东海海洋环境监测网浮标观测站布设及其科学意义

基于海洋环境监测现状与发展,针对目前东海区浮标站位较少、布局不均和观测功能设置不完善等限制了其在海洋预报、防灾减灾、维权执法等方面保障功能的提高问题,为满足东海区观测形势需要,结合重要流系和重要海洋现象监测、台风与风暴潮预警预报、海洋权益维护及保障等需求,设计了较为科学合理的东海区浮标观测网布局。在现有浮标观测系统的基础上增加18个浮标站位,其中包含11个10m浮标、7个3m浮标和3个潜标,新的东海区浮标观测网系统将与海洋(台)站、海上平台、海基床、岸基雷达等观测系统共同构建东海区实时立体海洋观测网。

海洋油污水处理工程装备标准化建设工作的探索与思考

文章通过对国内、国际当前海洋油污水处理工程装备(以下简称海洋油污水处理装备)研发及市场应用的现状调研,分析影响当前我国该类装备发展存在的主要问题,基于SDCA-标准化、执行、检查、总结(调整)的模式管理思路,结合本单位近年来开展"机械压缩项目"的实际,提出开展海洋油污水处理装备标准化工作的思路、具体措施和相关政策建议。

X波段雷达测波系统比测方法的研究——基于东海区海洋站比测数据分析

目前我国已经进口了X波段雷达,大多数使用的WAVEX海事雷达海浪数据采集系统。利用X波段雷达开发监测海浪的波高、波长、波向与波周期等相关参数已经取得初步成果。同时,在X波段雷达数据质量控制以及将雷达数据与海洋动力学模型进行同化方面积累了一定的经验,但距离制定明确的应用规范还存在较大差距。文章试图通过对东海区A、B两个海洋站X波段雷达与波浪浮标、人工观测数据等比测数据的分析,得出比测方法中比对仪器选择、环境因素、海况等方面的要求,以得到更为准确的比测结果。

我国海洋计量工作浅析

计量一直是一个国家国民经济发展的重要基础技术,而一个国家的计量工作以及海洋公共服务工作中,海洋计量起着关键的作用。本文对海洋计量工作意义和特殊性进行了阐述,对我国海洋计量的发展现状进行了分析,最后提出了未来海洋计量的发展战略。

上海洋山建港后港域夏季水文泥沙状况分析

对2007年9月17～26日在上海洋山港海域固定观测点（平均水深13m）观测得到的水文泥沙要素，以及悬沙和底质样品分析。分析结果为：1）港域有效波高0．21—1．37m（风速0．6～14．0m／s），平均0．61m（平均风速5．5m／s）。平静天气（平均风速小于5．0m／s）下，波高随水深变化，两者的相关系数为0．899；而在强风天气下，波高受风况控制。2）最大表层流速超过2．00m／s。大潮涨潮流占优势，小潮时落潮流占优势；与北岛链汊道封堵前相比，大潮涨、落潮平均流速分别减小15％和30％，小潮涨、落潮平均流速均减小30％～40％。各层余流均为西北方向，与涨潮流方向一致；垂向平均余流速0．11cm／s，表层达0．25m／s^3）离底高程1．35m层和0．35m层最大悬沙浓度均大于3kg／m^3，两层平均悬沙浓度分别为0．89和0．95kg／m^3。无论大潮还是小潮涨潮悬沙浓度均大于落潮，这种现象在大潮时更为显著，潮周期中最大悬沙浓度出现在涨急。与工程前相比悬沙浓度明显降低，大、小潮降低均达20％。4）港区底质平均粒径9．0μm工程后有变细的趋势。

全面加强海洋生态环境监测质量管理工作初探

质量管理是海洋生态环境监测工作的重要组成部分,是监测结果科学、客观、公正、准确的重要保障。针对目前我国海洋生态环境监测质量管理存在的问题,文章在结合东海区海洋生态环境监测质量管理工作的基础上,提出从强化质量意识、健全管理机制、强化全过程控制、建立质量通报等方面来加强海洋生态环境监测全过程质量管理,从而提升海洋环境监测机构整体质量管理水平,保障海洋生态环境监测数据质量。

现代海洋环境监测体系和海洋管理背景下的浮游生物监测

浮游生物在海洋生态系统中处于基础性地位,为促进我国浮游生物监测工作的发展,文章在现代海洋环境监测体系和海洋管理的背景下,从海洋生态系统保护、全球变化研究和现代海洋管理3个方面,系统梳理和分析浮游生物监测的意义和价值,并对我国相关领域的工作提出启示和展望。研究结果表明:浮游生物的恶性暴发和入侵对海洋生态系统造成严重影响,各类国际公约和政府间协议都将浮游生物监测作为保护海洋生物多样性的重要内容;浮游生物的分类信息以及其分布区和物候学特征对气候变化和海水温度的指示信息,可作为全球变化研究的重要指标;浮游生物监测已被广泛应用于国内外现代海洋管理中,主要包括海洋生态系统服务评价、海洋环境影响评价和海洋生物资源评价3个方面;我国浮游生物监测工作在浮游生物分类和鉴定以及大数据应用方面存在不足,未来应加强相关能力考核、标准化计量认证、数据整合共享和新技术手段运用。

海洋调查的质量控制研究

文章阐述海洋调查质量控制的目的和意义;分别对海洋调查项目准备阶段和实施阶段的质量控制进行规范化描述,其中准备阶段包括成立调查项目工作小组、编写项目实施方案、编写调查项目质量保障方案和组织航前海试,实施阶段包括制订航次实施计划和质量保障计划以及开展航前、航中和航后检查;提出内业分析质量控制的相关内容,并对调查航次结束后质量控制的报告和资料成果的归档进行说明,为我国规范化开展海洋调查及其质量控制提供科学依据。

基于现场盲样考核的海洋环境监测实验室过程质量监督模式的建立与应用

文章回顾了我国海洋环境监测质量监督工作的发展历程,分析海洋环境监测质量监督管理现状和新要求,在此基础上提出基于现场盲样考核的海洋环境监测实验室过程质量监督模式。该模式主要由实验室质量控制和现场盲样考核组成,在2012年东海区运用该模式开展了一次实验室过程质量监督检查,等级评定结果反映了东海区海洋环境监测实验室能力水平较高,一级实验室超过了总数的50%,没有发现不合格实验室。

浅析船舶海洋测报系统研究

船舶海洋测报是认识、研究、掌握海洋环境变化规律和海洋预报提供实时资料的有效手段,测报系统所获取海洋水文、气象要素的观测资料能反应出海域的水文气象基本情况,为研究防灾减灾起到重要作用。系统研究意义和发展现状的阐述为船舶海洋测报工作提供一定的参考,系统关键技术介绍为设计低成本、高性能、高可靠性通用型船舶海洋测报设备提供理论依据。

面向海洋时序数据异常模式发现的多视图协同可视分析

如何发现多要素海洋环境时序数据中蕴含的由自然现象导致的异常模式,进而实现对未来海洋事件的有效预测是一个亟待解决的问题。本文提出了一种面向海洋环境时序数据异常模式挖掘的多视图协同可视分析方法,首先,计算出多要素数据间的相似性矩阵,通过多维标度法(Multi-Dimensional Scaling,MDS)投影降维,将投影结果通过密度聚类(DensityBased Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)生成时序MDS聚类视图,表达多要素数据的时序特征,用于发现多要素叠加后的异常模式;其次,基于相似性矩阵计算每个要素熵值,生成与时序MDS聚类视图对应的多要素信息熵视图,表达每个要素在时序上的不确定性,用于确定不同要素对异常模式的贡献度;最后,针对异常模式,提供由对应原始数据投影生成的焦点平行坐标视图,进一步分析要素之间的相关性强弱和数据内部具体的变化趋势。将本文方法应用于东山台站(23.9°N,117.5°E)、遮浪台站(22.6°N,115.5°E)附近海洋数据,分析由台风造成的数据异常模式和要素之间的相关性,证明了本文提出的多视图可视分析方法的有效性,方法具备发现多要素时序数据蕴含的异常模式的能力。

东海区科技兴海产业示范基地发展模式研究与探索

科技兴海是我国推动海洋经济发展和产业结构调整的重大举措。文章概述东海区科技兴海产业示范基地的建设情况,明确其有力促进具有鲜明特色的海洋战略性新兴产业的集聚发展和海洋经济的转型升级,总结市场运营的"临港模式"、政府主导的"厦门模式"、特色产业的"大丰模式"和地方特色的"诏安模式"等发展经验,提出突出特色,形成独具一格的发展模式;定位清晰,政府服务和市场运营相辅相成;凝聚产业,以品牌提升产业链核心价值;形成示范,创新支持方式和管理模式的示范基地发展建议。

海洋经济调查质量控制方法探讨

为保证全国海洋经济调查的数据质量,文章结合工作实践,分析涉海单位清查阶段的主要质量控制手段即质量抽查的流程、方法和结果,并提出思考和建议。研究结果表明:根据对8个样区的抽查,质量抽查有利于掌握各地区在推动调查工作时遇到的困难,有利于及时发现和处理清查操作中的难点和问题,有利于其他地区参照经验和规避错误;合理的质量抽查节点、具有代表性的样区和完善的详细抽查方法等可有效提高质量抽查的可行性;进一步集中质控时段和加强人员质量控制,可确保质量抽查效应更为深入和全面。

基于海洋资料浮标上目标探测系统的集成设计

利用在我国已业务化运行的10m大型水文气象资料浮标上加装声阵列探测系统、全景视频探测系统,对海上的侵权目标船只进行探测与识别,通过高速卫星将获取的海上资料实时传输到岸上接收机。整套系统采用基于低功耗嵌入式单片机技术、CAN总线技术,将浮标上的声阵列探测子系统、全景视频探测子系统、水文气象子系统、浮标安全监控子系统、卫星通讯等子系统,通过内部网络、串口等接口集成起来,实现对浮标周边海域活动舰船的声纳信号及视频图像数据的采集,由浮标上加载的高速数据传输卫星实现大容量浮标采集数据向岸基的可靠传输;在我国特定海区开展维权执法目标探测识别与信息传输技术集成三位一体的信息综合监视示范应用,以提升我国全天候探测、获取海洋侵权目标的能力。

海洋经济共享数据前期处理中的涉海单位底册初筛

为提高我国海洋经济监测评估的信息资源共享质量和效率,文章分析底册初筛在海洋经济共享数据前期处理中的必要性和可行性,并提出建议。研究结果表明:在筛除依据充分、存疑单位保留和全面质量控制的原则下,根据海洋及相关产业分类、单位主要业务和专家评审结果,对沿海市、沿海市的非沿海县和非沿海市开展涉海单位底册初筛;经底册初筛,各地入户调查工作量均有所减少,其中沿海市(非沿海县)的初筛占比最高,而非沿海市的初筛数量较高,且抽查的初筛错误率较低;在底册初筛的基础上,应调整行业分类、提高标志认定效率、确认调查对象状态和进一步加强质量控制,完善海洋经济共享数据前期处理工作。

基于改进U-Net网络的图像混合畸变校正方法

图像几何畸变校正是许多计算机视觉应用的关键预处理步骤。当前基于深度学习的几何畸变校正方法主要解决图像的单一畸变校正问题,为此,本文提出一种改进U-Net网络的图像混合畸变校正方法。首先,提出了一种构建混合畸变的图像数据集的方法,解决了训练数据集稀缺以及畸变类型单一的问题。其次,采用U-Net网络结合空间注意力机制进行图像特征提取及畸变坐标图的重建,将图像校正问题转为畸变图像的逐像素点坐标位移变化的预测问题,并设计了结合坐标差损失和图像重采样损失的损失函数,有效提高校正的准确性。最后,通过消融实验验证了本文方法各模块的性能。与最新基于深度学习的畸变校正方法对比。实验结果表明,本文方法在定量指标和主观评价方面都有较好的表现,对畸变图像的空间坐标校正的平均绝对误差为0.2519。本文还对GoPro相机获取的光学影像开展了校正实验,进一步验证了本文方法对畸变图像校正的有效性。

近期(2000-2008年)长江口南港河槽的冲淤变化——兼议外高桥新港区岸段强烈淤积的原因

长江口南港是上海外高桥新港区所在岸段,其冲淤变化对该港区水深的维护具有重要影响。本文利用ArcGIS对2000-2008年长江口南港海图资料进行数字化,建立不同时期此河槽的数字高程模型,定量计算南港河槽尤其是主槽的冲淤变化,分析其演变规律。结果表明:(1)2000-2004年南港河槽整体上冲刷21.9×106m3(平均冲刷速率为3.5cm/a);(2)2004-2008年南港河槽整体上转为淤积,河床共淤积26.0×106m3(平均淤积速率为4.1cm/a);(3)2004-2008年外高桥新港区净淤积73cm,其中2006年7月-2007年7月1年淤积57cm。结论包括:(1)南港复式河槽中间沙脊的大量采砂导致的过水断面调整可能是近期沙脊两侧深槽出现淤浅趋势的重要原因;(2)2006年7月-2007年7月南港主槽(包括外高桥新港区)的强烈淤积可能还与该水文年长江径流量特低有关。(3)南港作为长江入海水沙的过境通道,其冲淤变化与河流来沙量变化的关系不大,而流域极端气候事件导致的径流量变异、河口人类活动以及河槽的自适应调整可能是该河槽年际冲淤变化的更重要诱因。

三峡水库一、二期蓄水对下游悬沙通量影响的计算

水库对坝下游泥沙通量影响的定量估算是一个国际前沿的科学问题。本文利用长江干流上寸滩、宜昌、汉口、大通四站及其间的支流控制站的水沙监测数据,结合对干流两侧不在支流控制站监测范围的"未测区"水沙贡献的估算,建立了悬沙收支平衡和悬沙输运经验关系,从而定量分析了三峡水库一、二期蓄水对大坝下游(至河口)悬沙通量的影响。结果表明:(1)三峡水库一期(2003-2005年)和二期(2006-2007年)蓄水期间水库的悬沙淤积比分别为64%和83%。(2)受坝下游河床冲刷和支流来沙补给的影响,三峡水库一、二期蓄水分别导致宜昌站悬沙通量下降62%和82%,汉口站悬沙通量下降37%和54%,大通站悬沙通量下降28%和40%。(3)与蓄水前的5年(1998-2002年)相比,蓄水后的2003-2007年上述三站悬沙通量分别下降354×109、172×109和163×109kg/a,其中三峡水库蓄水的贡献分别占41%、55%和45%。以上认识对科学和客观的评价河流建坝的环境效应提供了启示。

基于AD-AS模型的海岸带生态系统综合承载力评估——以舟山海岸带为例

以舟山海岸带为研究区域,结合采样数据和社会经济发展数据,构建以社会因子、经济因子和自然因子为3个维度因子的海岸带生态系统综合承载力评估的指标体系。并参照经济学中的AD-AS模型,改进成综合总供给-综合总需求模型(SAD-SAS模型),根据生态系统中总供给与总需求之间的平衡关系,来计算舟山海岸带综合承载力量值,并尝试将海岸带综合承载力值的分类标准在原来的基础上分为5类,最后评价其所处的承载力水平。研究结果表明:舟山海岸带综合承载力在2005—2008年时处于微幅上升的阶段,年均增速为6.5%,在2008—2009年开始出现稍微的下降,下降幅度为3%;SAD-SAS模型作为生态学与经济学交叉的模型,为海岸带综合承载力评价提供了一种新思路。

潮滩上波高的时空变化及其影响因素——以长江三角洲海岸为例

于2009—2010年的不同季节在崇明东滩北部、中部、南部以及杭州湾北岸东段的芦潮港岸段,利用目前先进的SBE 26plus浪潮仪进行了多个潮周期的波浪观测。研究表明,观测期间潮周期平均风速为1.9～11.0m/s、最大风速为2.8～12.1m/s,各测点潮周期平均水深为0.28～2.12m,高潮位最大水深为0.37～3.19m,潮周期有效波高为0.03～0.45m,最大波高为0.08～1.59m。波高的时空变化受风速、风向、水深和岸滩坡度的综合影响。通常情况下,向岸风期间的波浪较大;风速、水深、岸滩坡度越大,潮滩上的波高也越大。空间上,岸滩坡度最小的崇明东滩中部(坡度0.6‰)测点波高和水深之间的相关性最好,岸滩坡度最大的芦潮港潮滩(坡度8.7‰)测点两者间的相关性最差。时间上,波高和水深之间的相关性与风速、风向的变化有关。因此,只有在潮滩坡度较小(例如<1‰),风速、风向较为稳定时,波高和水深之间的显著正相关关系才存在。要了解某个潮滩的波浪特征,有必要利用先进的仪器进行系统的原位观测,而非简单地借助其它潮滩的波浪研究结果。研究推断,在向岸强台风和大潮高潮位阶段,崇明东滩中潮线附近的最大波高可达1.5～2.0m,芦潮港堤外潮滩的最大波高可达2m以上。