| 标题 | 我国海洋环境监测技术及系统的研究 |
| 范文 | 王悦静 摘 要：海洋环境与渔业生产、人类健康和海洋资源的安全性息息相关，随着海洋资源开发速度的不断加快，海洋资源和海洋环境污染日益恶化，海洋环境监测技术及系统的研究和应用对于海洋生态环境保护具有重要意义。该文对我国近几年海洋环境监测技术及系统的研究和发展进行了概述，并对海洋环境监测和管理面临的问题进行了展望和建议。 关键词：水环境；监测；预警 中图分类号：X834 文献标志码：A 0 前言 海洋是生命的摇篮和人类的资源宝库，海洋环境的监测研究对象包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、海底沉积物、海洋生物以及海洋动力环境等。随着人类对海洋资源开发规模的日益扩大，海洋环境受到人类活动的影响，面临严重的污染问题。石油、污水、重金属等垃圾不断地被投入海洋，塑料污染日益严重。目前我国一些沿岸海湾、河口及局部海域海洋水体污染较严重。海洋生态环境受到破坏，不仅海产资源质量下降，而且严重威胁沿海区域人民群众的健康，造成巨额损失。加强海洋生态环境保护已刻不容缓，政府及决策部门应加强对海洋环境变化趋势及海洋环境污染状况的监督和管理工作，根据监测数据对海洋环境形势进行合理准确地判断，查找污染源，制定合理有效的防治措施。 海洋监测工作是海洋生态环境保护工作的基础，监测质量与监测技术手段密切相关，近几年来，我国在海洋监测技术上取得了快速发展。除了传统监测技术外，还结合并发展了GIS和遥感技术、电化学传感、分子生物学、浮标监测、物联网技术等多种监测技术，这些技术的运用能够对海洋生态环境及资源情况与实时动态变化开展准确高效的监测，建立起具有综合性和精准度的数据处理监测网络，为管理和保护海洋生态环境提供技术支撑和保障。 1 GIS 技术 运用地理信息系统（GIS）技术能够实现对各种空间信息和环境信息的快速、准确、可靠的收集、处理和更新。李炳南将 GIS 技术与决策支持系统相结合，并构建了适合渤海北戴河邻近海域的赤潮灾害风险评估模型、预测预报模型、应急处置模型和损失评估模型，将数据库和组件技术相融合实现了模型的开发应用，研究成果能够实现数据分析、动态查询及系统管理等功能，为赤潮灾害的应急管理和决策部署提供实时准确的信息支持。 方磊设计了一款 GIS 集成框架，构建了近海碳通量遥感信息的可视化构形模型，可以有效结合遥感数据的时间、空间和专题属性，实现时空数据的相互融合与转化，提高海洋碳循环时空过程模拟与认知的直观程度，为海洋环境监测数据及信息的可视化管理提供了新思路和新途径。 陈星亮以增强海洋环境监测数据的完整性为目的，为了满足不同海洋环境数据的质量控制要求，建立海洋环境评价模型以及由海洋环境监测数据集成、海洋环境分析评价、评价结果预警控制组成的海洋环境评价预警系统，该系统可以实现监测数据的分层次质量控制，并形成质控报告，有效提高了海洋环境分析评价预警业务的智能化程度。 2 传感器监测技术 水质传感器可以对海水 pH 值、溶解氧、电导率、温度等参数进行监测。可将水质传感器制作成立体水质传感装置，并结合计算机图像显示系统完成监测图像的处理工作。另外，还可以利用电化学传感技术进行 pH 值、盐度、海洋重金属、海洋化学需氧量、生物需氧量、海洋二氧化碳浓度及致病菌和生物毒素等参数的监测。 随着海洋石油开发的迅速发展，海洋有机污染问题日益严峻，电化学传感技术也可以进行多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药等有机污染物的监测。浮标监测技术本质上其实是传感器技术。该项技术集成了化学传感器、光学传感器、生物传感器等传感器技术实现对海水的取样及自动分析功能，然后将分析结果通过网络发送到数据中心，从而实现海洋环境信息的收集和分析。浮标监测技术是一种集成自动采样分析、数据采集处理、数据通信和定位、浮标设计和制造及防生物附着技术等现代先进技术的多功能高效监测方法，可见该技术功能性极强，是未来海洋环境及资源状况监测技术的主要发展趋势。 3 多技术集成系统 目前，海洋监技术向着高度集成化、综合化的具有信息自动处理能力的监测信息网络发展。基于北斗卫星设计的适用于近海岸多参数监测的海洋监测浮标系统，通过北斗卫星导航系统有效解决海洋监测数据的通信传输问题，并能够通过地面站轻松获得监测数据，利用双向通信功能对远在万里之外的设备进行遥控。 利用云计算中的 Hadoop 处理机制，开发建立可视化的海洋环境信息监控系统，不仅能够快速高效地建立海洋环境信息库，而且可以实现便捷的数据信息搜索服务。基于 Android 的海洋环境监测系统的开发与应用可以将监测数据传送到后台服务器，然后通过 Android 调用后台接口来获取环境数据，实现在移动端 App 上查询的功能。基于耦合通信链的海洋监测传感器网络，可以将有线链路和无线链路有机耦合，为监测数据的传输和处理提供冗余链路及多种选择，能够提高传感器网络在海洋环境中使用时的可靠性。 另外，目前还有学者开发设计了基于物联网技术的海洋环境监测系统，该系统主要包括数据采集系统、数据传输系统以及信息管理系统，通过在监测海域搭建无线传感器网络进行海洋监测数据采集工作，然后利用无线通信方式傳输数据，最后在信息管理系统完成数据的接收和处理，该系统可以实现数据的可视化及对海洋环境的智能、动态监测。有学者研究开发了一套基于通用监控系统（MCGS）组态软件的海洋生态环境自动监测系统软件，并结合营养盐、多参数、海水总有机碳等传感器，能够实现对海洋水质综合参数、营养物质、有机物的实时自动监测，并通过数据传输终端将数据实时传至数据中心。该软件的可移植性和扩展性较强，操作方法简单易懂，维护方便。 4 展望和建议 虽然近几年我国海洋环境监测装备技术发展迅速，但与国际先进水平相比仍存在一定差距。今后应着力提升核心关键技术水平和海洋信息获取及安全保障能力。在技术创新方面，更加注重基于新原理、新材料、新工艺的海洋综合信息传感技术的研究，特别是光电磁传感器技术在海洋环境监测方面的研发和应用，不断提升传感器和平台载体的性能，以满足全海域、全海深、全天候的工作要求，而且还要大力发展和推广海洋环境立体监测技术。同时，还应该建立并完善海洋监测管理制度及海上公共试验平台运营管理机制，实现科技资源的开放共享和高效利用。 参考文献 [1]李炳南.基于的赤潮灾害应急决策支持系统研究与应用[D].上海：华东师范大学，2014. [2]方磊.近海碳通量遥感信息的可视化构形与时空过程表达[D]. 杭州：浙江大学，2015. [3]陈星亮.GIS 在海洋环境评价预警中的应用于研究[D].青岛：青岛科技大学，2016. [4]张雅楠.关于海洋环境监测技术集成研究[J].科技创新与应用，2015（22）：173. |
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