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海洋环境监测立体感知体系

发表时间：2021/6/17 来源：《文化研究》2021年7月下作者：龙威

[导读] 随着全球生态环境保护主义文化的兴起，海洋生态环境问题由人类不合理开发利用海洋资源的行为无节制及不可持续，逐步从海洋环境保护向海洋生态安全屏障制度构建转变

国家海洋局北海海洋环境监测中心站龙威 536000

摘要：随着全球生态环境保护主义文化的兴起，海洋生态环境问题由人类不合理开发利用海洋资源的行为无节制及不可持续，逐步从海洋环境保护向海洋生态安全屏障制度构建转变，海洋环境监测也从过去的环境污染因素监测开始向生态环境监测过渡，海洋环境监测技术方法和能力体现了海洋生态环境安全的理念，是海洋生态环境保护和产业经济发展的基础，有助于海洋生态系统内不平衡、与人类和谐发展的双重保证。海洋生态环境监测指的是利用各种生态学的措施和方法，从多个尺度出发对生态系统结构与功能格局的度量，并在这个基础上对生态系统条件及其条件变化进行分析，进而探究生态环境压力的变化趋势。海洋生态环境监测技术指对海洋生态系统中的各项指标进行具体测量、判断以及统计分析过程中所使用的技术手段。欧美发达国家较其他国家首先开展海洋生态环境监测工作，高水平的的标准科学方法已对世界各国的环境监测工作产生很大的引导作用，强调重视政府间、各部门间合作、协调、统一，注重海洋生态环境数据共享和新技术的应用，其中海洋生态环境的监测机构、监测区域、监测要素、监测方法对于我们都是具有很强的指导借鉴意义。
关键词：海洋;环境监测;立体感知;体系
        引言：海洋拥有多样的生物、丰富的石油、天然气以及巨大的潮汐能源等。在对海洋进行合理开发、利用的同时，需要对海洋实施监测和保护。近岸海洋环境自动监测站是我国对近岸海洋环境监测、海洋生态保护以及海洋资源开发利用的重要工作设施，在对海洋环境、海域使用动态、海洋开发探测和海洋信息统计等方面具有重要作用。
        1海洋环境监测存在问题
        近几年，我国海洋环境监测得到迅速的发展，卫星遥感、海上浮标、自动验潮仪、水质自动监测站、高清视频监控等技术设备被广泛应用于海洋环境监测中，大幅提高管理部门对海洋环境信息的获取能力。但在实现海洋环境信息智能化监测与利用的过程中，仍存在下列问题：空间信息获取手段智能化程度有待提升，数据获取效率不高；水下信息智能化获取手段缺失；常规作业船只无法靠近区域，其监测信息难以获取；海上应急监测数据获取不及时；海洋灾害预报信息准度、精度有待提高等。针对上述问题，开展海洋环境监测立体感知体系架构设计及关键技术研究。
        2立体感知体系架构设计
        2.1岸基海洋观测系统
        岸基海洋观测系统是在近岸、岛礁或海上构筑物上布设相应的海洋观测传感器，实现对海洋要素实时、全天候的原位观测。常见的岸基海洋观测系统主要包括潮位观测站、岸基地波雷达站、岸基地表径流监测站和岸基动态视频监控站等。岸基海洋观测系统通过采集水文要素、海洋气象要素、海洋环境要素和现场影像资料等，为台风、风暴潮、海啸等灾害预报提供基础数据源，同时也为海上导航、跟踪、救援，以及海洋工程的设计、施工和维护提供决策支持。

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        2.2综合制图软件子系统。
        该系统主要根据实际多样化的具体定制需求，完成多类型海洋要素监测产品的制作以及其他需要大量人工干预的定制性专题制图工作，既支持调用制图模板进行自动化产品专题图制作，又具备前台手动产品制作功能，实现了海冰、赤潮、溢油等海洋灾害与突发事件的空间分布面积统计与空间分布频次分析，以及专题报告的半自动制作输出。
        2.3无线传感器网络监测系统
        采用无线传感器网络进行环境监测的系统，即使在小规模试验中同样能够取得了良好且稳定效果，此系统中的传感器数据也是比较符合生态要素的分布特征的。在监测区域的特殊环境下，该系统仍然可实现信号的采集、传输和处理。采用以下单跳网络进行湖上模拟实验。在网络中的每个节点都是代表一个固定的节点号。与计算机相连的无线CDMA接口模块就是作为控制中心，监控的起点就是传感器节点。当传感器节点打开时，它表示一种待机模式，当从中心接收到寻址请求时触发中断，并立即发送自己的消息。当系统发送数据后，系统会再次进入待机模式。主站统一控制整个网络序列，保证不发生访问冲突，实验效果较为明显。
        2.4实现对监测范围的优化和监测内容的明确
        为了使海洋生态环境监测工作更好地为自贸港建设提供技术保障支撑，需要对标自贸港建设需求重新对监测范围内容进一步优化明确，逐步完善监测系统体系，探索建立完整的海洋环境全域多维监测网。在这个过程中，可以使用浮标技术、遥感技术等实现对海洋生态环境的在线监测，不断提高全天候全方面监测能力。在拓展当前监测区域的同时，还需要对关键区域和关键站点进行重点监测，将关键区域的海洋生态环境质量问题反映出来，比如可以对海洋生活娱乐区域、海洋开发功能区域进行重点监测，可以为特定区域开发工作提供参考。
        结束语
        在总结大数据智能化时代背景下海洋环境监测存在问题的基础上，提出构建“天空地海”一体化的立体感知网络体系，通过卫星遥感监测与无人机遥感监测的有机结合，提高海洋环境空间信息的获取能力；利用海床基观测平台实现对水下观测数据的长期、连续自动监测，弥补水下信息智能化获取手段缺失问题；利用超视距雷达监测技术提高海洋灾害预报信息的准度和精度；通过无人船搭载相应测量设备的方式对常规作业船只无法靠近的近海潮间带区域、复杂危险海域等地实施海洋信息监测并开展海上应急监测，为实现近海海域的全域监测提供技术基础
参考文献
[1]陈起程.海洋水文气象环境监测技术研究[J].环境与发展,2020,32(07):157+159.
[2]HY/T0287-2020,海洋环境监测浮标运行维护管理技术指南[S].
[3]吴珂.海洋环境监测网现状与发展分析[J].科技视界,2019(08):196-197.