海洋环境监测装备技术发展综述

彭国兴 杨彩红 张桂美

摘要：海洋环境监测装备技术在海洋观测系统中占有重要地位，随着各种海洋环境监测装备技术的普及应用，其功能作用得到了充分发挥，有效地保护了海洋环境。本文将综述海洋环境监测的发展及其装备技术，并对未来趋势进行了展望。

关键词：海洋环境监测;装备技术;发展

1现如今海洋环境监测发展现状

1.1海洋监测技术和参数发展情况

海洋监测参数是有效开展海洋监测工作的抓手，同时是其监测理论的重要组成，且监测参数随着研究的深入而不断发展变化。物化指标、营养物质和毒性、水文气象参数三种，是当前对海洋监测参数进行的划分。其中的物化指标，包含溶剂氧、盐度、pH值、有机物等;水文气象包含波浪、流向、水温、风速、流速、气温等;营养物质和毒性包含重金属、核辐射、营养盐等。除此之外，海洋环境监测技术按照原理的不同，还可以划分成生物、物理、化学监测技术。通常会选择取样实验室或者是现场取样分析，用于对有毒有害物质的监测，时效性较差。当前存在逐渐严重化的海洋污染问题，因此提出了更高的要求标准用于海洋环境的监测，期望能够判明海洋污染程度和海水的细微结构，准确且及时性的掌握海洋污染物分布的情况，且需实时化对海水污染有关参数行连续且长期化的监测。

1.2近海环境自动监测技术情况

近岸海域是生态环境监测的重点，同时是海洋污染的高发区。针对近岸海洋特点，开发小型轻便传感器集成平台技术，适合于河口、浅海、海湾增养殖区地形特点，因此设计出很多便携式水质监测仪器。而研究的主要内容，便是应用于生态环境检测、卫星遥感定标、生物学、污染领域仪器及传感器。在实验室环境下，测量痕量物质的微电极成功制造出来，进一步提升了溶解氧电化学传感器性能。

2海洋环境监测装备技术发展

为了进一步认识海洋和开发海洋，各国科学家开发了各种海洋环境监测设备，如测波仪、测温仪、盐度计、地貌仪和鱼探仪等.利用上述设备、搭载平台和网络通信系统，构建了具有不同功能的海洋监测系统，如20世纪80年代中期，联合国教科文组织政府间海洋学委员会、世界气象组织、国际科学联合会理事会和联合国环境规划署共同发起并组织实施的全球海洋观测系统（GOOS）计划.以及在GOOS计划框架内，联合国教科文组织政府间海洋学委员会于1998年提出并开始实施的漂流浮标计划（ARGO）。

海洋环境监测系统按照空间位置分为岸基、海基和空基3类.岸基海洋环境监测子系统由岸基水文气象监测点、海洋台站、雷达站、海气边界层监测站以及岸基移动设备等节点构成;海基海洋环境监测系统由各类浮标和潜标、海上平台观测系统、海底观测系统以及移动观测装备等节点构成;空基海洋环境监测子系统由各类航空遥感装备节点构成。两个或两个以上的海洋环境监测系统，以任务为牵引，以通信网络为介质，有机组合成为海洋环境监测体系。海洋环境监测体系也被称作海洋环境监测网络，是在保卫国家海上安全、维护国家海洋权益、发展海洋经济、提高海洋防灾减灾能力对海洋环境信息的需求牵引下，由各种海洋环境监测设备、平台构成的传感器网络，利用现代通信技术，实现对海洋环境数据的不间断、周期性采集，为形成多样化的海洋环境信息服务产品提供基础数据支撑。海洋环境监测体系中可以包含岸基、海基和空基海洋环境监测系统。

3海洋环境监测装备技术发展趋势

现代海洋监测装备及传感器的发展已充分融合了当代科学技术成就，微电脑、集成电路和储存芯片及高能量电池的发展，促使传感器的体积越来越小，观测数据质量越来越好。另外，串口通信、磁耦合传输、水声通信等技术的应用为多传感器的集成和综合观测创造了前提，集成化、高效率、长时效、全覆盖、数字化、信息化是发展的主要趋势，遥感技术和以无人机动平台为载体的监测技术提高了海洋环境应急和机动监测能力，也是发展的主流方向。由于许多海洋现象的产生及变化属于长周期过程，因此，长期、定点、连续的多要素同步测量技术是研究海洋环境变化规律和实现目标监测警戒的重点。

归纳而言，海洋环境监测装备技术发展趋势：

（1）传感器向轻小型、低功耗和高精度感知，平台向通用化、模块化和标准化，系统集成向多要素大剖面同步综合观测以及定点、机动和遥感遥测立体网络化发展;（2）观测數据实时传输，警戒区域安全受控，信息产品可视化应用;（3）大数据分析、人工智能技术应用越来越深入，无人平台的自主性和智能化程度更高;（4）高效能源供应，长时效、大范围和大深度安全应用;（5）新技术、新材料、新工艺提升传感器和平台载体性能，日益满足全海域、全海深、全天候工作要求。

在技术创新方面，应注重基于新原理、新材料、新工艺的海洋综合信息高精度传感技术研究，特别是光电磁传感器技术在海洋监测领域的应用;瞄准“深海进入、深海探测”，重点发展深远海平台载体技术，突破深海海底长期监测、矿产油气能源勘探的各类固定/移动平台关键技术，发展长航程智能式水下航行器和全海深潜水器技术;研发基于水下自主导航系统的机动平台及组网技术、深海作业技术、多源信息融合处理技术等。

在新型监测装备方面，瞄准全球海域，研发适用于动力环境、生态环境、资源能源和军事应用等军民融合型海洋综合观测平台、智能浮标潜标、海洋生态环境自动监测站、多用途智能探测潜水器、谱系化水下滑翔器、水下运载型移动观测装备。重点提升新型装备隐蔽自动布设、水下自主导航、固定移动平台组网观测、数据信息实时传输、数据融合挖掘、海上信息和能源支持以及人工智能等能力。

结语：

综上所述，只有拥有能够广泛进入深海环境、全面感知海洋信息的各类海洋监测装备和技术，才能更好地实现对海洋认知的“数字化”、“透明化”，才能更好的经略海洋，为建设一个和平安全、和谐发展的海洋大家园提供技术支撑。海洋科技工作者必须紧紧围绕建设海洋强国的战略目标，发扬舍我其谁的创新精神和精益求精的工匠精神，在海洋环境监测装备技术领域不断突破、自主创新。

参考文献

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