[發(fā)明專利]一種綠潮定量觀測(cè)裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710945306.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN107727077B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉霜;張繼民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02;G01C11/04;G01N5/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種綠潮定量觀測(cè)裝置和方法，包括觀測(cè)箱，其包括前片、后片、左片、右片、上片和下片，其中，后片為不透明材質(zhì)，中心處設(shè)有觀察孔，而其他五片為透明材質(zhì)；前片可作前后方向移動(dòng)；觀測(cè)箱的左片和右片與后片的交界的中點(diǎn)處各突出一個(gè)固定橫軸，立桿從固定橫軸中穿過，固定橫軸可沿著立桿上下移動(dòng)；立桿上有刻度；所有立桿均連接于橫桿；觀測(cè)箱的左片和右片分別附有量角器，量角器的中心點(diǎn)分別位于左片和右片與后片交界線的中點(diǎn)處，0°刻度線分別與左片、右片和后片的交界線重合；前片設(shè)有均分別穿過前片的中心點(diǎn)并相互垂直的刻度線。本發(fā)明突破現(xiàn)有綠潮災(zāi)害船舶監(jiān)測(cè)技術(shù)中的空白，提供綠潮船舶定量觀測(cè)裝置及其對(duì)應(yīng)的定量觀測(cè)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋環(huán)境生態(tài)災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及漂浮綠潮(災(zāi)害)船舶定量觀測(cè)裝置及使用該裝置的定量觀測(cè)方法。

背景技術(shù)

2007ˉ2017年，在黃海海域連續(xù)11年暴發(fā)大規(guī)模綠潮，對(duì)沿海地區(qū)造成了不容小覷的生態(tài)環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)損失，其中，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖、濱海旅游、海上交通運(yùn)輸及海上賽事等相關(guān)產(chǎn)業(yè)影響嚴(yán)重，給江蘇及山東沿海城市帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

因此，開展關(guān)于黃海綠潮的溯源、發(fā)生機(jī)理、發(fā)生發(fā)展過程和規(guī)律及其預(yù)測(cè)預(yù)警等方面的研究，對(duì)于災(zāi)害防控以及沿岸經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展具有十分重要的意義，這些研究都離不開綠潮面積、生物量等定量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的支撐。目前，綠潮的監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)測(cè)方法中涉及到的綠潮的覆蓋面積和分布面積，主要采用MODIS等為主的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)解譯的方法，首先利用歸一化植被指數(shù)(NDVI)閾值法等方法提取綠潮信息，再進(jìn)行目視解譯，剔除由于島嶼、薄云等造成的誤判，然后統(tǒng)計(jì)后計(jì)算綠潮覆蓋面積。雖然衛(wèi)星數(shù)據(jù)具有覆蓋比較全面的優(yōu)點(diǎn)，可以較為準(zhǔn)確的獲取綠潮分布及覆蓋面積。但是，首先，由于MODIS空間分辨率較低，存在大量的混合像元，從而導(dǎo)致綠潮提取的覆蓋面積顯著偏大；研究表明，250m分辨率的MODIS數(shù)據(jù)提取的綠潮覆蓋面積約為真實(shí)值的2-3倍，遠(yuǎn)不能達(dá)到綠潮精細(xì)化業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)的精度要求。因此該技術(shù)本身存在綠潮覆蓋面積偏大的缺陷，無法獲得更為精細(xì)的定量結(jié)果。第二，該方法受到時(shí)空分辨率、天氣、云層厚度、斑塊大小、水體渾濁程度等諸多等因素的限制和影響，關(guān)鍵時(shí)期的數(shù)據(jù)常常因受到這些因素的影響無法進(jìn)行解譯而缺失，對(duì)預(yù)警預(yù)測(cè)工作的影響不容忽視。第三，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演使用的是海面反射的數(shù)據(jù)，漂浮綠潮藻體厚度不一，但厚度和反射數(shù)據(jù)沒有關(guān)系，因此，衛(wèi)星遙感解譯方法存在無法與和藻體厚度直接相關(guān)的藻體生物量建立聯(lián)系的缺陷；即使和衛(wèi)星時(shí)間對(duì)應(yīng)，同時(shí)采用船舶采集藻體從而得到同步的綠潮生物量數(shù)據(jù)，從而嘗試進(jìn)行衛(wèi)星數(shù)據(jù)與生物量換算關(guān)系的建立，但是由于漂浮藻體厚度和反射數(shù)據(jù)沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系，誤差也會(huì)非常大。綜上可知，衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)得到的覆蓋面積和分布面積不夠準(zhǔn)確；受到諸多因素的影響和限制而經(jīng)常缺失關(guān)鍵數(shù)據(jù)；無法換算得到綠潮藻體生物量；因此衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)無法得到綠潮的準(zhǔn)確數(shù)量結(jié)果(分布面積、覆蓋面積、生物量等)，無法滿足綠潮發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)精細(xì)化預(yù)測(cè)預(yù)警的要求，對(duì)綠潮災(zāi)害防控工作的支撐作用不夠，遠(yuǎn)不能完全滿足綠潮聯(lián)防聯(lián)控等災(zāi)害管理工作的需求。

目前，只能通過船舶監(jiān)測(cè)才能直接采集藻體從而得到綠潮藻體生物量數(shù)據(jù)，而在船舶監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，關(guān)于綠潮的覆蓋面積、分布面積等數(shù)據(jù)缺少定量監(jiān)測(cè)的設(shè)備和方法，監(jiān)測(cè)基本停留在半定量甚至定性階段，只是對(duì)綠潮情況進(jìn)行粗略觀察和估計(jì)，監(jiān)測(cè)結(jié)果誤差大，人為影響因素過大，完全無法滿足精細(xì)化防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)和管理兩方面的需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有綠潮船舶監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種綠潮定量觀測(cè)裝置和方法，填補(bǔ)現(xiàn)有綠潮災(zāi)害船舶監(jiān)測(cè)技術(shù)的空白，提供綠潮(災(zāi)害)船舶定量觀測(cè)裝置及其對(duì)應(yīng)的定量觀測(cè)方法(包括覆蓋面積、分布面積的觀測(cè)方法以及藻體生物量監(jiān)測(cè)方法)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種綠潮定量觀測(cè)裝置，包括定量觀測(cè)箱、固定橫軸、立桿、橫桿；