海洋动力环境观测设备综合测试平台技术研究

随着海洋观测预报事业的不断发展,建立一套针对海洋观测仪器设备进行验证、测试、评估的入网认证体系越发重要。构建海洋观测仪器综合测试平台对推进海洋观测仪器标准化工作有着极大的帮助,是对海洋观测仪器设备标准化检验的有益探索。通过该平台可对海洋观测网中的设备进行入网前的检验与业务考核,提升入网设备的可靠性指标并对提升海洋观测网的整体鲁棒性具有积极意义。     

我国业务化海洋观测仪器发展探讨——浅析中美海洋站仪器的差异、趋势及对策

海洋站业务化观测仪器是业务化海洋观测系统的重要实体支撑。将我国海洋站中典型的国产业务化测量仪器与美国同类仪器在性能指标方面进行了对比分析,结合世界前沿海洋仪器发展现状总结了未来主要发展趋势,探讨了我国业务化海洋仪器优先发展的主要方向。结果表明,相比美国,我国国产验潮仪精度低1个数量级,测波仪的波高、周期和波向精度分别平均低0.2 m、0.27 s和5°~10°,国产观测仪器在业务运行可靠性和稳定性方面存在不足。世界海洋观测装备将更加信息化、智能化、专业化和模块化,并通过谱系化发展使其功能日臻完善,可靠性不断提高。在此趋势下,我国业务化海洋观测仪器应优先重点发展高精度传感原件和材料、抗生物污损和防腐蚀技术以及智能电子电路、人工智能和自动化技术等。     

国外海洋观测系统对我国的启示

本文基于国内外海洋观测网现状及其优缺点,从目标融合、技术创新、科学管理、发展趋势的角度,提出国外海洋观测网对我国海洋观测网的启示与建议。在目标融合上,建议寻求多部委、多单位的目标融合,实现海洋观测系统与观测参与者、仪器供应商、信息产品应用方、科研工作者、公众等用户之间的有效沟通;实现中央决策、海洋防灾减灾、海洋预警预报、海洋管理治理、海洋生态保护与修复、海洋科学研究、海洋公益服务等多样化需求的融合。在科学管理上,建议实现海洋观测站点与设施的分类、共享与长期维持,迎接高难区域的挑战,实现信息的整合与服务,促进国际化合作与推广。在技术创新上,建议加大海洋观测技术的创新与投入,促进传感器技术、卫星技术及其他相关观测技术的创新与发展;建议加强新仪器、新技术的试用、评价,加快新仪器的业务化使用;建议加强海洋观测系统模块化、智能化研发。未来海洋观测仪器将是低成本化、模块化、自动化和智能化的天下,海洋观测会逐步向着立体化、精细化、智能化转化。本文可为未来海洋观测网的设计与规划、管理与融合提供一定的参考,并为我国海洋观测系统的规划与发展提供借鉴。     

强化统一管理 突出共享服务 保障数据安全充分发挥海洋观测资料的应用价值——《海洋观测资料管理办法》解读

强化海洋观测资料统一汇交、推进海洋观测资料共享应用、保障海洋观测资料安全管理,充分发挥海洋观测资料对经济建设、社会发展和生态文明建设的服务支撑作用,意义重大。2017年6月7日,原国土资源部发布施行《海洋观测资料管理办法》(国土资源部第74号令),对我国海洋观测资料的汇交、保管、共享、使用和国际交换等资料管理工作做出了明确规定。文章从观测资料管理业务问题与需求分析入手,从海洋观测资料的统一汇交、共享服务和安全管理3个方面对办法进行了全面深入的解读。     

我国业务化海洋观测发展研究——借鉴美国综合海洋观测系统

业务化的海洋观测系统可满足国家在海洋防灾减灾、海洋资源开发和海洋权益维护等方面的实际需求,是我国实施"建设海洋强国"战略的重要保障。我国业务化运行的海洋观测仍是以近岸观测为主,近海及中远海的海洋观测结果远不能达到国家的业务需求目标。学习借鉴海洋发达国家业务化观测的经验,对发展我国业务化的海洋观测系统具有重要的指导意义。文章对目前美国业务化海洋观测的布局、数据管理与通讯、教育与知识传播的状况进行了介绍和分析,并从中得到我国业务化海洋观测系统发展的方向和措施。     

波浪浮标数据比测评估

海浪是我国海洋环境业务化观测要素之一,也是海洋预报的重要参数之一,波浪观测仪器对海浪长期、稳定、准确的观测直接影响了科学研究和海洋海岸工程设计的科学性和合理性。为此,波浪观测仪器需进行室内实验室测试和室外海上测试,但目前进入业务化系统的波浪观测仪器一般只进行了实验室计量检定,缺乏现场测试评价。现阶段,用于波浪观测的主要仪器为重力式波浪浮标,为进一步检验重力式测波浮标的稳定性、可靠性,验证波浪数据的有效性、准确性,本文设计了实验室和海上比测试验,分析对比了国内外几种主流测波浮标的观测结果,总体来看,山东省科学院海洋仪器仪表研究所的SBF3-2型波浪浮标和国家海洋技术中心的SBF6-1型波浪浮标观测效果最好,准确性较高,稳定性较强。     

国外业务化海洋观测与预报进展及对我国的启示

文章介绍了欧、美国家的海洋观测与预报系统,分析了其业务化体系的运行特点,包括管理模式、特色服务以及社会效益等;对海洋强国的生态监测体系进行了分类介绍和比较研究,在此基础上提出了改进我国海洋业务化体系的建议。     

海洋环境观测预报技术需求与“十三五”发展重点——以北海区为例

发展海洋环境观测预报技术是认识海洋、开发海洋的一项基础性工作,是发展海洋经济、开发海洋资源的必然要求,具有迫切的国家需求。我国提出了建设海洋强国的宏伟目标,在新的形势下如何进一步提升我国海洋环境观测预报技术水平及业务应用能力,满足海洋事业全面发展的迫切需求,值得我们深入思考和研究。以我国北海区为例,概述了我国海洋环境观测预报技术体系的发展现状,指出了面临的突出技术问题,据此提出了"十三五"期间我国海洋环境观测预报发展的重点,主要包括:数据考古、研发新型观测技术与装备、推动新型观测技术的业务应用、发展智能化的海洋观测数据管理技术、海洋环境组网观测、海洋环境预报精细化、加强国际合作、产学研用结合的业务化支撑体系建设等方面。     

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.     

海洋观测仪器的通用技术要求

海洋观测仪器是实施海洋观测活动的基础,其性能影响海洋观测数据的准确性和海洋观测活动的质量。按照不同观测平台对海洋观测标准体系进行分类,梳理了海洋观测要素及其仪器有关的基本参数;根据海洋观测活动的特点列出了海洋观测仪器的一般技术要求,有助于推进海洋观测仪器应用的标准化工作。从海洋观测仪器的检定校准和现场比测2方面整理了海洋观测数据的质量控制方法,为提高海洋观测数据质量提供支撑。     

海洋调查船业务化运行保障关键技术进展

海洋科学的发展和海洋战略重要性的日益凸显对海洋调查船的业务化运行提出了新的要求。从国内外海洋调查船运行和关键技术两方面的发展现状和趋势出发,提出了我国"十三五"期间海洋调查船业务化运行保障关键技术的发展建议。为解决海洋调查船需求不断增大与船舶建造运行成本限制的矛盾,世界各主要海洋国家均采取措施提高调查船的使用效率,组建海洋调查船队,实行船时统一调配。另一方面,多学科多任务的海洋调查方式的发展,以及新型调查观测设备的应用,促使调查船运行保障关键技术趋向于普适性和更强的现场支持功能。据此,在我国海洋调查船业务化运行发展原则、关键技术发展方向等方面提出了建议。     

海洋观测网规划支撑体系与系统架构设计探讨

在概要综述我国海洋观测网现状的基础上,紧密结合我国海洋观测网建设的实际需求,基于海洋观测网布局状况分析、资料类型及时空分布状况分析、资料传输与质量状况分析、仪器设备效能状况和海洋观测网建设规划合理性等5个方面,提出了制定海洋观测网建设规划支撑体系的必要性和可行性。从业务化海洋观测网运行评价、海洋观测站点选址分析、海洋观测资料类型选定、海洋观测仪器选型、可视化与规划报告输出和系统运行监控等6个方面,提出了海洋观测网建设规划支撑系统的功能架构设计,为我国海洋观测网建设规划的制定提供科学的技术支持和能力支撑,为我国海洋预报提供数据基础。     

海洋科学观测及其技术发展浅析与思考

文章简单介绍了欧、美国家的远、近海海洋科学观测项目,比较分析了这些项目的发展轨迹,解析了几个海洋强国海洋科学观察的投资理念,并试图发现他们在处理海洋业务化观察与海洋科学观测关系方面的倾向性。借鉴海洋强国的理念,提出了提高我国海洋科学观察效率、理顺我国海洋强国建设中海洋科学研究与业务化关系等方面的建议。     

海洋技术信息库的研究与实现

在海洋观测系统研究和业务化运行过程中,在获取海洋观测数据的同时,产生了大量的相关技术信息,这些信息包括：海洋观测体系技术信息、海洋观测技术类数据以及海洋观测技术发展动态信息等。文章首先解释了海洋技术信息的内涵及信息来源,进而简要地描述了海洋技术信息库的总体构架和组成,介绍了海洋技术信息库现阶段的工作进展,重点说明了４类技术信息数据库以及两个应用系统的建设情况,最后总结并指出未来的工作方向。     

海洋观测数据在海洋预报和海洋防灾减灾中的适用——以温州市和台州市为例

为完善海洋观测体系,提高海洋观测数据在海洋预报和海洋防灾减灾中的适用性,文章以海洋经济较发达和遭受海洋灾害较多的温州市和台州市为例,选取潮位、波浪和水温3个重要海洋观测要素,分析海洋观测数据在海洋预报和海洋防灾减灾中的适用,并提出对策建议。研究结果表明:由于观测时间较短、地理位置特殊和数据代表性不足,海洋观测站的潮位数据未能在台风风暴潮的预报和防灾减灾中有效发挥作用;由于波浪观测仪器布设位置的地形阻挡和观测站少,波浪数据的预报准确性和实际应用不足;个别观测站的水温数据不适用于大面海洋环境和赤潮的预报,且缺少对低温灾害的观测。针对海洋观测数据的实际应用与相关业务脱节的问题,未来应提高观测数据质量、紧密结合当地海洋预报和海洋防灾减灾工作需求、开展重点目标保障预报工作以及加强海洋观测宣传教育。     

业务化海洋观测数据传输网络的设计与实现

从建设目标、系统结构、系统功能和关键技术等方面讨论了海洋观测数据传输网络的建设,重点设计了系统结构中网络层有线和无线专网的建设以及系统功能所必需的数据传输模块、线路线控模块、数据监控模块、数据存储模块,旨在促进业务化海洋观测数据传输网络在我国各个海区的规范化建设,提高我国海洋观测预报和海洋灾害预警的能力。     

基于W7100A芯片的海洋仪器网络接口的设计

针对大量的海洋观测仪器连接到因特网的实际需求,在分析了目前仪器设备多种联网方案的基础上,提出了一种基于W7100A芯片的网络接口的设计方案,该方案具有硬件电路简单、功耗及成本低、工作温度范围广、适应海洋工作环境的特点。介绍了W7100A芯片的基本原理和特性,提供了网络接口的硬件电路设计方法,并介绍了基于客户端和服务器的软件设计流程,为海洋仪器的联网提供一种可靠方便的网络功能模块,在海洋仪器中得到业务化应用,通过与同类其它产品比较,更适合应用于海洋仪器中,并可推广到其他设备使用。     

CTD观测资料中“峰值”产生的原因及其避免的措施

通常所说的海洋观测技术,它包括观测方法以及有关仪器设备的使用方法两个方面。近年来随着电子技术的发展,海洋仪器也得到了迅速的发展。特别是微机被应用到现场观测之后,海洋观测仪器的自动化程度大大前进了一步,使它由过去只能指示或记录数据,发展到能在现场对原始数据进行初步分析处理,提高了观测资料的精确度,加速了海洋研究工作的进程。仪器的高速度发展,要求调查人员必须迅速地掌握正确的观测方法,对观测资料的可靠性具有分析判断能力,这样方能充分发挥现代化仪器的作用,提高海洋调查工作的水平。     

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。     

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。