海洋環(huán)境立體自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析

黃維聰

摘 要 海洋區(qū)域檢測(cè)技術(shù)規(guī)劃的主題“海洋環(huán)境中的立體自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)與示范測(cè)試”（主題編號(hào)為818-01）作為我國(guó)863計(jì)劃的重大課題，在相關(guān)的主管部門(mén)高層領(lǐng)導(dǎo)、責(zé)任專家等相互協(xié)調(diào)指導(dǎo)下，歷經(jīng)此項(xiàng)專題各個(gè)課題組主持單位與課題成員之間的共同努力下，已經(jīng)完成有關(guān)此專題任務(wù)的研究，并且通過(guò)國(guó)家863計(jì)劃聯(lián)合專家組織驗(yàn)收。

關(guān)鍵詞 海洋環(huán)境；立體自動(dòng)監(jiān)測(cè)；檢測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào) P7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）11-0003-01

通過(guò)本課題的具體實(shí)施，也獲得了具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)較高的研究成果。國(guó)家海洋環(huán)境具備的立體自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技能之間存在的差距減少了10多年，已達(dá)到90年代中期先進(jìn)的國(guó)際水平，為我國(guó)海洋環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的有效提高與建立國(guó)家整體轄區(qū)海域的海洋監(jiān)測(cè)環(huán)境服務(wù)體系奠定穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

海洋環(huán)境實(shí)施的立體自動(dòng)化監(jiān)測(cè)體系主要是按照我國(guó)現(xiàn)行的關(guān)于海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的預(yù)告體系業(yè)務(wù)化運(yùn)轉(zhuǎn)的具體需要，通常都將其劃分成延時(shí)與實(shí)時(shí)兩個(gè)基本數(shù)據(jù)的過(guò)程；并依據(jù)處理數(shù)據(jù)的進(jìn)程方式劃分成4個(gè)過(guò)

程段。

1.1 監(jiān)測(cè)采集數(shù)據(jù)的過(guò)程

由于處理數(shù)據(jù)的中心遙測(cè)監(jiān)控單元所使用的是遙測(cè)、召測(cè)方式進(jìn)行定時(shí)的對(duì)換監(jiān)測(cè)單元現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以前具備的相關(guān)數(shù)據(jù)，在歷經(jīng)初階段預(yù)處理形成的時(shí)報(bào)產(chǎn)品記性明示、復(fù)印、之后再以文件的形式存檔至原始的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。

1.2 處理數(shù)據(jù)的過(guò)程

對(duì)原始數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中取得的及時(shí)與不及時(shí)多元的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，區(qū)別經(jīng)過(guò)預(yù)處理、控制質(zhì)量之后，產(chǎn)生示范區(qū)域基礎(chǔ)性共享數(shù)據(jù)庫(kù)與延長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)成制作信息的基本數(shù)據(jù)。同時(shí)還成型為用戶可以查詢的數(shù)據(jù)與資料量產(chǎn)品。

1.3 制作信息產(chǎn)品數(shù)據(jù)的過(guò)程

及時(shí)的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)通話研究等深入處理之后，通過(guò)計(jì)算與反演的相關(guān)模式，制作出不同的實(shí)測(cè)與預(yù)報(bào)產(chǎn)品；延時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)詳細(xì)的處理之后再通過(guò)模式進(jìn)行計(jì)算與反演，制作不同后報(bào)與統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品，并將所有的產(chǎn)品都輸進(jìn)產(chǎn)品庫(kù)當(dāng)中。

1.4 分發(fā)信息產(chǎn)品服務(wù)的過(guò)程

將實(shí)時(shí)產(chǎn)品的相關(guān)資料利用VSAT、PSTN等通信的形式直接為示范區(qū)牽涉海域部提供相應(yīng)的服務(wù)；延時(shí)材料產(chǎn)物庫(kù)供應(yīng)網(wǎng)上查問(wèn)檢測(cè)服務(wù)，并且制成相應(yīng)的數(shù)據(jù)軟盤(pán)與CD光盤(pán)為廣大用戶所用，還可實(shí)施國(guó)際信息資料的相互交流。

2 系統(tǒng)性能的規(guī)劃

地區(qū)海洋環(huán)境的立體檢測(cè)體系根據(jù)相應(yīng)的性能主要通過(guò)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、預(yù)處理數(shù)據(jù)、制作信息產(chǎn)品、信息服務(wù)5個(gè)組織構(gòu)成的單元，其具體的功能通過(guò)以下方式做具體的闡述。

2.1 檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)單元

檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)單元主要是通過(guò)A1-A5現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)體系組織而成。它主要的功能就是為任意地域內(nèi)部及時(shí)、長(zhǎng)期、延續(xù)的海洋環(huán)境提供立體檢測(cè)的數(shù)據(jù)與資料。此單元主要通過(guò)有關(guān)專題當(dāng)中的前3個(gè)課題檢測(cè)近海環(huán)境技術(shù)、高頻雷達(dá)站、應(yīng)用衛(wèi)星遙感體系所供應(yīng)的檢測(cè)設(shè)施與研發(fā)使用技術(shù)結(jié)果，并且這個(gè)地域內(nèi)部可以實(shí)施再次利用的檢測(cè)方式與設(shè)施、818-01購(gòu)置常規(guī)檢測(cè)配套設(shè)施為現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)成的數(shù)據(jù)檢測(cè)根源，其作為我國(guó)構(gòu)成檢測(cè)體系的基礎(chǔ)。

2.2 遙測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)單元

輸送數(shù)據(jù)單元B主要是通過(guò)B1-B3子單元組織而成。B1子單元主要是使用衛(wèi)星、我國(guó)分組交換網(wǎng)、公共電話網(wǎng)等通訊方法來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)A1、A2、A3單元數(shù)據(jù)與指令進(jìn)行實(shí)施的檢測(cè)輸送；B2子單元主要管理采集延時(shí)數(shù)據(jù)，將檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)體系與利用其他最佳方式采取延時(shí)數(shù)據(jù)以媒體的方式進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄可利用固定的儲(chǔ)存卡、磁盤(pán)、光盤(pán)、IC卡等方式實(shí)施數(shù)據(jù)的重新播放與輸入。B3子單元主要實(shí)施遠(yuǎn)程檢測(cè)與遙控管理現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)單元。它主要性能一方面是為實(shí)現(xiàn)建立采集數(shù)據(jù)、預(yù)處理、大屏幕及時(shí)顯示、原始數(shù)據(jù)庫(kù)等等；另一方面是為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)單元時(shí)間方面的同步、控制運(yùn)轉(zhuǎn)模式、檢測(cè)診斷單元故障、復(fù)原功能等。此單元能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)紐帶與樞紐之間的銜接。

2.3 檢測(cè)預(yù)處理數(shù)據(jù)單元

檢測(cè)預(yù)處理數(shù)據(jù)單元的關(guān)鍵性能源自將檢測(cè)多元數(shù)據(jù)實(shí)施資料同化與控制質(zhì)量方面的預(yù)處理，并劃分信息資料的類型，建立出及時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的立體檢測(cè)與延時(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)，為實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)品的進(jìn)一步加工供應(yīng)形成的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與資料。

2.4 制作信息產(chǎn)品單元

制作信息產(chǎn)品單元的具體性能是由不同的計(jì)算模式將檢測(cè)資料與數(shù)據(jù)制作成用戶需要的預(yù)報(bào)、實(shí)報(bào)、后保、信息產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)。此單元將立體檢測(cè)資料實(shí)施加工成信息產(chǎn)品的重要場(chǎng)所。

2.5 信息服務(wù)單元

信息服務(wù)單元之中E的性能是為多媒體信息建立相應(yīng)的產(chǎn)品庫(kù)，通過(guò)不同的模式分發(fā)信息；用戶利用檢索目錄的方式與界面化實(shí)現(xiàn)資料與信息產(chǎn)品的調(diào)用、檢索；并且還要融入國(guó)際的互聯(lián)網(wǎng)中，為國(guó)內(nèi)外入網(wǎng)的用戶供應(yīng)適當(dāng)?shù)男畔a(chǎn)品，此單元作為產(chǎn)品服務(wù)的重要

平臺(tái)。

3 系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式

3.1 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)檢測(cè)體系進(jìn)行集中式監(jiān)控

通過(guò)處理數(shù)據(jù)核心遙測(cè)監(jiān)控單元臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)、高頻雷達(dá)、污染、生態(tài)等現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)設(shè)置實(shí)時(shí)遙測(cè)；同時(shí)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)獲取的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)人工或是自動(dòng)遙控改變現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)體系的模式，以此實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)追蹤指定海域?yàn)?zāi)害的全過(guò)程；還可以遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的和檢測(cè)體系，實(shí)時(shí)了解其運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際情況，還可以遠(yuǎn)程診斷與修復(fù)其軟件中存在的故障。污染/生態(tài)設(shè)置、海床基系統(tǒng)可以準(zhǔn)確記錄延時(shí)檢測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)再進(jìn)行處理的中心處實(shí)現(xiàn)完成數(shù)據(jù)的回收與播放。

3.2 綜合調(diào)節(jié)與分布處理

不同的檢測(cè)數(shù)據(jù)與信息產(chǎn)品在處理數(shù)據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)的大力支撐下進(jìn)行集中式處理；各個(gè)工作單元屬于區(qū)域網(wǎng)絡(luò)上的站點(diǎn)綜合調(diào)整網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)，以此來(lái)促成數(shù)據(jù)的接收/傳送、制作信息產(chǎn)品、檢測(cè)數(shù)據(jù)與分發(fā)等及時(shí)多項(xiàng)任務(wù)的信息資源共享與分布處理，此來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率的自動(dòng)化程度。

4 通用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)性質(zhì)的基礎(chǔ)模塊與公共技術(shù)

1）研究海洋環(huán)境檢測(cè)所專門(mén)使用的采集數(shù)據(jù)與控制軟件平臺(tái)的相關(guān)技術(shù)，可以形成提供海岸基、海床基、平臺(tái)基海洋環(huán)境的自動(dòng)檢測(cè)體系以及各分站應(yīng)用的采集數(shù)據(jù)與控制軟件的平臺(tái)。2）研究處理海洋環(huán)境的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)需要應(yīng)用通訊設(shè)備。3）研究海洋環(huán)境自動(dòng)檢測(cè)體系使用的開(kāi)發(fā)電源包含：交流電、太陽(yáng)能、水下自容儀器電源、室內(nèi)長(zhǎng)期使用的后備連續(xù)電源等。

5 結(jié)論

總之，我國(guó)科技的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃提綱已經(jīng)把“海洋環(huán)境立體自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)”列入了重點(diǎn)發(fā)展的前沿技術(shù)之中，海洋環(huán)境的立體自動(dòng)化檢測(cè)體系也已經(jīng)成為國(guó)家建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)十分重要的內(nèi)容組織部分，而強(qiáng)化研究系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式也成為海洋環(huán)境建設(shè)立體自動(dòng)化檢測(cè)體系的重點(diǎn)。

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