[發(fā)明專利]海洋水質三維遙感探測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510057139.4
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104614348B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 何興道;史久林;王泓鵬;錢佳成;武浩鵬;嚴峰
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權代理事務所36122
• 代理人: 歐陽沁

技術領域

本發(fā)明涉及一種海洋光學探測技術，特別涉及海洋水質三維遙感探測方法。

背景技術

對海洋水質的監(jiān)測，一般使用取樣法對某一特定海域的海水進行取樣，然后再由化驗室進行化驗分析。不管是采用繁瑣的化學分析法，還是采用分析較快的光譜分析法，都不能做到對海洋水質的實時監(jiān)測。

中國專利（公開號：CN?201589748?U）提出一種海水水質檢測裝置，設有支撐座，支撐座內安裝有轉盤，轉盤內卡合有右偏光鏡，支撐座一側設有與右偏光鏡平行的左偏光鏡，左偏光鏡的固定座與支撐座支間連接有彈簧，左偏光鏡左側安裝有照明燈，右偏光鏡右側設有光線傳感器，光電轉換器的輸出端與喇叭相連，電源為照明燈及光電轉換器供電。分析速度快、所需設備成本低。但該檢測裝置依然局限于海洋水質的取樣檢測上，并不能實現(xiàn)海洋水質的大范圍監(jiān)測。

中國專利（公開號：CN?101587115?B）提出一種異常水質檢測裝置，異常水質檢測裝置具備水溫調整裝置，其在將被檢測水保持為預先設定的溫度范圍的狀態(tài)下檢測其水質異常的有無，該水溫調整裝置向被檢測水的導入管路的周圍供給控制為接近所述溫度范圍的溫度的溫度調整水，利用通過所述導入管路的傳熱，使被檢測水的溫度接近所述溫度調整水的溫度。其結果是，由于可以防止測定槽內的氣泡的產(chǎn)生，而且將被檢測水的溫度保持為規(guī)定范圍，因此可以防止由氣泡或低溫等引起的“水質異常”的錯誤警報。但該裝置同樣不能適用于海洋水質的遙感監(jiān)測。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種海洋水質三維遙感探測法，其可對遠距離海洋水體質量作預先評估，再對超出預定值的水域進行詳細的取樣分析，以實現(xiàn)對海洋水質的實時監(jiān)測。

本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)上述目的。海水水質三維遙感探測方法，包括三維遙感探測裝置，所述三維遙感探測裝置有計算機，所述計算機通過數(shù)據(jù)線分別連接激光器、信號采集器ICCD、數(shù)控轉軸、第一導軌和第二導軌連接，凹透鏡與第一導軌連接，第一凸透鏡與第二導軌連接，凹透鏡和第一凸透鏡同軸，軌道臂呈“L”形，其一端連接數(shù)控轉軸，另一端臂桿上分別連接有第一導軌和第二導軌，數(shù)控轉軸裝有第二反射鏡，第二反射鏡一側45°處設置有凹透鏡，另一側45°處設置有第一反射鏡；激光器至第一反射鏡之間依次設置有半波片、偏振片和四分之一波片，偏振片的一側45°處依次設置有第二凸透鏡、狹縫、第三凸透鏡、F-P標準具和長焦鏡頭，長焦鏡頭與信號采集器ICCD連接；

其探測步驟如下：

1）將三維遙感探測裝置安裝在監(jiān)測船上，啟動計算機、激光器、信號采集器ICCD與數(shù)控轉軸，第一導軌與第二導軌在導軌臂上移動；

2）第一導軌與第二導軌在導軌臂上移動，同時帶動凹透鏡與第一凸透鏡移動，調節(jié)凹透鏡與第一凸透鏡的位置使激光會聚到淺海水域，計算機采集此時最強的受激布里淵散射信號；

3）進一步調節(jié)凹透鏡與第一凸透鏡的位置，使激光會聚的深度依次增加，計算機分別采集在各個層次上最強的受激布里淵散射信號；

4）數(shù)控轉軸逆時針轉動，帶動第二反射鏡、軌道臂、第一導軌、第二導軌、凹透鏡及第一凸透鏡一起轉動；

5）重復步驟2）和步驟3）；

6）數(shù)控轉軸順時針轉動，數(shù)控轉軸旋轉時連帶第二反射鏡、軌道臂、第一導軌、第二導軌、凹透鏡及第一凸透鏡一起轉動；

7）重復步驟2）和步驟3）；

8)計算機將采集的受激布里淵散射信號匯總，并繪制出二維空間內的受激布里淵散射信號分布圖，進而標定出不同位置的受激布里淵散射信噪比；

9）監(jiān)測船在海域內游走同時重復上述步驟2）至步驟8），最終可完成大范圍海域內受激布里淵散射信號信噪比的分析，從而實現(xiàn)海洋水質的三維遙感探測。

進一步地，所述最強的受激布里淵散射信號，是通過凹透鏡與第一凸透鏡使激光會聚到該測量水域并激發(fā)的受激布里淵散射信號。

進一步地，所述步驟3），其原理是記錄單位深度的受激布里淵散射信號并以此單位深度逐次遞加探測深度，繪制出不同深度的布里淵散射信號數(shù)據(jù)。

進一步地，在分析受激布里淵散射信號的數(shù)據(jù)時，可通過分析受激布里淵散射信號的信噪比來探測海水深度，其原理是海洋水質良好時產(chǎn)生的受激布里淵散射信號的信噪比高，而海洋水質較差時產(chǎn)生的受激布里淵散射信號的信噪比低。

本發(fā)明的優(yōu)點在于，避免了傳統(tǒng)取樣的盲目性和檢測水域范圍小的局限性，在進行海洋水質的遙感探測時，可對遠距離海洋水體質量作預先評估，再對超出預定值的水域進行詳細的取樣分析，能對海洋水質的實時監(jiān)測。