關于海洋環境監測技術集成研究

摘 要：海洋監測是現代海洋資源開發利用、海洋環境保護、災害防治工作的前置要件。文章對我國當前主要海洋監測技術種類和海洋監測技術集成情況進行介紹，分析了各種技術的優勢和不足，討論了多種技術的海洋監測網絡的構建。

關鍵詞：海洋監測；集成；研究

引言

我國擁有漫長的海岸線，海洋資源極為豐富。大量的生物、礦產、空間等資源委我國國民經濟迅速發展提供了重要的基礎保障。海洋資源的開發與利用是我國工、農業生產體系中的重要組成部分。海洋生態環境狀況對于我國經濟發展和人民生活都有著極為重要的影響。在人類對海洋資源開發程度不斷深入的同時，也不可避免的給海洋生態環境帶來嚴重的負面影響。就我國來說，東部沿海地區在發展工業的同時，大量廢棄物進入海洋，對海洋水體造成了嚴重污染。海洋生態環境受到破壞，同步引發大規模的海洋災害，不僅嚴重威脅沿海地區人民群眾生命安全，更造成了巨額損失。加強海洋生態環境保護，維系健康平衡的海洋生態系統，已經引起各級政府和相關領域的專家學者的高度重視及社會各界的廣泛關注。保護海洋環境，首先要對海洋情況有著準確、清晰的認識和把握。具體來說，要對海洋環境變化趨勢、主要影響因素、海洋資源狀況、海洋污染狀況等情況進行搜集和整理，從中對海洋環境形勢進行研判，找出污染源，進而制定防治措施并實施。海洋環境數據、信息的搜集目前主要通過海洋環境監測的方式予以實現。推動海洋監測技術發展，建立完善的海洋監測網絡，獲取典型、全面綜合的多元監測數據是各海洋監測機構和管理部門研究重要方向。

1 現階段海洋監測技術主要形式

廣闊的監測范圍和復雜多變的海洋情況給海洋監測工作帶來了巨大的困難。海洋監測工作是一項長期性工作，其監測質量與監測技術手段密切相關，受當時科技發展水平和生產力水平限制。建國六十多年來，我國在海洋監測技術上已經取得了長足的發展。除了傳統監測技術，已經發展出船載快速監測、航空遙感應用、水下無人自動監測、生態浮標監測、無人機遙感等多種監測技術，這些技術經過實踐檢驗，效果明顯，能夠對海洋生態環境狀況與動態變化予以實時監測，彼此功能互補，形成一個具有高度綜合的信息處理能力的監測信息網絡，為海洋生態環境的管理和保護提供基礎信息支持。下面就對當前主要海洋環境監測技術逐一進行分析討論。

1.1 常規監測技術

常規監測技術是應用時間最長、應用范圍最為廣泛的海洋監測技術。通過對監測人員在指定海域現場取得的樣品進行實驗分析，取得相關數據信息的方法來實現對目標海域海洋環境情況的認知。該方法以船舶為運輸工具，由專業人員到目標海域采集實際樣本，取得的數據具有定點和離散的特征，就數據本身而言，和實際情況一致性高，監測要素更為全面，因此是目前海洋環境研究的主要的數據獲取手段。其缺點是數據采集以點帶面，信息的全面性受取樣范圍和數量影響，對取樣現場天候因素影響較大，實時性和連續性有所不足。

1.2 遙感監測技術

遙感檢測技術是在信息技術、計算機技術和傳感器技術高度發展的基礎上形成的現代化綜合性監測技術。該技術以航空器、衛星、無人機等設備為載體，從高空對地面進行監測，極大地擴展了監測范圍，監測信息收集更加全面，內容更加豐富，有助于宏觀角度海洋環境質量狀況的分析與研究。當前海洋遙感監測一般包括海表面溫度、海表面鹽度、懸浮物濃度、葉綠素濃度等項目。遙感監測，由其是衛星遙感監測能夠長時間不間斷地對大范圍海域進行基本同步的近實時監測，其所提供的信息、數據規模大、種類多，對于海洋環境研究、海洋氣象分析與預警的貢獻和支持都是十分突出的。限于當前技術水平，遙感監測技術也存在著一些缺陷，比如遙感監測成像比例尺小，分辨率低，受目標海域自然氣候因素影響顯著等。這些問題都對遙感監測技術的推廣和應用造成了一定負面影響。同時，遙感監測技術的獲取的數據質量依賴于數據的提取和解譯技術水平，這在某種程度上也限制了遙感監測技術的應用。當前遙感監測技術主要還是應用于海洋應急監測中。

1.3 船載快速監測技術

船載快速監測與傳統監測技術存在一定共同點，都是使用船舶進行現場取樣。所不同的是船載快速監測技術是在取樣后直接進行樣品檢測、數據分析，取得的數據通過Inmarsat-C衛星通信網絡實時發送給數據中心。由數據中心按照相應程序，對收集的數據進行綜合分析處理，從中找出對當地海洋環境影響較大的因素，通過對這些因素變化情況的分析，實現對行業環境質量狀況的把握。船載快速檢測技術具有數據準確、反映全面、可用性高的優點，對于海洋環境狀況的分析評價數據支持能力較高。其缺點是成本昂貴、工作周期長，對于緊急時間難以作出有效反應，同時，船載監測受船舶航行范圍影響，監測面積有限，對于取樣時當地海域的天氣和海況的影響也比較敏感。

1.4 浮標監測技術

浮標監測技術的本質是傳感器技術在海洋監測領域的應用。該項技術通過化學傳感器、光學傳感器、生物傳感器等多種類型的傳感器對現場海水進行取樣并自動分析，并將數據經網絡發送到數據中心，從而實現海洋環境狀況的收集與分析。處理傳感器技術外，浮標監測技術還綜合了自動采樣分析技術、電腦數據采集處理技術、數據通訊和定位技術、浮標設計和制造技術及防生物附著技術等多項現代先進技術，功能性極強，是今后海洋監測技術的主要發展趨勢。

1.5 水下無人站自動監測技術

水下無人站自動監測技術是通過建立水下無人值守海洋生態與動力要素自動觀測站，對海水中所含物質、理化指標、水文特性等要素進行不間斷的全水層自動監測，并將取得數據實時發送給數據中心，由數據中心負責數據分析處理的方法。

2 海洋監測技術集成情況簡述

海洋環境情況極為復雜，變化多端。單純依靠某幾種監測技術難以滿足現代化海洋管理與資源開發的需求。這就需要將多種海洋監測技術集成一個整體，彼此互補，并結合現代化網絡技術，構建成一個更為完善、全面的海洋環境監測網絡，使海洋監測工作在實效性上、數據質量水平上、監測覆蓋范圍上等多個方面實現大幅度提升。當前海洋監測技術集成主要體現在兩個方面，一是數據傳輸網絡集成，通過將多種監測手段的數據傳輸集成到一個數據傳輸平臺中，實現對多種監測手段的調度、控制，極大提高了監測工作開展效率。二是數據集成，既建立海洋監測數據庫，通過對各類數據的集中存儲和管理，實現數據的共享和高效利用。

3 結束語

隨著經濟發展水平和綜合國力的提升，我國的發展方針也在不斷作出調整。在新的歷史時期下，海洋資源在我國國民經濟建設、國防安全體系中所占據的比重越加突出。海洋監測承擔著收集海洋環境信息的重要職能，是海洋資源綜合利用的基礎措施。海洋監測技術工作開展的好壞，很大程度上反映了我國海洋資源利用開發水平。有關部門要高度重視海洋監測技術的研究和開發，以更高效、更全面、更準確的監測手段收集海洋環境信息，為我國海洋環境的管理保護、資源利用、災害防范等工作提供堅實的數據支持。

參考文獻

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