山东沿海海洋环境监测及灾害预警系统设计与框架研究

为了更好地利用海洋资源,减少自然灾害损失,必须对海洋环境进行监测和预报预警。本文探讨了在山东沿海建立海洋灾害监测预警系统的必要性,在完成系统总体结构设计基础上,重点阐述了海洋环境立体监测网的设计,包括锚泊浮标网、岸基海洋环境观测网、船载动态监测、航空遥感监测,研究了数据处理中心的组成和功能。系统建成后将实现业务化运行,为山东沿海经济发展提供服务保障。

基于无线传感器网络的海洋环境监测技术研究

提出了一种基于无线传感器网络的海洋环境监测系统。采用ZigBee通信与GPRS、卫星通信相结合的技术方法,构建应用于近、远海的海洋环境监测网络,用于测量气象水文要素及水质生态参数。本文设计的无线传感器海洋环境监测模型,能有效地监测海洋污染情况,为海洋环境监测工作提供了一种新的技术手段,具有较高的参考价值和广阔的应用前景。

海洋生态环境监测艇技术研究

小型海洋生态环境监测艇具有集成化、自动化、系统化和智能化等优点,能够满足海洋环境监测快速、实时的要求,与浮标监测、岸站监测等监测方法相比,可以在巡航范围内的任意地点进行水质、底质和污染等环境参数的测量,不留死角。既可以在海上进行周期性巡航监测,又可以响应突发事件,快速应急,还能对陆源排污口、海上流动源及海岸工程等进行监测和污染源追踪,兼顾整体与重点区域。文中对小型海洋环境监测艇各关键技术进行总结,并展望了监测艇的优势和产业前景。

海洋环境监测技术及仪器装备的发展现状与趋势

随着陆地资源逐渐枯竭,向海洋要资源、要空间已成为涉海各国的必然选择,导致了海洋技术领域的竞争愈演愈烈,从而促进了海洋环境监测技术及仪器装备的高速发展,这对我国海洋核心技术的研究提出了更高的要求。从海洋环境监测技术领域所涉及的海洋环境监测平台技术、传感技术及数据综合处理技术等3个方面进行了分析总结,在明确技术及仪器装备现状的前提下找出中国与国外相关研究领域存在的差距,并首次对海洋环境监测数据综合处理技术进行了全面梳理,在此基础上根据其发展趋势对海洋环境监测技术及仪器装备的未来前景进行了展望。指出该领域仪器装备在目前已经实现的模块化、系列化基础上,将向网络化、智能化方向发展,本文旨在对我国海洋环境监测技术领域的发展规划、技术研究、装备研制及工程应用等方面的工作提供建议。

海洋生态环境监测传感器的应用与发展

受人类活动的影响,海洋污染日益严重。我国海岸带、河口和海湾生态系统均受到了不同程度的破坏。海洋生态环境监测传感器的应用可实现实时海洋环境的监测和快速预警,对于预防海洋灾害、调节海洋经济发展与环境之间的矛盾有重要意义。文中归纳了海洋生态环境类传感器所应用的分析检测技术,总结了目前所研发的各类海洋生态环境传感器,预测了传感器的发展趋势,并对我国未来传感器的研究工作提出了建议。

基于RT-Thread的海洋环境监测站的设计

本文结合海洋环境监测的需求,以STM32单片机为主控核心,RT-Thread物联网操作系统为基础,辅以各种水文气象采集传感器电路设计了一款海洋环境监测站系统,对监测站的硬件和软件部分进行了详细介绍,同时通过无线通信模块实现了数据的远距离通信,该系统运行稳定,能够实现风、温湿度、气压、温盐等基本水文要素的实时监测,帮助使用人员及时掌握海洋环境数据,为海洋环境的监测与管理提供数据支撑。

基于MCGS的海洋生态环境实时监测系统软件设计

设计了基于MCGS组态软件的海洋生态环境自动监测系统软件,结合营养盐、多参数、海水总有机碳等传感器的使用,实现了对水质综合参数、营养物质、有机物等多项海洋生态参数的实时自动监测,并通过DTU数据传输终端将数据实时传送至用户数据中心。该软件采用模块化设计,数据结构较稳定,可移植性和可扩展性较强,界面生动清晰,用户操作简单,维护方便。实验结果表明,该软件运行稳定,数据通信可靠,可用于海洋生态环境的实时监测。

山东沿海海洋监测浮标网的构建

针对山东沿海独特的地理位置,构建了浮标监测网,按照远海、近海、近岸三个层次,分布在山东沿海从近岸到60海里的范围内,主要测量气象要素、水文要素以及水质生态等参数。设计的浮标监测网布局合理,能够有效的监测海洋污染、赤潮和水质情况,监视风暴潮和台风的发展和走向趋势。

海洋核辐射现场监测装置研究及实验测试

日本福岛核电站爆炸引起的海洋放射性污染事故后果严重,沿海核电安全和海洋放射性环境的长期监测、污染预警和事故应急受到关注。文中研制了一套海洋核辐射现场监测装置,利用标准放射源^(241)Am,^(133)Ba,^(60)Co,^(137)Cs,^(152)Eu进行了能量刻度与分辨率刻度实验,并利用MATLAB进行了曲线拟合,得到的能量刻度曲线线性较好,^(137)Cs在661.6 keV的能量分辨率为6.8%。同时,该装置在青岛8号码头利用趸船吊挂方式进行了海水水下测试,测得海水中^(40)K的活度为12.42 Bq/L,与实验室检测结果的符合性较好。

海域水环境监测系统开发

海洋水质环境监测在开发海洋资源、预警海洋水质灾害、保护海洋水质环境等方面都有着重大意义。文中结合国内外海洋水质监测系统的研究成果,针对当前国内海洋水质监测领域仍然存在的问题,建立海洋生态环境监测系统。参照海水水质标准(GB3097-1997),选定监测要素为温度、盐度、PH值、溶解氧、氨氮以及磷的含量。该系统可增强对近海海域生态系统的监测和预测预警能力。

一种高精度海洋环境噪声监测系统

基于迈克尔逊不等臂干涉原理研制了海洋环境噪声声压监测系统,提出了一种调制与跟踪补偿的信号细分方法,提高了抗干扰能力与测量精度,并对产生误差的原因与消除方法进行了分析。

营养盐传感器在海洋监测中的研究进展

营养盐是海洋浮游植物生长所必需的物质基础。测定海水中营养盐的分布对于理解地球化学循环,预测藻华爆发等环境灾害有重要的意义。营养盐在线传感器在过去的几十年中取得了较大的进展。本文综述了营养盐传感器在海水监测中的研究进展,介绍和比较了不同营养盐传感器的检测原理、范围和检测限,并讨论了营养盐传感器的技术瓶颈和发展趋势。

基于水声通信的海洋水质多点监测系统设计

为解决目前水质监测存在的单点测量、实时跟踪观测不及时、通信距离短和供电不便等问题,设计了基于水声通信的海洋水质多点监测系统。该系统主要包括浮标系统、坐底式水质监测系统、岸站实时数据接收系统。水质多点监测的下位机由浮标系统和海底多个坐底式水质监测系统组成;坐底式系统与浮标之间采用水声通信的方式实现水下数据上传,水声通信半径能达到10 km;以浮标作为中继系统,采用太阳能供电,利用DTU和北斗双通信将分钟数据实时传输,解决了诸多水质监测中现存的问题。研究表明,本系统数据实时上传率达到95%以上,能够满足大范围海域内水质多点实时监测的要求,可为水产养殖提供全天候有效可靠的水质参数。

数据压缩技术在海洋资料浮标通信系统中的应用

为减少海洋资料浮标通信系统数据传输的时间和费用,本文针对传输数据类型,采用位拼接、LZW和改进的LZW算法结合的方法对数据进行实时无损压缩。该压缩技术平均压缩率在40%以下,降低了浮标通信所需时间。实际应用证明,该技术提高了数据压缩效率,缩减了通信成本,保证了系统的可靠性。

一种海洋监测通用数据采集与处理系统的设计

介绍了一种海洋监测通用数据采集与处理系统的设计方法。该系统以单片机为硬件平台,针对海洋监测项目的实际需要,设计了多路模拟量采集、数字/脉冲量采集、数字输出控制、远程通信端口和大容量信息存储,可以实现各种海洋监测数据的自动采集、实时显示、分析和信息管理等功能,在海洋环境监测领域具有推广应用的现实前景。

海洋监测浮标上的3G无线视频监控系统设计

设计了一种应用在无人值守的大型海洋资料浮标上的3G无线视频传输系统。系统采用值班电路对无线视频传输模块进行功耗控制,降低了系统的功耗。同时,对普通摄像头进行了防水工艺设计,可以有效耐受海上恶劣的使用环境。该系统已经在海上业务运行的浮标上安装应用,近两年的视频数据表明,监控效果良好,可有效地发现涉及浮标安全和海洋污染等问题。

一种海洋参数现场监测通用设备的设计

海洋监测数据的有效采集、存储、处理和显示、输出及控制操作,是自动化海洋参数现场监测系统都需要设计和开发的重要内容。提出了一种海洋参数现场监测通用数据采集处理设备的设计方法。设备可以提供多路模拟量、数字量、脉冲量和串口信号形式的海洋监测信息自动采集,现场的大容量信息存储、实时信息显示、键盘输入操作和便捷打印输出,以及滞后的实验室信息显示、分析、查询和处理等丰富功能。该设备简单设置可以灵活应用于各种海洋参数的现场监测任务,具有推广应用的现实前景。

区域性海洋灾害监测预警系统研究进展

在探讨海洋环境监测技术的发展趋势,及对区域性海洋灾害监测及预警系统的总体目标和需求进行分析的基础上,重点阐述了国内外区域性海洋灾害监测预警系统的研究进展情况,并对几个典型的综合监测预警系统进行了详细介绍。

基于Apriori模型的海洋灾害预警数据挖掘技术

针对Apriori模型在挖掘的过程中需要多次访问数据库和产生大量频繁项目集占用更多的内存的问题,文章对基于数据库记录的Apriori模型的数据挖掘方法进行了改进,采用以事物数据库为中心的挖掘方法减少了频繁项目集和访问数据库的次数。此方法能够快速地形成预警决策支持库,是解决海洋自然灾害预报的一种新方法。

一种通用的海洋监测信号采集软件数据结构

设计了一种通用的海洋参数现场监测软件系统的数据结构,能够灵活配置所监测的数据采集器和数据采集器所连接的传感器,具有兼容性。系统由Visual C++编制完成,针对数据采集器的属性、采集器所连接传感器的数据和传感器的属性分别建立类,通过这些类,有效地把系统中的属性和数据组织起来。实验证明系统稳定可靠,扩展能力强。