基于海洋物联网的快速机动组网观测技术研究

面向重点海域中小尺度过程、突发事件及关键目标观探测需求,以无人机、无人艇、波浪滑翔器、水下滑翔机、AUV、剖面漂流浮标及投弃式观测装备等无人智能移动观测装备为主干节点,结合潜标、 海床基等定点观测装备,提出了基于海洋物联网的快速机动组网观测系统构建方案,探讨了相关关键技术及发展方向。     

星载SAR监测海洋溢油污染的初步研究

对星载SAR监测海洋溢油的基本原理进行总结并分析了影响溢油监测的SAR参数及干扰SAR海洋溢油监测的各种因素;对搜集到的星载SAR数据进行处理,并给出中国黄海海域的海上溢油分布的初步统计分析,结果表明该海区的溢油主要分布在海上主要航线附近。     

基于GF-1卫星的海上溢油定量监测——以青岛溢油事故为例

基于GF-1卫星数据对2013年11月22日青岛黄潍输油管道爆炸造成的海面溢油进行定量监测。研究首先采用2013年11月26日GF-1卫星数据对海面溢油进行提取,其统计面积为0.67 km2;其次,结合肖剑伟提出的油膜厚度单波段反演模型估算油膜厚度,最终计算得到溢油量为0.28 t;最后,对Band 1反射率与油膜厚度结果进行灰度分割,将溢油污染程度分为6级,对比发现两者分级结果较为一致。由此得出,通过反射率直接进行灰度分割可以对溢油污染进行有效的等级评定。     

胜利油田溢油事件得到及时处置

2009年10月21日上午9时。“中国海监21”船在执行渤海石油勘探开发活动定期巡航执法第二航次过程中，在东营港附近海面发现溢油，立即上报北海总队，北海总队随即启动三级溢油应急响应机制．中国海监第一支队立即派出执法人员19人，执法车辆5台，执法船舶2艘与北海监测中心监测人员7名，从青岛、天津和烟台三处赶往溢油现场，对该泄漏事件进行调查处理。     

基于数值模型和事件树模型的长江中游溢油风险研究

河流溢油事故会严重影响河流生态和供水安全,为了及时应对溢油事故,合理安排应急物资,有必要对溢油影响风险进行定量评估。本研究通过将数值模型和事件树模型相结合构建了河流溢油事故影响风险的评估方法,以长江中游为例,计算了溢油事故后油膜漂移距离的概率分布。结果表明在75%的概率下,事故发生后6 h内的油膜漂移距离小于42.7 km, 24 h内油膜漂移距离小于143.0 km。本研究构建的风险评估方法可为溢油应急方案设计和应急物资储备提供科学指导。     

基于时间序列的雷达溢油监测结果鉴别技术研究

海上钻井平台利用雷达能够实时监测海面溢油状况,但由于其受到如海面低风速区、海洋内波、大气状况等各因素的干扰,导致waveX/OSD系统监测结果中往往包含少判、多判、误判等信息,还需要人工筛选,费时费力。在研究了图像的目标识别、信息提取、数据筛选等技术的基础上,对基于时间序列的雷达溢油监测结果鉴别技术进行了研究,并用C++编程实现,实验结果表明,该技术不仅大大提高了溢油监测的效率,而且将鉴别精度进一步提高,符合实际应用的要求,具有重要的实际应用价值。     

面向岛礁应急监测的多手段组网设计与实验

为了对今后的岛礁应急监测研究提供参考和借鉴,作者以无线自组网技术为基础,提出了一种面向岛礁应急监测的多手段组网设计方案,并依托实际应用场景,开展了初步的实验,提高了岛礁监测的效率,取得了一定的数据成果。     

我的一次海洋溢油应急监测经历

2018年2月1日,北京,“桑吉”轮碰撞燃爆事故处置工作新闻发布会,“从海上一线调查来看,国家海洋局第一时间就派出三条船赶赴现场进行现场的监测,”“我们在沉船点周边海域以及漂移路径共采集了360个水样,监测结果显示溢油已对事故海域造成一定生态环境影响,累计有11个站位的水样石油类物质浓度超第四类海水水质标准”。当时我正在单位食堂吃饭,当我看到这些信息的时候,感到特别欣慰和骄傲,那次应急监测的场景又一幕幕的出现在我的脑海里。     

用表层漂流浮标对海上溢油实时跟踪和监测的方法

一种适用于近海使用的表层漂流浮标,利用GPS定位,通过GSM/CDMA网络传输数据,是一种准确实时、成本低廉的环境监测和海流、污染跟踪工具。文章介绍几种溢油跟踪监测方法和特点、表层漂流浮标的设计及其在溢油漂移轨迹跟踪中应用的特点。     

基于多源观测技术的海堤变形监测方法研究

海堤是沿海地区抵御潮水、防御台风的重要基础设施,海堤变形监测对于维护海堤安全至关重要。随着技术的进步,海堤变形监测技术在自动化、精细化及实时化的方向上,还有发展的空间,本文针对目前海堤变形监测技术手段,从空间、地面和水下三个方面入手,简述各技术手段的特性及其在海堤监测中的应用,客观分析各技术手段的特点、优势和不足;在对海堤监测技术手段综合比较的基础上,提出了建立空间、地面和水下一体化的海堤变形监测系统的建议。     

海洋溢油观测网络性能评价方法研究

海上溢油事故对海洋生态环境污染严重,溢油监测对于溢油事故的有效处理具有重要作用。本文从空、天、海、地的空间维度对现有的海上溢油事故监测平台进行分类,对常见的溢油信息监测传感器进行对比分析,对多平台、多传感器的海上溢油观测组网技术进行分析。建立了海上观测网络评价指标体系,并以机动性指标为例,给出了具体观测方案特定指标的定性和定量评价方法。     

我国海洋监测浮标技术及监测网现状及发展

海洋资料浮标可以在各种复杂的海洋环境中提供长期、连续、实时、可靠的海洋观测数据,是海洋监测技术中最可靠、最有效、最重要的手段之一。本文概述了海洋资料浮标的分类、主要理论及技术体系;总结了近年来国内海洋资料浮标发展的典型技术突破;介绍了我国目前海洋监测网的构成、应用情况,并对比了我国海洋资料浮标与国际先进国家的技术水平差距,在此基础上,结合我国当前面临的形势及需求,展望了海洋资料浮标及监测网技术的发展趋势。     

一种面向港口溢油监测的小型激光荧光遥测系统

目前,针对港口溢油巡航监测缺乏行之有效的技术手段。为探索激光诱导荧光光谱技术应用于港口溢油监测的可行性,以微型光纤光谱仪搭建小型激光荧光遥测实验系统,并对其性能进行测试分析。结果发现,在光谱仪曝光时间设为最小(1.11 ms)的情况下,环境光对荧光测量仍会产生影响,利用减背景法可以有效去除溢油荧光信号中环境光的影响;在相同条件下,系统测得不同油质溢油样品的荧光光谱表现出不同的光谱特征,轻质油较重质油的荧光峰蓝移、荧光更强;在上述环境光背景影响和光谱测量分析的基础上,进一步测试了系统的信号探测稳定性,结果显示,系统重复测量的相对标准偏差RSD=2.54%,表明该系统具有较好的信号探测稳定性。综上,基于微型光纤光谱仪的小型溢油激光荧光遥测系统可望在近岸港口溢油巡航监测中发挥重要作用。     

赤潮的高光谱监测及预警方法

有害赤潮发生频度有逐年增加的趋势, 建设赤潮的早期监测和预警系统是一个难点。文章研究表明, 珠江口赤潮前后, 叶绿素a浓度和细胞密度变化范围分别为0.9—31.1mg•m-3 和1.28×104 —1.76×106cell•L-1, 优势藻为聚生角毛藻; 高光谱辐射计获取的光漫射衰减系数、遥感反射率和荧光强度可反演叶绿素a浓度和细胞密度, 其中反演叶绿素a浓度的平均相对均方根差(RRMS)为30.6%、33.8%和77.4%, 而反演细胞密度的平均RRMS为83.6%、83.9%和136.4%。因高光谱辐射计可以获取每小时或者更短时间尺度的数据, 因此, 装备了高光谱辐射计的光学浮标可用于赤潮监测与预警系统。     

山东省海洋牧场观测网的建设与发展

在全球气候变化的背景下,现代化海洋牧场是我国应对近海生态环境恶化和渔业资源衰退、实现海洋生态文明和海洋强国战略的重要手段。而海洋牧场观测网是科学指导现代化海洋牧场建设,并进行科学管理的重要基础。为了保障现代化海洋牧场的可持续健康发展,山东省于2015年底开始在各海洋牧场建设生态环境海底观测站,并组网建成世界先进的海洋牧场观测网,目前已覆盖23处海洋牧场。设立观测网预警中心,负责海洋牧场观测网的日常运行和维护,同时开展水域多学科耦合过程的基础研究和业务化辅助决策的应用服务。海洋牧场观测网的建立和业务化运行初步实现了海洋牧场生态环境和渔业资源的"可测"、"可视"、"可控"和"可预警"。目前,我国现代化海洋牧场观测网的科学发展仍面临诸多挑战,建议进一步增强观测设备的自主研发能力和长期在线监测的稳定性,跨介质立体组网、实现海洋牧场的全方位立体监测,深化多学科耦合过程的基础研究并提供多元业务化辅助决策应用服务,为现代化海洋牧场的高质量发展保驾护航。     

SAR卫星组网观测技术与海洋应用研究进展

SAR卫星的组网观测,较之于单卫星工作方式,不仅能够提高观测频率,还能挖掘SAR的多模式探测能力.本文介绍了SAR卫星组网的遥感观测技术发展现状,并总结了基于卫星组网的海洋动力环境监测和海上目标监测研究进展.在海洋动力环境遥感监测方面,多SAR卫星联合获得的同步数据能够互为补充,提高海洋动力环境信息的探测精度;在海上目...     

基于二维激光观测的溢油及其乳化过程散射模式研究进展

合成孔径雷达(SAR)以其高分辨率、能不受雨云影响实施全天时全天候全方位监测,在海面溢油灾害应急监测过程中发挥着越来越重要的作用。溢油是因为海面油膜抑制了毛细波和重力波,在SAR图像上呈暗斑而被识别。然而,海面溢油的乳化过程直接影响SAR对海面溢油后向散射截面的观测精度。本研究以物理海洋学和激光原理以及海面电磁散射理论为基础,通过实验利用激光扫描仪观测海面溢油粗糙度,分别与溢油特征参数、后向散射系数建立对应关系;耦合海面溢油参数与后向散射截面的关系,利用电磁散射数值建模方法,建立海面溢油散射模型,研究海面溢油乳化过程对微波后向散射截面的影响。本项目的研究将为SAR监测海面溢油量、溢油厚度及油品分布格局提供了可能;将进一步揭示海面溢油的散射机制,提高SAR海面监测溢油的精度和能力。     

无人机海上溢油跟踪监测系统设计及仿真

海上环境变化多端,造成溢油的漂移和扩散会出现不可预测的情况,精确、实时地监测海上溢油是现今亟待解决的问题.无人机以其部署快、成本低、环境适应性强的优势在海上溢油监测领域得到重视,但单架无人机监测能力弱,而多架无人机监测的准确性仍需提高.为此,本文提出一种无人机群海面溢油自动导航跟踪监测的架构和方法,根据海上溢油浓度的变...     

无人机组网技术在海洋观测中的应用研究

为了应对海洋多个观测平台间组网通信的迫切需求,作者从体系架构和通信链路等多个层面对无人机组网通信技术的研究进展进行总结,并关注了军用和搜救方面的特殊应用。最后结合实际项目中多机协同海洋观测的具体场景,分析了现有无人机组网通信技术的成果和不足,指出了未来的发展方向。