理的一项创新举措,近年来,通过推行规范化海上试验,海洋技术领域构建并完善了仪器设备研发与技术评价体系,提高了海上试验整体效率,降低了海试风险和成本,大大加快了仪器设备的实用化进程。介绍了863计划海洋技术领域推行规范化海上试验的基本概念、需求背景,详细阐述了规范化海上试验主要程序做法,重点论述了规范化海上试验对于海洋仪器设备研发的重要意义、取得进展和成果,对今后的发展进行了思考并提出了具体建议。     

海洋调查仪器设备在海上试验中的质量控制

阐述了海洋调查仪器设备在海上试验过程中质量控制的程序和步骤,对参加海上试验的仪器设备的试验操作和检查流程作了规范化描述,对仪器设备海上试验中出现故障及技术偏离的处理流程进行了探讨,并对试验结束后试验监督的结论和应备齐的文件记录进行了说明.为我国海洋调查仪器开展规范化海上试验及质量控制提供了依据.     

基于SOA架构的国家海上搜救环境服务保障平台研发与应用

针对当前海上搜救环境服务工作的需求和问题,提出了基于SOA架构构建"交互式、自动化、高效率"的平台思路,并在此基础上搭建了国家海上搜救环境服务保障平台。平台集成了海上搜救漂移自动预测、海洋动力环境多级动态可视化查询和多用户协同服务等功能,并与标准S57海图实现无缝对接。平台在业务部门实现业务化运行,将几个小时的响应时间缩短为几分钟,显著提高了工作效率和搜救预测精度。     

国内外海上试验场建设现状与比较分析

海上试验场是公益性科技支撑平台,是我国海洋观测、监测和调查仪器设备研发、海洋科学研究、实现科技兴海,促进高新科技成果转化及海洋可再生能源开发的重要试验平台。国外海洋发达国家对海上试验场的建设都投入了大量的资金和精力。而国内由于对试验场的建设起步较晚,虽然与海洋发达国家还有一定的差距,但也做出了许多工作。国外发达国家海洋科学与技术的先进水平,是与重视海洋科学技术观测和试验基地的建设密不可分的。文中将对国内外海上试验场建设现状予以概述,并进行比较分析。     

国家级海上试验场建设构想

随着我国海洋科技的快速发展,对建设功能齐全、服务于海洋科学技术及军事海洋学研究的海上试验场的需求显得越发突出,如今海上试验场已成为制约我国海洋技术装备研发、海洋科学研究以及海洋科技成果转化的瓶颈问题。文章从海上试验场建设的必要性和需求分析以及海上试验场的功能和运行管理几方面,提出"十二五"期间对建设国家级海上试验场的计划和构想。     

海洋油气勘探钻录测井数据可视化分析

海洋油气勘探是国家地质勘探的基础工作之一,与国家的发展紧密相连。通过详细分析海洋油气勘探钻录测的数据需求和业务需求,设计了基于"三层"体系结构的海洋油气勘探钻录测数据库平台,并构建了海洋油气勘探钻录测数据库。针对海洋油气勘探钻录测数据可视化分析进行了重点研究,实现了钻井柱状图的自动生成和基于测井曲线数据的自动分层分析,通过海上某井的海洋油气勘探钻录测数据的实际应用,验证了数据库平台高效性以及钻录测数据可视化分析模块的实用性,表明该模块对海洋油气勘探工作具有一定的应用价值。     

海洋调查仪器设备资源共享平台方案设计

如何科学管理、使用大型仪器设备,充分发挥大型仪器设备的作用,使其产生应有的效益,是仪器设备管理工作中亟待解决的重要课题。文中就大型海洋综合调查中,利用网络技术、搭建海洋调查仪器设备资源共享平台,对调查仪器设备进行网络化和数字化管理,进行了深入细致的分析,探讨了实现仪器设备资源共享平台的实际设计思路。     

深海技术装备公共研发平台的建设与思考

建设功能齐全、能够服务于海洋探测技术的公共研发平台是推动我国海洋科学研究、海洋技术装备研发和成果转化的重要支撑。基于此,当前国家深海基地管理中心已开展集装备研发制造、性能测试、规范化海试、技术咨询与培训等功能一体化的深海技术装备公共研发平台的建设工作。本研究以深海技术装备公共研发平台为例,介绍平台在硬件设施建设的基本情况,阐述了平台运行管理制度的建设情况,论述了平台建设过程中的经验和不足之处,以期为其他公共研发平台的建设工作提供有益借鉴和经验。     

海洋气候数据集生成与分析简介

科技部的"十三五"重点研发计划项目"全球气候数据集生成及气候变化关键过程和要素监测"中资助了"海洋气候数据集生成与分析"课题,针对全球气候变化研究对全球海洋环境数据的需求,该课题拟基于国内外多源卫星遥感数据和现场观测资料,发展与全球气候变化相关的海面能量平衡、海洋动力环境参数与过程、海洋水色和海冰等数据产品生成技术,构建全球海洋气候数据集产品生成系统,生成我国首套长时间序列、高精度、高时空一致性的全球海洋气候数据集,为全球气候变化研究与应对提供海洋数据支撑和服务,提升我国在全球气候变化关键过程和要素方面的监测能力。     

实验室信息管理系统在海洋环境监测中的应用

实验室信息管理系统是提升实验室运转效率及质量管理水平、促进监测业务工作与信息规范化接轨的重要手段。目前,我国已开启实验室信息化管理的新阶段,各类实验室正大力推广与建设实验室信息管理系统。海洋环境监测业务具有其自身特色,因此广谱性的实验室信息管理系统无法满足海洋环境监测实验室信息管理系统的模块设置与功能需求。文章综合分析了我国海洋环境监测业务工作的特点,提出海洋环境监测实验室信息管理系统的设计需求,特别突出了质量管理与质量控制在实验室信息管理系统中的功能与设计要求,以期为各级海洋监测机构建设实施实验室信息管理系统提供参考。     

“海龙Ⅲ”号ROV系统深海试验与应用研究

深海水下机器人主要用于深远海地质、矿物资源和生物调查研究,以及海洋石油工程服务等水下综合作业,能够实现深海近底高精度、长时间的定点取样作业及其他精细化调查。结合国内外深海ROV装备和技术发展现状,以新研发的6 000 m级"海龙Ⅲ"号ROV搭载"大洋一号"船执行的2018年南海综合海试和48航次为例,从深海试验流程和方法、浅水区功能测试、深水区功能测试、深海观测及取样功能测试等方面,详细阐述了ROV海上试验和应用作业过程,对作业水深、功率配置、水下运动能力、搭载能力等关键性能指标进行了试验验证。海上功能测试和试验性应用结果表明,"海龙Ⅲ"ROV各项性能指标满足设计要求,验证了系统在不同深度、不同地形条件下的观测取样作业能力,创新了深水ROV作业方法手段,分析得出此类装备目前在国内发展存在的不足之处,并结合实际应用提出后期改进计划,以期为深海ROV的海试应用提供技术参考。     

基于ARM的海洋站水文气象自动观测系统设计

针对国内现有的基于单片机或PC/104的数据采集系统的不足,介绍了一种基于ARM(Advanced RISCMachines)平台和单片机平台的数据采集系统。它结合了国外先进的数据采集技术,具有功耗低、体积小、性能高,软、硬件扩充灵活的特点,其通用性、模块化和可扩展性能满足浮标、船用气象仪等海洋水文气象仪器设备研发的需求。     

机载小型SAR研发与海洋溢油监测试验研究

基于海上溢油监测需求,自主研发了小型合成孔径雷达(SAR),并基于机载平台开展海上监测试验,进行应用测试。研发的小型SAR工作在C波段,极化方式为VV,质量24kg,可搭载于有人或无人飞行器,对较大面积海域进行实时连续成像,在获取设定分辨率的SAR实时影像的同时,完整记录原始回波信息,可进一步地面处理生成精细影像。2015年8—9月在山东烟台威海近海海域开展了机载小型SAR海洋监测试验,获取了海上目标包括平台、船只、浮筏和海上疑似油膜现象的SAR影像,成像良好。海上试验研究表明,小型SAR可以提供高质量的海面SAR影像数据,为海面目标及油膜的实时监测提供有利支持。     

面向海洋信息管理的轻量级CA 的设计与实现

面向海洋信息管理的需求,基于J2EE平台,使用Bouncy Castle提供的加密算法与工具,遵从PKI(Public Key Infrastructure,公钥基础设施)相关标准,实现了一个适用于中小型海洋信息管理系统的轻量级数字证书认证机构(CA,Certificate Authority)。该CA提供了适用于中小型海洋信息管理系统的数据存储与传输加密功能,为通过网络实现高效的海洋科研数据收集与共享管理提供了技术上的安全保障。     

“数字辐射沙脊群”资源与环境信息管理平台设计与关键技术

针对江苏中部岸外辐射沙脊群海洋资源与环境数据的综合管理和信息辅助决策需求,基于Client/Server(C/S)和Browser/Server(B/S)混合架构完成了"数字辐射沙脊群"资源与环境信息管理平台的研制。平台采用组件式模块化方法开发,实现了基本的海洋信息管理、查询、分析与共享发布功能以及面向海洋深层次应用的数据挖掘、专题图自动生成、数据产品制作、海洋二维动力场可视化及浅海三维地形可视化模拟功能,为辐射沙脊群资源的合理开发利用提供了技术支撑。论文详细介绍了平台的设计思路,并对建设过程中采用的关键技术进行了深入探讨,目的为实现我国"数字海洋"的一体化建设提供参考。     

前言

“21世纪海上丝绸之路”包含西进、北上、南下三条蓝色经济通道,海洋战略通道是蓝色经济通道上的重要海峡、水道和运河,海洋战略支点是我方经营开发的重要港口。随着贸易与战略物资运输对远洋海运依赖程度的加深,航运安全成为影响国家经济安全的战略性问题。海洋战略通道安全保障与航运战略支点建设成为推动“21世纪海上丝绸之路”建设和深化全球贸易联系的重要途径,对我国的战略物资运输与贸易往来具有重大影响。
科技部、原国土资源部、国家海洋局联合印发的《“十三五”海洋领域科技创新专项规划》指出：“我国海洋环境安全保障能力仍较为薄弱,……,尚不具备为海上通道安全、海上战略支点提供实时海洋基础数据和精确预报产品的能力”。国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项“基于卫星组网的海洋战略通道与战略支点环境安全保障决策支持系统研发与应用”项目,针对海上重点战略通道与战略支点环境保障需求,提出了构建SAR卫星组网观测系统的方案,通过现有SAR系统的虚拟组网,获取西进战略通道与战略支点的高时间分辨率遥感数据,发展基于SAR卫星组网数据的海洋环境和海上目标信息提取技术以及海洋环境精细预报技术,生成海洋战略通道与战略支点环境安全保障产品,进一步研发海洋环境安全保障决策支持模型,构建决策支持系统,并选择重点战略通道和战略支点开展示范应用,提升了海洋战略通道与战略支点的环境监测、预报与决策支持能力,进而为我国海上经济通道的安全提供了技术保障。
本项目由中国石油大学（华东）海洋与空间信息学院牵头承担,该学院是学校为更好地服务国家海洋强国和信息化发展战略,于2019年整合相关学科专业资源而组建成立的。学院充分发挥在青岛办学的区位优势,积极融入海洋领域、信息领域科技创新体系,大力推进科教融合,着力打造海洋与信息交叉学科特色。该项目是学院的第一个国家重点研发计划项目,对于学院发展和学校海洋学科建设具有重要意义。
在《海洋科学》编辑部的支持下,本项目组织遴选了18篇文章形成本专刊,其中涉及SAR卫星组网技术2篇,海面风场、海浪、内波等海洋环境信息提取技术4篇,船只、溢油、海岸线等海洋目标信息提取技术5篇,内波传播预测技术1篇,航行风险评价与海上救援路径规划2篇,海洋数据可视化与决策支持系统研发3篇,综述论文1篇。
感谢各位编辑在专刊的组织和编辑出版过程中所做的大量工作,感谢所有为本专刊撰稿的作者和审稿的专家。由于水平有限,本专刊难免有疏漏之处,敬请广大同仁谅解和批评指正！最后,感谢所有关心和支持中国石油大学（华东）海洋与信息学科建设的同仁,期待未来加强深度合作,共谋我国海洋科技事业发展。     

一个基于MOM的全球海洋数值同化预报系统

随着国家战略利益的拓展,国家对全球海洋环境预报保障的需求日益凸显。近年来,国家海洋环境预报中心研发并建立我国首个涵盖全球大洋的"全球海洋数值预报系统",该预报系统由MOM4全球海洋环流模式及三维变分同化系统组成。该系统的建立,实现了全球范围海洋环流预报业务全覆盖,为我国探索深海大洋环境的迫切需求提供有力保障,明显提升了我国海洋环境预报能力,体现了我国海洋数值预报技术的发展和进步。该系统的历史回报试验和业务化试运行结果表明其对全球海洋环境要素具有较好的预报能力,其预测结果已经在实际业务中得到了应用,在"雪龙号"极地遇险脱困、马航MH370失联飞机搜救等重大事件的预报保障任务中发挥了重要作用,为我国实施海洋强国战略,推进实施"21世纪海上丝绸之路"的战略构想,应对海上突发事件、维护国家海洋权益等各个方面提供有力的科技支撑和保障,并成为我国全球海洋预报业务的重要参考依据。     

海上试验场公共测试服务平台的运行管理制度

为加强我国海上试验场公共测试服务平台建设，促进各类相关资源的开放共享，推动海洋科技产业化进程，文章对我国海上试验场公共测试服务平台的运行管理制度进行研究。研究结果表明：与海洋发达国家相比，我国海上试验场公共测试服务平台建设较滞后，主要表现在综合功能和公共服务等方面；亟须制定科学的运行管理制度，遵循分级管理、动态运行和以人为本的原则，通过成立协调管理机构（理事会）以及建立仪器设备、数据和人员管理机制，最终形成布局合理、功能齐全、开放共享和体系完备的平台管理系统；基于科学化、规范化和信息化的运行管理制度，海上试验场公共测试服务平台将发挥更大的科学价值、社会价值、生态价值和经济价值。     

中国最先进4500吨级海洋综合科考船入列

正2016年3月26日,中国最先进的4500吨级"向阳红03"海洋综合科考船在厦门交付使用并入列国家海洋调查船队,将为国家深海及洋区的海洋基础科学研究和高新技术研发提供海上移动实验室与试验平台。该船具备进行高精度、长周期的动力环境、地质环境、生态环境、大气环境等综合海洋环境观测、探测以及保真取样和现场分析能力,是一艘全球无限航区、B3级冰区加强型,集多学