中国“数字海洋”原型系统构建和运行的基础研究

1 引言 "数字海洋"伴随"数字地球"战略的提出应运而生,是"数字地球"十分重要的组成部分,是"数字地球"理论和技术在海洋工作领域的体现和再创新[1-5].国外与"数字海洋"相关的研究主要包括全球海洋观测系统(GOOS)、基于遥感技术的全球海平面上升研究、区域性海洋观测如信息服务系统等,比较典型的有GOOS,美国的改善海洋观测系统(IOOS)、澳大利亚的BLUELINK等系统[6-9].     

多系统集成的全球地球观测系统与全球海洋观测系统

多系统集成的全球地球观测系统(GEOO S)是一个新概念,它从更高层次上规划全球的地球观测,国际社会十分重视这一系统的建设,其关键是综合、协调、持续的地球观测系统。全球海洋观测系统(GOO S)是GEO SS的重要组成部分,是它的一个子系统。文中阐述了GEO SS的基本概念及与GOO S的关系,综述了海洋环境基本要素观测技术特别是遥感观测技术的最新进展,它也是GEOO S的基本观测手段。     

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。     

美国海洋观测系统分析

介绍了美国综合海洋观测系统(IOOS)和海洋观测站网计划(OOI),从组织建设的部门性质、建设重点、设计理论以及服务对象等方面阐述了二者之间的区别和联系,对我国海洋观测业务系统建设和引导海洋观测技术发展具有借鉴意义。     

全球海洋观测系统介绍

在21世纪,保证经济繁荣和提高生活质量的关键是加强对环境的管理、评价和预报。要做到这一点,就必须对占地球表面71％的大洋的状况进行长期而系统的观测和预报。全球海洋观测系统(GOOS)就是在此背景下由4个国际机构发起与组织实施。发起机构为:政府间海洋学委员会(IOC)、世界气象组织、国际科学联合会理事会和联合国环境规划署。GOOS项目办公室没在巴黎IOC总部、现负责人是英国的C.P.萨默海斯博士(原英国海洋科学研究所所长)。IOC正在联合国教科文组织中为GOOS的负责人谋求一个常设岗位。     

卫星通信技术在海洋观测系统中的应用

本文首先分析、比较地球同步气象卫星、ＡＲＧＯＳ和ＩＮＭＡＲＳＡＴ三种卫星通信系统的不同特点和适用范围，接着介绍九十年代发展迅速的移动卫星通信技术，最后论述卫星通信在提高海洋观测系统性能上的作用，建议我国有关部门进一步应用卫星通信技术，使海洋观测系统跃上一个新台阶。     

关于美国观测技术创新和应用的借鉴和思考

海洋观测技术是有效管理海洋事务、行使国家主权的重要手段。海洋观测技术的自主与可控对我国具有十分重要的意义。创新与应用是实现海洋观测技术自主与可控的核心,海洋观测网是实现海洋观测技术创新与应用的载体。文章梳理美国三大观测网(全球海洋观测系统、综合海洋观测系统和海洋观测倡议)的发展历史,提出政府在以观测网为代表的海洋观测技术发展的组织、实施和管理方面发挥主导作用;根据我国海洋观测的现状,借鉴美国海洋观测网的发展经验,对我国基于创新与应用的海洋观测网的组织、实施、管理和发展提出建议。     

美国宇航局专用遥感卫星数据产品的存档与分发

在卫星遥感领域,美国宇航局(NASA)除致力于地球观测系统的多传感器、多学科、多门类综合观测地球的计划实施外,还积极推行专用地球探测卫星计划。这些专用遥感卫星是NASA探测地球计划的一个重要组成部分。 1 宽视场海洋观测传感器(Sea WIFS) SeaWIFS的目的是用于全球海洋水色测量,是海岸带水色扫描仪(CZCS)的后续。SeaWIFS将由轨道科学协会(OSC)发射。其数据卖给NASA。     

国际海底观测网络的发展及现状

海底观测网络是推动海洋科学技术发展,了解地球环境系统的重要基础,也是帮助人类了解海洋从而促进全球经济发展的重要方法。文章回顾了各国在海底观测系统发展过程中的研究计划和建设情况;介绍了当前各国海底观测网络及其投入业务应用后,在多学科综合观测、多网络交互融合、数据交换利用以及海洋科学应用等方面的发展方向,对我国海底观测探测网络建设,深海新型传感器发展,海底观测网标准化体系完善等方向进行了分析展望。     

东北亚地区全球海洋观测系统

1990年政府间海洋学委员会(IOC)和世界气象组织(WMO)联合提出全球海洋观测系统计划,希望通过10～15年各成员国的努力,建立一个永久性的海洋观测系统,对包括海岸带和沿海地区的全球海洋进行实时监测,为认识海洋、合理开发利用海洋,保护海洋提供科学依据。为了推动全球海洋观测系统的建设,1993     

天津市海洋观测服务系统设计研究

展望了国内外海洋观测服务系统的发展趋势,根据天津市海洋防灾减灾、海洋经济和海洋生态环境保护等发展需要,对天津市建立海洋观测服务系统的重要性和必要性进行了论述,提出了天津市海洋观测服务系统的组成,即近岸观测网、近海观测网、航空和卫星遥感系统、应急机动监测系统、通信传输系统以及海洋观测网管理中心等几方面,为政府部门领导决策提供建议。     

美国近海海洋观测实验室及其对我们的启示

近海海洋环境对国家的社会经济发展和环境安全十分重要,完善的近海海洋观测、研究与服务系统,是发展海洋经济和建设海洋强国的重要支撑条件。文章介绍了美国Rutgers大学的近海海洋观测实验室(COOL)的建设及运行情况,重点介绍了其技术特色、开展的海洋科学研究、提供的信息产品与服务以及承担的教育功能,并据此对我国海洋观测系统的建设提出几点粗浅的看法。     

海洋站自动观测设备智能监控报警系统设计

海洋环境观测数据是加强海洋行政管理、海洋环境保护和海洋防灾减灾能力建设的基础和重要技术保证,海洋环境观测数据的质量和时效在海洋灾害预警、防灾减灾中有着举足轻重的作用。保证观测数据的连续准确,不仅需要观测人员高度负责,而且还应配备稳定可靠、质量可行的观测设备和传送畅通的通信线路。随着海洋环境观测任务的增加和海洋观测自动化水平的提高,在观测设备运行中及时、准确地发现故障和查找问题亟须建立一套质量可靠、实时报警的监控系统。文章结合多年海洋站工作经验以及小麦岛海洋环境监测站实际情况,基于构建故障报警和监控系统在海洋站自动化观测系统中的作用,提出海洋站观测设备智能监控报警系统的设计构想,并对系统组成和系统应具备的功能进行论述。     

《全球海洋观测系统》的缘由

《全球海洋观测系统》的缘由汪兆椿（国家海洋局，北京）《全球海洋观测系统》是联合国政府间海洋学委员会、世界气象组织等发起的一项为全面长期探索海洋的运动规律，及其内在变化机制，以期长期监测海洋的计划，英文缩写ＧＯＯＳ。这个系统是在已经分别开展或即将实施的...     

海洋站自动测报系统设计原理

海洋站自动测报系统不仅大大减轻了观测人员的繁琐的劳动,而且提高了观测水平。由于计算机的运用,使观测结果精度提高;采样周期的缩短,使异常海洋现象的资料能以收集;程控测量还使以前人工无法实现的观测成为现实。海洋站自动测报系统既要完成对海洋水文气象传感器的信号采集、预处理并计算出相应的物理量,同时还要以多种介质存贮和不同形式的输出,并且按标准编码自动发报。因此系统的可靠性精确性是设计的关键。本文对用硬件设计与软件编程提高可靠性进行了讨论,提出了对传感器信号预处理的设想,并做了初步尝试.     

“欧洲全球海洋观测系统”述评

作为全球海洋观测系统(GOOS)的一部分,欧洲全球海洋观测系统(Euro GOOS)是欧洲各国为了从作业海洋学(即海洋学测量、监测、模拟和预报等)中获取最大效益而成立的欧洲多国机构联合会。其目的主要有下列几点: 1.构建欧洲战后科技投资成功和获益的基础;     

日照海洋观测自动化系统的建设

对日照海洋观测自动化系统的建设进行了总结,解决了测点分散、设备安装及通信条件等复杂问题,实现了海洋实况信息上传及服务当地用户,代表了国内自动化观测系统的先进水平,可为海洋站自动化系统建设提供参考。     

日照市海洋观测预报服务系统设计研究

文章展望了国内外海洋观测预报服务系统的发展趋势,根据日照市港口经济、海洋防灾减灾、体育经济和海洋生态旅游等发展需要,对日照市建立海洋观测预报服务系统的重要性和必要性进行了论述,提出了日照市海洋观测预报服务系统的组成:日照市海洋观测系统布局、海洋预报系统建立完善、建立有效的通信和海洋预报信息发布系统等几方面,为政府部门领导决策提供建议。     

我国海洋观测预报系统概述

本文通过对大量国内外文献的搜集、研读、比较,结合笔者具体工作体会,全面概述了我国海洋观测预报系统的发展历程、取得的主要成就及社会服务功能、与发达国家和国际海洋观测预报业务以及计划的差距;提出了我国海洋观测预报业务未来发展的路线,树立正确海洋观测预报系统的框架,制定完善立体和多学科观测体系的规划,促进和加快新型预报模式的研发和应用.     

海洋观测数据管理系统的设计与实现

针对我国目前海洋环境监测工作对海洋观测数据从人工到计算机智能化管理的实际需求,设计开发了一套切实可行的海洋观测数据管理系统。系统利用先进的计算机软件技术和数据库管理技术,整合了现有的观测设备数据,实现了海洋观测数据的智能化管理,有效降低了海洋观测系统的管理成本,同时系统为海洋信息动态发布网站提供了更多的数据信息和资源。系统在国家海洋局闽东海洋环境监测中心站试运行半年,稳定可靠,综合效益明显。现场应用表明,该系统较好的完成了预期任务,具有较大的推广价值和应用前景。