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国外海洋观测系统建设及对我国的启示

国外海洋观测系统建设及对我国的启示翟璐;倪国江【摘要】在我国"海洋强国"战略实施的背景下,海洋观测系统建设成为感知海洋的基础性重点建设工程,对于海洋资源开发利用、海洋灾害防治和海洋权益维护等方面具有重要的意义.论文基于国外先进海洋观测系统建设的现状,从管理体制、观测技术、资料管理及共享机制和预报服务四方面总结其建设的特点,结合我国存在的问题与不足,提出了政策建议.论文认为我国海洋观测系统建设仍处于初级阶段,与国外沿海发达国家相比具有较大差距,应该充分借鉴国外先进经验,建立完善的管理体系、技术装备、人才队伍、资料共享和海洋预报方面的制度体系和管理机制.【期刊名称】《中国渔业经济》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】7页(P33-39)【关键词】海洋观测系统;管理体制;观测技术;资料管理和共享机制;海洋预报服务【作者】翟璐;倪国江【作者单位】中国海洋大学水产学院,山东青岛 266100;中国海洋大学海洋发展研究院,山东青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】F326.417海洋观测是关注海洋、认识海洋和经略海洋的基本途径。

在政府和科研机构共同努力下，我国海洋观测能力得到较大提升，具备了良好的发展基础。

但与国外相比，我国海洋观测系统建设起步晚，观测能力仍显薄弱，无法满足“海洋强国”建设的需求。

为加快提升海洋观测与预报能力，认真总结其管理体制、观测技术、资料管理及共享机制和预报服务等方面的建设特点，借鉴国外先进海洋观测系统建设经验，对于推进“透明海洋”工程海洋观测系统建设具有重要意义。

一、国外海洋观测系统建设概况近几十年，全球海洋观测已从不连续的船基或岸基考察转变成连续原位实时观测。

沿海发达国家或地区开发先进技术和装备进行海洋观测，综合运用卫星、飞机、船舶、水下滑翔器、浮（潜）标等先进技术手段，对海洋动力环境、海洋生态、海洋地质、海洋生物资源等进行跨地区、跨部门、长期、连续地观测[1]。

物联网船舶与海洋监测考核试卷

物联网船舶与海洋监测考核试卷考生姓名：__________ 答题日期：__________ 得分：__________ 判卷人：__________ 一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 物联网在船舶领域的应用，以下哪个是主要功能？（） A. 提高船舶航行速度 B. 降低船舶燃油消耗 C. 提高船舶安全监测 D. 扩大船舶载货量 2. 下列哪种传感器常用于海洋监测？（） A. 温度传感器 B. 压力传感器 C. 湿度传感器 D. 深度传感器 3. 物联网船舶的主要特点是？（） A. 高速航行 B. 低耗能 C. 智能化监测与控制 D. 载重量大 4. 以下哪项是物联网在海洋监测中的优势？（） A. 提高海洋资源开发效率 B. 降低海洋污染 C. 实现远程监控 D. 降低海洋科研成本 5. 下列哪个技术不属于物联网船舶的核心技术？（） A. 传感器技术 B. 通信技术 C. 自动驾驶技术 D. 超导技术 6. 物联网在海洋监测中，主要通过以下哪种方式进行数据传输？（） A. 有线传输 B. 无线传输 C. 光纤传输 D. 卫星传输 7. 以下哪个是物联网船舶的主要应用场景？（） A. 远洋航行 B. 内河航运 C. 渔业捕捞 D. 海上娱乐 8. 海洋监测中，哪种设备可以实现对海洋环境的远程实时监测？（） A. 海洋浮标 B. 海底光缆 C. 海洋卫星 D. 海上气象站 9. 以下哪项是物联网海洋监测的主要任务？（） A. 海水温度监测 B. 海水盐度监测 C. 海洋生物资源监测 D. 海洋灾害预警 10. 在物联网船舶中，哪种设备可以实现对船舶设备的智能控制？（） A. 传感器 B. 通信设备 C. 控制器 D. 显示器 11. 以下哪种通信技术适用于物联网海洋监测？（） A. 2G B. 3G C. 4G D. 5G 12. 物联网船舶的智能监控系统主要包括以下哪些部分？（） A. 数据采集、传输、处理、显示 B. 数据采集、处理、传输、显示 C. 数据传输、处理、显示、控制 D. 数据处理、显示、控制、传输 13. 在物联网海洋监测中，以下哪种技术可以实现对海洋环境的立体监测？（） A. 遥感技术 B. 无人机技术 C. 卫星通信技术 D. 水下传感器网络 14. 以下哪个不是物联网船舶与海洋监测的关键技术？（） A. 数据采集技术 B. 数据传输技术 C. 数据存储技术 D. 数据压缩技术 15. 以下哪种设备在物联网海洋监测中具有重要作用？（） A. 海洋观测卫星 B. 海上风力发电设备 C. 海洋石油钻井平台 D. 海上光伏发电设备 16. 在物联网船舶中，以下哪个系统负责实现船舶的智能导航？（） A. GPS系统 B. GLONASS系统 C. 北斗导航系统 D. 惯性导航系统 17. 以下哪个不是物联网海洋监测的主要目的？（） A. 提高海洋资源开发效率 B. 降低海洋污染 C. 促进海洋经济发展 D. 增加海洋科研成本 18. 以下哪个是物联网船舶安全监测的关键技术？（） A. 船舶动力系统监测 B. 船舶结构健康监测 C. 船舶货物状态监测 D. 船舶燃油消耗监测 19. 以下哪个技术可以实现对海洋生物资源的有效监测？（） A. 声学技术 B. 光学技术 C. 磁学技术 D. 电学技术 20. 在物联网海洋监测中，以下哪种设备可以实现对海洋环境的长期、连续、自动监测？（） A. 海洋浮标 B. 海底观测网 C. 海洋卫星 D. 海上气象站二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的） 1. 物联网船舶的智能监控系统主要包括哪些部分？（） A. 数据采集 B. 数据处理 C. 数据传输 D. 船舶动力系统 2. 物联网在海洋监测中的应用能够带来哪些好处？（） A. 提高监测效率 B. 降低人力成本 C. 增强数据准确性 D. 减少海洋资源开发 3. 以下哪些技术属于物联网船舶的核心技术？（） A. 传感器技术 B. 通信技术 C. 云计算 D. 超导技术 4. 物联网海洋监测中使用的传感器可以监测以下哪些参数？（） A. 温度 B. 盐度 C. 深度 D. 船舶航速 5. 以下哪些设备可以用于物联网海洋监测？（） A. 海洋浮标 B. 海底观测网 C. 海洋卫星 D. 船舶无线电 6. 物联网船舶在航行中可以提供哪些类型的监测？（） A. 船舶位置 B. 船舶状态 C. 航道信息 D. 天气预报 7. 以下哪些是物联网海洋监测的主要任务？（） A. 海洋资源调查 B. 海洋环境监测 C. 海洋灾害预警 D. 海洋科学研究 8. 物联网海洋监测中，哪些因素会影响数据传输？（） A. 信号干扰 B. 传输距离 C. 天气状况 D. 传感器类型 9. 以下哪些技术可用于提高物联网船舶的安全性？（） A. 船舶自动识别系统(AIS) B. 防碰撞系统 C. 火灾报警系统 D. 船舶动力监控系统 10. 物联网海洋监测的数据处理主要包括哪些环节？（） A. 数据采集 B. 数据传输 C. 数据分析 D. 数据存储 11. 以下哪些是物联网船舶的主要优势？（） A. 提高航行效率 B. 降低运营成本 C. 增强安全性 D. 扩大船舶吨位 12. 在物联网海洋监测中，哪些设备可以提供远程实时数据？（） A. 海洋浮标 B. 海底观测站 C. 卫星 D. 海上气象站 13. 以下哪些技术对于物联网船舶与海洋监测至关重要？（） A. 无线传感网络 B. 大数据分析 C. 云计算服务 D. 物联网安全 14. 物联网船舶与海洋监测的数据传输可以采用以下哪些方式？（） A. 卫星通信 B. 无线电通信 C. 光纤通信 D. 有线通信 15. 以下哪些因素可能会影响物联网海洋监测设备的性能？（） A. 电池寿命 B. 传感器精度 C. 设备耐腐蚀性 D. 设备尺寸 16. 物联网海洋监测中，哪些技术可用于海洋生物的监测和保护？（） A. 声学监测 B. 光学监测 C. 生物传感器 D. 卫星遥感 17. 以下哪些是物联网船舶智能导航系统的组成部分？（） A. GPS B. 北斗导航 C. 电子海图系统 D. 船舶自动控制系统 18. 物联网海洋监测对于以下哪些领域具有重要意义？（） A. 海洋环境保护 B. 海洋资源开发 C. 海上交通管理 D. 海洋科学研究 19. 以下哪些情况下需要使用物联网海洋监测系统？（） A. 海上搜救 B. 海洋石油勘探 C. 海洋旅游 D. 海上风力发电 20. 物联网船舶的智能监控系统可以用于以下哪些方面？（） A. 船舶设备维护 B. 船舶能效管理 C. 船舶安全监控 D. 船舶货物管理三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处） 1. 物联网船舶通过_______技术实现数据的远程传输。（） 2. 在物联网海洋监测中，_______是获取海洋数据的重要手段。（） 3. 物联网船舶的智能监控系统主要依赖于_______技术进行数据采集。（） 4. 为了提高物联网船舶的安全性，常采用_______系统来避免碰撞事故。（） 5. 在物联网海洋监测中，_______是用于长期、自动监测海洋环境的重要设备。（） 6. 物联网船舶的智能导航系统通常包括_______和电子海图系统等组成部分。（） 7. 传感器在物联网海洋监测中的作用是_______。（） 8. 通过_______技术，物联网海洋监测可以实现海洋生物资源的有效监测和保护。（） 9. 物联网海洋监测的数据处理涉及到数据的_______、分析和存储等环节。（） 10. 在物联网船舶中，_______系统可以实现对船舶设备的智能控制和监测。（）四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×） 1. 物联网船舶的主要目的是提高航行速度。（） 2. 物联网海洋监测只能通过有线方式进行数据传输。（） 3. 在物联网船舶中，GPS系统是唯一用于船舶导航的技术。（） 4. 物联网海洋监测对于海洋环境保护具有重要作用。（） 5. 物联网船舶的智能监控系统不需要进行数据存储。（） 6. 传感器在物联网海洋监测中只需要监测温度和盐度等参数。（） 7. 物联网海洋监测可以实现对海洋资源的实时监控和预测。（） 8. 物联网船舶与海洋监测的数据传输不会受到天气条件的影响。（） 9. 物联网船舶的智能监控系统只能用于大型船舶，不适用于小型船舶。（） 10. 物联网海洋监测对于提高海洋科研成本是无效的。（）五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分） 1. 请描述物联网船舶的主要功能及其在航运业中的应用。

海洋观测仪器课件

01
利用声波探测水体流速，能够测量不同深度水层的流速分布。
声学测深仪
02
通过声波测量水深，用于获取水底地形地貌信息。
声学海流计
03
ห้องสมุดไป่ตู้
利用声波探测海流，能够测量海流的速度和方向。
光学仪器
01
02
03
光学多光谱扫描仪
利用不同波段的光谱信息，获取水体中的叶绿素、悬浮物、油污等物质的分布情况。
光学卫星遥感器
数据处理与分析结果
数据处理
观测数据经过预处理和格式转换后，使用专业软件进行数据分析。通过统计分析、趋势分析、相关性分析等方法，对数据进行了深入挖掘和处理。
分析结果
分析结果表明，该海域的海洋环境状况良好，但受到一定程度的污染影响。同时，该海域的海洋环境变化趋势与全球气候变化趋势一致，未来需要进一步加强观测和保护措施。
无线遥感器
传感器通过卫星通讯或无线电传输将数据发送到岸上进行分析，无需电缆连接。
浮标观测仪器
将传感器安装在浮标上，通过卫星定位和通讯技术进行数据传输和分析。
无人船/机观测仪器
通过无人船或无人机搭载传感器进行海洋观测，可以实现远
程操控和自动化观测。
海洋观测仪器的发展历程
起步阶段
20世纪初，人们开始使用简单的工具对海洋进行观测，如温度计
海洋可再生能源开发
通过观测仪器监测海浪、潮汐、海流等海洋可再生能源的分布和运动规律，为可再生能源的开发和利用提供科学依据。
海洋环境保护
海洋污染监测
观测仪器可以对海洋污染物的分布和扩散进行实时监测，为污染
治理和防控提供重要依据。
海洋生态保护
通过观测仪器监测海洋生态系统的健康状况，及时发现和解决生态问题，保护海洋生态平衡。

海底观测站的两种发展模式

上述各种海底观测活动的共同点是：它们
海洋开发与管理
都是在洋底进行的点上观测，即通过钻孔取样
２１海底站．
ｌ海底观测发展史
海底观测大致可分两类：一类是以海底地
“ 合大洋钻探计划” （Ｏ）计划打穿大洋壳，综ＩＤＰ揭示地震机理，查明深部生物圈和天然气水合物，并从地质变化中理解极端气候和快速气候
变化的过程＿。４］
震和地质构造及其变化研究为主的对海底的观
测；另一类是以海洋学、海洋生物学、海洋生
态动力学等研究为主的在海床上进行的对水体
的观测。总的趋势是，在海床上利用观测仪器
设备对海床以下的地质构造和海床以上的水体、
生物及生态进行综合的观测和研究。海底观测最早的主题是地震。早在１３一９７
而把空中和空间看作第二个观测平台，那么近
年来海底就成为地球科学研究的第三个观测平
台。
Ｉ４９０年间，美国ｗ．Ｍ．尤因等就进行过海底地
震观测的尝试。１６］９６年，曾在千岛群岛至堪
察加的近海，安装了１８台地震仪，进行了３次
地震观测。１６９８年，日本利用新研制出的海底地震仪，在海底进行了３的持续观测；３ｄ１６ — １７９８９０年，在相模湾的３个地区进行了海

海洋观测技术现状综述

（３．ＬｉｂｅｒａｔｉｏｎＡｒｍｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｍｉｎｇ２１１１０１）
ＡＪ￣ｓｔｒａｃｔＴｈｅｏｃｅａｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｇｌｏｈａｌｃｌｉｍａｔｅ，ｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｌｏｆｍａｒｉｎｅｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐａｙａｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｆｏｒｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｃａｍｐａｉｇｎ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｏｕｎｔｒｉｅｓｈａｖｅｉｎｖｅｓｔｅｄａｌｏｔｏｆｍａｎｐｏｗｅｒａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｉｓａｒｅａ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｏｆｔｈｅｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｔｈｅｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｅｄ．ＫａＹＷｏｒｄｓｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｉｃｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ，ｓｅａｆｌｏｏｒｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓＣｌａｓｓＮ帅ｂＴＰ２］２

海洋信息工程在海洋气象中的应用

海洋信息工程在海洋气象中的应用海洋占据了地球表面的大部分面积，其气象状况对于全球气候、生态系统以及人类的生产生活都有着至关重要的影响。

海洋气象的研究和预测是一项复杂而艰巨的任务，而海洋信息工程的出现和发展为这一领域带来了革命性的变化。

海洋信息工程是一门综合了信息技术、海洋科学和气象学等多学科知识的交叉学科。

它主要致力于获取、处理、传输和应用海洋环境和气象相关的信息，以提高我们对海洋气象的认识和预测能力。

在海洋气象观测方面，海洋信息工程发挥着不可或缺的作用。

传统的海洋气象观测手段往往受到人力、物力和观测范围的限制，难以获取全面、准确和实时的海洋气象数据。

而现代的海洋信息工程技术则有效地解决了这些问题。

例如，卫星遥感技术能够大范围、全天候地监测海洋表面的温度、风速、海浪高度等参数。

通过搭载在卫星上的各种传感器，我们可以获取高分辨率的海洋气象图像和数据，为海洋气象研究和预测提供了宝贵的资料。

此外，浮标观测系统也是海洋信息工程的重要组成部分。

这些浮标分布在海洋的不同区域，能够实时测量海水温度、盐度、海流速度、风向风速等多种气象和海洋参数。

浮标通过卫星通信将收集到的数据传输回陆地的控制中心，使得科研人员能够及时了解海洋气象的变化情况。

海洋信息工程中的传感器技术也在不断发展和创新。

新型的传感器能够更加精确地测量海洋气象参数，并且具有更长的使用寿命和更好的稳定性。

这些传感器被广泛应用于海洋气象观测平台、船舶气象观测设备以及海底观测网络中，大大提高了海洋气象数据的质量和可靠性。

在数据处理和分析方面，海洋信息工程同样具有重要意义。

海洋气象观测所获取的数据量巨大且复杂，需要进行有效的处理和分析才能提取出有价值的信息。

高性能的计算机和先进的数据分析算法成为了处理这些数据的有力工具。

通过数据同化技术，将观测数据与数值模式相结合，可以提高海洋气象预测的准确性。

数据挖掘技术也在海洋气象领域得到了广泛应用。

它能够从海量的数据中发现隐藏的模式和规律，例如海洋气象要素之间的关系、气候变化的趋势等。

日本海洋实时监测系统DONET简介

日本海洋实时监测系统DONET简介申中寅【摘要】近年来,我国地震观测取得了长足进展,同时海底观测系统的建设也方兴未艾.而欧美及日本等发达国家在海底有线实时监测的成功先例,为我国相应工作的开展提供了良好的参考及借鉴.其中日本海底有线实时监测系统DONET始建于2011年,专注于海底地动―水压信号的高效采集,旨在监视日本南海海槽的地震和海啸事件.本文主要介绍DONET的硬件布局、搭建流程以及科研产出情况,并简要介绍我国国家海底科学观测网的基本信息.【期刊名称】《国际地震动态》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】7页(P34-40)【关键词】海底观测网;DONET;日本南海海槽;国家海底科学观测网【作者】申中寅【作者单位】中国地震局地球物理研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】P315引言伴随海底通讯产业的发展，水下供电及数据传输技术日趋成熟，海底有线实时观测成为继潜水器和水下机器人之后新兴的海洋调查方法。

其搭建方式大致可分为既有线路改造和新系统架设两种。

前者主要基于20世纪90年代停用的太平洋海底通信线缆，如美国的 H2O（Hawaii-2 Observatory）和日本的 GeO-TOC （Geophysical and Oceanographical Trans-Ocean Cable）。

后者则以加拿大NEPTUNE系统（North-East Pacific Time-Series Undersea Networked Experiments）为代表，包括美国、加拿大、欧盟所规划建设的一系列海底有线观测项目[1]。

NEPTUNE以陆基台站为起点沿海底向外洋延伸通信供电线缆，后者藉由特定连接装置搭载一系列固定观测仪器（搭载化学传感器及水样采集装置的自动升降浮标、流向流速计、声学多普勒流速剖面仪、声波层析成像仪和浮游生物相机）和海底接地型观测仪器（海底观测平台、地震仪和重力仪）。

海洋信息行业分析

新能源的开发利用技术方面走在了前面；加拿大：实施海洋行动计划，并将未来重点瞄准北极海域；日本：推出《海洋基本法草案》，全面推进其海洋强国战略；俄罗斯：欲恢复海洋强国地位，依托科技打造海洋军事和航运强国。
2、国际海洋信息化主要项目
国际美加
项目
参与方
实施时间
全球海洋实时观测网计划（ARGO）
1、战略规划制定情况
制定了国家海洋科技发展规划：按照实施“海洋强国”战略要求，从“十一五”开始，组织制定了《国家海洋科学与技术发展规划纲要》，明确了国家海洋科技发展的中长期目标，对海洋信息化建设具有一定的指导意义。
目前，国家海洋信息化体系建设刚刚起步，与国际发达国家相比差距较大。现有常规海洋业务观测主要依靠国家海洋局的15 个中心站、66个海洋岸基观测站、6个固定浮标以及少量ARGO 浮标。在生态环境监测方面，主要有中科院主组织建胶州湾、大亚湾、海南三个监测站。
2、重大项目建设情况
开展了近岸海洋信息基础设施建设：网络基础设施和数据基础设施初步具备了为国家海洋经济发展、海洋综合管理等领域提供基本服务的条件；
组织了海洋核心业务信息项目建设：通过海域使用、海岛开发与保护、海洋环境保护、海监执法等一批海洋信息化建设项目实施，提升了部分海洋核心业务信息化水平；
国际综合大洋钻探计划（IODP）
美国、日本发起，多个多家参与
2003-2013
海洋生物地球化学和海洋生态系统综合研究计划国际地圈生物圈计划（IGBP）和联合国海洋研 2003-至今
（IMBER）
究科学委员会（SCOR）
全球海洋通量联合研究计划（JGOFS）
1988-2002
全球有害赤潮的生态学与海洋学研究计划联合国海洋研究科学委员会( SCOR)