赤潮立體監(jiān)測系統(tǒng)

序

前言

第1章 緒論 1

1.1 赤潮與赤潮災害 1

1.2 赤潮監(jiān)測與預警研究進展 3

1.2.1 國際研究進展與趨勢 3

1.2.2 國內(nèi)研究進展與趨勢 4

1.3 研究思路與技術(shù)路線 5

1.3.1 立體監(jiān)測系統(tǒng)設計思路 5

1.3.2 赤潮立體監(jiān)測系統(tǒng)組成 8

1.3.3 系統(tǒng)改進與提升 13

第2章 赤潮立體監(jiān)測平臺 17

2.1 引言 17

2.2 船舶監(jiān)測平臺 17

2.2.1 平臺組成 18

2.2.2 船載支持系統(tǒng) 19

2.2.3 船載信息系統(tǒng)建設 22

2.2.4 船載監(jiān)測系統(tǒng) 30

2.2.5 船舶監(jiān)測平臺聯(lián)調(diào) 40

2.3 岸基監(jiān)測平臺 43

2.3.1 岸基站選址 43

2.3.2 岸基實驗室建設 43

2.3.3 監(jiān)測儀器與技術(shù) 44

2.4 浮標監(jiān)測平臺 46

2.4.1 平臺組成 46

2.4.2 大型浮標 47

2.4.3 生態(tài)浮標 50

2.4.4 光學浮標 53

2.4.5 浮標布放 55

2.4.6 浮標日常管理 58

2.4.7 浮標信息集成 60

2.5 衛(wèi)星平臺 60

2.5.1 平臺組成 61

2.5.2 衛(wèi)星傳感器 61

2.5.3 衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收與處理系統(tǒng) 65

2.5.4 赤潮遙感監(jiān)測服務子系統(tǒng)開發(fā) 67

2.6 志愿者平臺 73

2.6.1 平臺組成 73

2.6.2 觀測點 73

2.6.3 人員 74

2.6.4 志愿者平臺信息集成 77

第3章 赤潮衛(wèi)星遙感及光學監(jiān)測技術(shù) 78

3.1 引言 78

3.2 基于固有光學量的赤潮識別算法 78

3.2.1 東海水體固有光學性質(zhì) 78

3.2.2 東海赤潮水體固有光學性質(zhì) 84

3.2.3 基于固有光學量的赤潮識別算法 90

3.3 基于遙感反射率譜形特征差異的赤潮識別算法 98

3.3.1 赤潮水體藻類色素組成與固有光學特性 98

3.3.2 基于綠光波段比值的赤潮衛(wèi)星遙感識別算法 100

3.3.3 基于紅綠波段譜形特征的東海原甲藻赤潮識別方法 101

3.4 赤潮衛(wèi)星遙感識別算法驗證 104

3.4.1 基于固有光學量赤潮識別算法驗證 104

3.4.2 基于遙感反射率譜形特征差異赤潮識別算法驗證 111

第4章 赤潮預警預報技術(shù) 115

4.1 引言 115

4.2 赤潮發(fā)生條件統(tǒng)計預報 115

4.2.1 水文、氣象環(huán)境因子特征分析 115

4.2.2 赤潮條件預報統(tǒng)計模型建立 129

4.2.3 赤潮事件影響度模型的初探與嘗試 132

4.3 赤潮水質(zhì)統(tǒng)計預報 139

4.3.1 赤潮水質(zhì)統(tǒng)計預報原理 139

4.3.2 赤潮水質(zhì)統(tǒng)計預報模型建立 144

4.4 赤潮遙感跟蹤預報 147

4.4.1 示范海域水色-水溫時空分布特征 147

4.4.2 赤潮遙感跟蹤預報模型 154

4.5 赤潮擴散漂移預報 157

4.5.1 水動力數(shù)值模型原理 157

4.5.2 赤潮漂移擴散預報模型基礎 162

4.5.3 赤潮漂移擴散預報模型建立 164

4.5.4 赤潮個例分析 165

4.5.5 赤潮漂移與擴散預報誤差驗證 169

4.6 赤潮生態(tài)動力學數(shù)值預報 172

4.6.1 生態(tài)動力學模型 172

4.6.2 赤潮動力學數(shù)值模型在預報中的應用 189

4.6.3 赤潮發(fā)生概率指標函數(shù)的建立 192

4.6.4 赤潮發(fā)生的概率計算 193

第5章 赤潮災害風險與損失評估技術(shù) 194

5.1 引言 194

5.1.1 災害風險評估的目的與意義 194

5.1.2 國內(nèi)外研究進展 194

5.2 赤潮災害風險評估指標體系 195

5.2.1 目的與意義 195

5.2.2 材料與方法 195

5.2.3 赤潮災害風險評估指標體系的建立 196

5.3 赤潮災害風險評估模型 198

5.3.1 赤潮災害危險度評估模型建立 198

5.3.2 承災體易損度評估模型建立 210

5.3.3 赤潮災害風險評估模型建立 213

第6章 立體監(jiān)測系統(tǒng)集成 214

6.1 引言 214

6.2 系統(tǒng)組成 214

6.3 儀器集成 216

6.4 數(shù)據(jù)集成 217

6.4.1 實時數(shù)據(jù)集成 218

6.4.2 綜合數(shù)據(jù)集成 221

6.5 模型集成 225

6.5.1 預警預報軟件集成 227

6.5.2 遠程診斷軟件集成 227

6.5.3 風險評估軟件集成 227

6.5.4 遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)提取軟件集成 227

6.6 產(chǎn)品集成 228

6.7 服務集成 229

6.7.1 網(wǎng)頁服務 229

6.7.2 手機短信服務 229

6.7.3 E-mail服務 229

6.8 集成成果 231

6.8.1 GIS模塊 231

6.8.2 在線監(jiān)測模塊 234

6.8.3 應急監(jiān)測模塊 235

6.8.4 遙感監(jiān)測預報模塊 236

6.8.5 毒素檢測模塊 237

6.8.6 預警預報模塊 238

6.8.7 歷史資料模塊 239

6.8.8 遠程會商模塊 239

6.8.9 模型集成模塊 240

6.8.10 系統(tǒng)管理模塊 240

第7章 立體監(jiān)測系統(tǒng)綜合示范 242

7.1 引言 242

7.2 儀器設備示范 242

7.2.1 水樣采集、預處理與分配系統(tǒng) 242

7.2.2 非連續(xù)流動營養(yǎng)鹽自動分析儀 243

7.2.3 流動注射海水營養(yǎng)鹽自動分析儀 247

7.2.4 便攜式多參數(shù)水質(zhì)儀 253

7.2.5 光纖溶解氧分析儀 255

7.2.6 赤潮生物現(xiàn)場監(jiān)測儀 258

7.2.7 大型赤潮浮標 261

7.2.8 生態(tài)浮標 271

7.2.9 光學浮標 276

7.3 模型技術(shù)示范 285

7.3.1 赤潮發(fā)生條件預報模型 285

7.3.2 赤潮水質(zhì)預報模型 288

7.3.3 赤潮遙感監(jiān)測模型 292

7.3.4 赤潮擴散漂移預報模型 295

7.3.5 赤潮生態(tài)動力學預報模型 303

7.3.6 赤潮災害損害評估模型 307

7.4 系統(tǒng)綜合示范 315

7.4.1 示范區(qū)選擇 315

7.4.2 綜合示范案例 318

7.4.3 產(chǎn)品及應用 331

第8章 技術(shù)突破與展望 335

8.1 主要成果與成效 335

8.1.1 主要成果 335

8.1.2 主要成效 336

8.2 技術(shù)突破 337

8.2.1 赤潮監(jiān)測技術(shù) 338

8.2.2 赤潮預警預報及評估技術(shù) 343

8.2.3 系統(tǒng)集成 345

8.3 研究展望 347

參考文獻 349