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(zāi)害 1

1.2 赤潮監(jiān)測與預(yù)警研究進(jìn)展 3

1.2.1 國際研究進(jìn)展與趨勢 3

1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)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(shè)計(jì)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(jìn)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(shè) 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(shí)驗(yàn)室建設(shè) 43

2.3.3 監(jiān)測儀器與技術(shù) 44

2.4 浮標(biāo)監(jiān)測平臺 46

2.4.1 平臺組成 46

2.4.2 大型浮標(biāo) 47

2.4.3 生態(tài)浮標(biāo) 50

2.4.4 光學(xué)浮標(biāo) 53

2.4.5 浮標(biāo)布放 55

2.4.6 浮標(biāo)日常管理 58

2.4.7 浮標(biāo)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(wù)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(diǎn) 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(xué)監(jiān)測技術(shù) 78

3.1 引言 78

3.2 基于固有光學(xué)量的赤潮識別算法 78

3.2.1 東海水體固有光學(xué)性質(zhì) 78

3.2.2 東海赤潮水體固有光學(xué)性質(zhì) 84

3.2.3 基于固有光學(xué)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(xué)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(yàn)證 104

3.4.1 基于固有光學(xué)量赤潮識別算法驗(yàn)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(yàn)證 111

第4章 赤潮預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù) 115

4.1 引言 115

4.2 赤潮發(fā)生條件統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào) 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(yù)報(bào)統(tǒng)計(jì)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(jì)預(yù)報(bào) 139

4.3.1 赤潮水質(zhì)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)原理 139

4.3.2 赤潮水質(zhì)統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模型建立 144

4.4 赤潮遙感跟蹤預(yù)報(bào) 147

4.4.1 示范海域水色-水溫時(shí)空分布特征 147

4.4.2 赤潮遙感跟蹤預(yù)報(bào)模型 154

4.5 赤潮擴(kuò)散漂移預(yù)報(bào) 157

4.5.1 水動力數(shù)值模型原理 157

4.5.2 赤潮漂移擴(kuò)散預(yù)報(bào)模型基礎(chǔ) 162

4.5.3 赤潮漂移擴(kuò)散預(yù)報(bào)模型建立 164

4.5.4 赤潮個(gè)例分析 165

4.5.5 赤潮漂移與擴(kuò)散預(yù)報(bào)誤差驗(yàn)證 169

4.6 赤潮生態(tài)動力學(xué)數(shù)值預(yù)報(bào) 172

4.6.1 生態(tài)動力學(xué)模型 172

4.6.2 赤潮動力學(xué)數(shù)值模型在預(yù)報(bào)中的應(yīng)用 189

4.6.3 赤潮發(fā)生概率指標(biāo)函數(shù)的建立 192

4.6.4 赤潮發(fā)生的概率計(jì)算 193

第5章 赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)與損失評估技術(shù) 194

5.1 引言 194

5.1.1 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的目的與意義 194

5.1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展 194

5.2 赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)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(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)體系的建立 196

5.3 赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估模型 198

5.3.1 赤潮災(zāi)害危險(xiǎn)度評估模型建立 198

5.3.2 承災(zāi)體易損度評估模型建立 210

5.3.3 赤潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)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(shí)時(shí)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(yù)警預(yù)報(bào)軟件集成 227

6.5.2 遠(yuǎn)程診斷軟件集成 227

6.5.3 風(fēng)險(xiǎn)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(wù)集成 229

6.7.1 網(wǎng)頁服務(wù) 229

6.7.2 手機(jī)短信服務(wù) 229

6.7.3 E-mail服務(wù) 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(yīng)急監(jiān)測模塊 235

6.8.4 遙感監(jiān)測預(yù)報(bào)模塊 236

6.8.5 毒素檢測模塊 237

6.8.6 預(yù)警預(yù)報(bào)模塊 238

6.8.7 歷史資料模塊 239

6.8.8 遠(yuǎn)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(shè)備示范 242

7.2.1 水樣采集、預(yù)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(biāo) 261

7.2.8 生態(tài)浮標(biāo) 271

7.2.9 光學(xué)浮標(biāo) 276

7.3 模型技術(shù)示范 285

7.3.1 赤潮發(fā)生條件預(yù)報(bào)模型 285

7.3.2 赤潮水質(zhì)預(yù)報(bào)模型 288

7.3.3 赤潮遙感監(jiān)測模型 292

7.3.4 赤潮擴(kuò)散漂移預(yù)報(bào)模型 295

7.3.5 赤潮生態(tài)動力學(xué)預(yù)報(bào)模型 303

7.3.6 赤潮災(zāi)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(yīng)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(yù)警預(yù)報(bào)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(xiàn) 349