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海洋水质监测的四种方法

时间:2022-08-11 16:28:40  阅(0)

海洋水质监测的四种方法

  传统的海洋水质监测方法是人工采样监测,通过驾驶船舶到达指定目标点进行水质采样,并将其带回陆地上的实验室进行分析和处理。这种人工方法受复杂的气象条件和海洋条件的环境,效率低下,不但人员危险系数高,而且面临实时性差、监测水域有限等问题,监测效率较低,需要大量人员和设备,监测数据的实时性无法保证,采样点水质环境的动态变化过程也无法反映。

  海洋水质监测方法主要包括海洋浮标监测、卫星监测、无人船监测以及机载监测这四种方法。

海洋水质监测的四种方法

  1、海洋浮标监测。

  浮标监测是通过物联网技术和智能传感器技术,对海洋水域中的水质及海流等参数进行实时监测,能够为海洋水质环境和水动力特性的研究提供数据支撑。在选取的监测点上安装锚泊式浮标系统,搭载各种参数的传感器。浮标平台上的仪器设备,不但能够定点投放还能通过垂直升降系统进行移动,进而实现在海水中分层监测。

  如下图所示,浮标监测系统集成了供电系统和数据采集与传输系统,依托GPRS/北斗卫星将监测的水质数据实时传输到陆地管理站,该系统还具备安全保护和自检功能,以确保水质监测能够在无人值班的模式下稳定运行。浮标监测方法的优点在于高度自动化,监测连续,无需耗费人力和物力,维护管理方便。浮标监测的缺点在于浮标只能布放在固定监测位置,实现对小尺度海域的水质监测,台风环境下表层的设备可能遭受破坏。

水质浮标监测系统

(水质浮标监测系统)

  2、卫星监测。

  卫星监测是近年来较热门的新型海洋水质监测方法,和浮标监测技术相比较,具有监测速度快、监测连续、监测范围广等特点。卫星监测方法是研究海上赤潮发生时间、覆盖面积、扩散程度和方向以及发生规律的有效手段。

  自然界中的全部物质都具有光谱特征,不同物质的光谱特性不同,光谱的差异与物质的差异呈正相关。海洋水质遥感监测的原理是根据纯净水体和其他水体具有不同的光谱特性,在卫星上搭载传感器接收一定波长范围内的辐射值,分析水质参数对特定波长的光的吸收和散射情况,结合光谱和水质参数浓度的数学关系,最终反演出各种水质参数的浓度值。如下图所示,卫星遥感监测时卫星上的传感器接收到三部分的太阳辐射:

  (1)水面反射后的辐射。

  (2)大气散射后的辐射。

  (3)太阳光进入海水后散射和反射的辐射。

(卫星遥感监测原理图)

  3、无人船监测。

  无人船监测是把水质监测系统搭载到无人船上,并借助无线通信技术,将监测结果实时传回陆上基站的可移动式监测方法。

无人船水质监测系统

(无人船水质监测系统)

  4、机载监测。

  机载监测是采用直升机等航空工具作为传感器的搭载工具,在空中对水质进行遥感监测的手段。机载监测具有监测灵敏准确和分辨率高等优势,在水质监测的应用方面发展迅速。由于空中监测更机动、灵活,因此这种方法适用大面积巡检和重点区域的挖掘。

  机载监测能够灵活搭载微波、红外、紫外、激光雷达等各种类型的传感器,及时获取海域的水质信息,如今已经被广泛应用到海洋环境监测中。

  以上就是关于“海洋水质监测方法”的相关介绍,供大家参考。

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