基于文献计量分析的海洋观探测仪器技术发展态势研究

海洋观探测技术是海洋科学和技术的重要组成部分,对预警海洋灾害、开发海洋资源和空间、保护海洋环境、维护海洋权益、加强国防建设非常重要,海洋观探测仪器的研发是海洋观探测技术发展的重要基础和支撑。本文以Web of Science为数据统计源,基于战略咨询智能支持系统(ISS)平台和CiteSpace工具,通过文献计量和可视化分析,从发文量、涉及学科、作者、机构、关键词等方面对1998—2022年海洋观探测仪器技术论文进行了统计分析,总结了当前海洋观探测仪器技术领域的研究态势和研究热点,得出以下结论:(1)近10余年海洋观探测仪器技术研究呈快速增长趋势。虽然中国在该领域起步较晚,但发展迅速,2018年后发文量稳居世界第一,top 10高被引论文作者有3位是中国学者,中国研究学者在该领域具有较高影响力。但是发文量top 10机构多为美国研究机构,top 10高产作者中尚无中国学者,中国在该领域科研机构和研究人员的影响力和竞争力方面还需继续提高。(2)从词云聚类分析结果看,该领域全球研究热点集中在无人机、地磁仪、微波辐射计、海表温度和水色研究上。需要注意的是,ocean sensor关联词多为聚类分析关键词,表明海洋传感器是该领域的研究重点。从研究重点演变上看,中国在该领域研究虽然起步晚,但研究跟踪能力强,主题演变转移较快,有一定的热点引领作用。

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。

我国海洋观测仪器设备体系化发展研究

海洋观测仪器设备是国家海洋综合实力的重要体现,是确保业务化海洋观测网有效运行的重要手段。虽然近年来我国海洋观测仪器设备在海洋观测网建设中发挥了重要作用,但与世界先进海洋国家相比仍存在一定差距。本文以海洋发展需求为牵引,建立了天空基、岸基、海基、海底基的多层级海洋观测仪器设备体系框架;梳理了我国各类海洋观测仪器设备的发展现状,阐述了我国海洋观测仪器设备发展在体系建设、传感器建设、测试验证平台、标准等方面存在的问题,提出了加大装备国产化研发力度、建立评价标准和方法、开展现场比测及加强高技术成果应用建议,为我国业务化海洋观测网建设发展提供参考和借鉴。

基于GIS和多准则决策的山东省潮流能区划研究

本文基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS)和多准则决策(Multi-criteria Decision Making,MCDM)方法提出潮流能区划方法框架,该框架包括可开发区域研究、开发适宜性评价两个阶段,排除指标、评价指标两大指标集。同时,为降低主观偏差,将集体决策理论引入层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),提出基于GIS的群层次分析法(Group Analytic Hierarchy Process,GAHP)。通过计算得出山东省潮流能可开发区域及最适宜开发区域,为山东省潮流能电站选址提供科学依据。

基于全球卫星导航系统的海洋环境监测方法研究综述

实时、准确、可靠地监测海洋环境信息,对于海洋灾害预警预报、防灾减灾、海洋资源开发、保障海洋安全等具有至关重要的作用。近年来,随着全球卫星导航系统(GNSS)不断发展与升级,基于GNSS导航信号进行大气和海洋环境信息探测发展成为新技术新方法,并成为海洋环境监测技术研究热点,已在海洋气象监测、数值预报、科学研究等领域得到了广泛应用。系统综述了GNSS技术在海面有效波高、风速、降雨强度、水汽及潮位监测等海洋环境监测领域的应用研究现状,对新技术新方法进行了系统总结,并对未来发展趋势进行了展望,以期对相关领域的研究提供参考。

海流探测仪器与技术研究现状及展望

精准、实时的海流数据是海洋资源开发与利用、海洋科学研究等方面的重要输入参数之一。海流探测仪器按照测量原理主要分为机械式、电磁式、声学多普勒式和声学时差式4类传统海流计,以及当前结合了光纤传感等技术的新型海流计。在本文中,作者从探测原理、优缺点、应用领域、发展现状等方面对传统海流计与光纤类海流计进行了梳理与总结,展望了未来海流探测仪器的发展趋势,并提出了一种基于连续时差法的光致超声测流方法。旨在对海流计的开发与研究提供借鉴与参考,在增进海洋探测技术的发展、加快实施海洋强国战略中具有一定的意义。

研究所如何推行ISO9000族质量管理体系标准

随着科学技术的不断发展,信息时代已经来临,中国加入了WTO,全球经济一体化的格局即将形成.为了赶上世界知识经济的大潮,国家出台了一系列科技体制改革的文件和配套政策,其中技术开发型的科研院所要逐步推向市场,在市场经济条件下参与竞争,因此,像山东省科学院海洋仪器仪表研究所这样以应用研究为主体的研究所转变成为社会和企业服务的经济实体已成为必然的趋势.要想在市场经济大潮中站稳脚跟,研究所转为企业后必然提高自身的素质,提高产品在市场上的竞争能力,因此必须在管理上狠下功夫.目前,国际上比较先进、适用的管理体系有很多,但比较普遍推广的还是ISO9000族系列标准,因其以顾客为中心,自我完善与持续改进的思想得到了各类企业欢迎,特别是ISO9001包含了设计控制的要素,对研究机构非常适用.结合仪表所在推行9000质量认证过程中的一些体会,谈一下研究所如何推行ISO9000族质量管理体系标准.

频域内海洋资料浮标水动力特性的仿真研究

为研究海洋资料浮标的水动力特性,建立了频域内的运动微分方程,并基于势流理论,仿真了浮标模型在波浪中的运动,与模型水池试验结果进行比较,发现在共振区域内仿真结果的误差较大。为提高仿真精度,利用模型的横摇衰减试验,获得了浮标模型的阻尼系数,并对仿真模型的阻尼矩阵进行修正。修正后的仿真结果与试验结果对比,仿真精度大为提高,平均误差不超过3%,满足工程应用的要求。

大型海洋资料浮标的运动性能研究

运动性能是浮标设计中的关键问题之一。文中对直径10 m的圆盘型海洋资料浮标的运动性能进行了数值模拟和试验研究。建立了浮标的有限元模型,采用势流理论进行计算分析,获得了浮标运动响应的传递函数。通过对数值计算结果与模型试验结果进行比较,验证了数值计算方法的有效性。在此基础上,结合我国南海海区海况资料,应用谱分析法对其在极限海况下的运动响应进行了短期预报。该研究结果对浮标前期设计具有参考意义。

水声传感器网络及其在海洋监测中的应用研究

针对海洋监测水声传感器网络中的基础性问题,分析和总结了近年来相关的主要研究方向和重要研究成果。同时,深入讨论了海洋监测水声传感器网络研究所面临的挑战和亟须解决的问题,为今后的研究提供了方向。

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。

船基激光法波浪测量仪器的研究

介绍了船基激光法波浪测量仪器研制的可行性。船载激光测波是利用舰船作测量平台,在水面上方设置激光测距装置,以一定的频率测量探头与水面的垂直距离,分析所测距离信号的变化规律,可以得出波浪高度、周期等信息,描述出波浪的形态和变化规律。文章提出了测量原理,分析了可能遇到的测量误差,给出了相应的解决措施,得出了研究开发船基激光法波浪测量仪器的可行性结论。

海洋颗粒有机碳浓度水色遥感研究进展

颗粒有机碳(POC)是海洋碳循环研究的一个重要参数,采用水色遥感技术反演颗粒有机碳浓度为大时空尺度监测海洋碳循环过程提供了重要手段。从基础数据采集入手,简要总结了当前颗粒有机碳样品采样方法及误差影响因素;针对颗粒有机碳水色遥感的国内外研究进展进行了综述,深入分析了POC与生物光学参数之间的关系,对在此基础上建立起来的多种POC水色反演算法进行了归纳和分类比较;简要总结了POC水色反演在多时空尺度监测海洋生态环境中的应用。最后指出了我国海区POC水色遥感研究还存在的问题,对今后的研究工作进行了展望。

海洋资料浮标波能供电装置数值模拟研究

海洋资料浮标的电源补给问题是亟待解决的关键技术之一。本文以浮标现有技术参数为基础,通过数值模拟研究以浮标标体作为能量吸收系统,传统齿轮齿条形式作为能量输出系统,永磁发电机配合滤波整流稳压模块作为电力输出系统的海洋资料浮标波浪能供电装置的可行性。计算结果表明,不考虑各阻尼,浮标体在波浪作用下可满足高转速、低扭矩的500 W三相交流永磁同步发电机的装机容量,同时理论计算发电机的输出电压可达到海洋资料浮标蓄电池14 V的充电要求。

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。

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。

频域内海洋资料浮标垂荡运动特性研究

随波性作为海洋资料浮标的重要设计参数,影响着波浪参数的测量准确度。本文应用三维势流理论计算了圆盘浮标体的附加质量、兴波阻尼系数等水动力系数以及波浪激励力,基于单自由度运动方程研究了自由浮标的垂荡响应。考虑锚链垂向弹性回复刚度系数对浮标垂荡的影响,研究了两种类型系泊浮标在波浪中的垂荡运动响应。研究发现,直径3 m浮标较直径10 m浮标具有更好的随波性,且锚链对3 m浮标的垂荡运动的影响较10 m浮标更为显著。研究结果对波浪传感器的参数修正具有重要意义。

海洋实验水槽设计方案的研究

本文讨论了海洋环境监测技术重点实验室实验水槽的具体建设问题 ,包括水槽及其行车的设计方案。建设实验水槽的主要目的是模拟海水流速 ,水槽上面设有行车 ,行车以给定的速度行走 ,这相当于仪器相对静止 ,水流以给定速度流过 ,这样来模拟现场海洋状况 ,被测仪器挂于行车下面来测定参数。水槽建设成功与否直接关系到海洋仪器现场测量的准确度及可靠性。

海洋仪器的太阳能供电系统设计

为保证海洋仪器太阳能供电系统的连续稳定运行,采用了一种基于能量守恒的简易计算方法,计算太阳能电池板功率和蓄电池容量等参数,设计的太阳能供电系统在实际应用过程中可以很好地满足仪器供电要求。

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。