[發(fā)明專利]一種漂浮滸苔生物量監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810971023.5
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN108981674A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙升;姚海燕;韓龍江;張洪亮;郭雅楠;溫若冰;周瑞佳;李繼業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心
• 主分類號: G01C11/08
• 分類號: G01C11/08;G01C11/30;G01C11/36;G01C13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種漂浮滸苔生物量監(jiān)測方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、測量現(xiàn)場觀測影響因素的確認(rèn)；

二、將快速監(jiān)測工具組裝完畢并調(diào)整好角度；

三、調(diào)查船在選定的調(diào)查斷面上勻速行駛并使用第二步中的快速監(jiān)測工具進(jìn)行面積記錄；

四、分三種情況記錄監(jiān)測面積；

五、分三種情況計算滸苔面積；

六、計算某一特定區(qū)域內(nèi)的滸苔生物量；

具體步驟如下：

第一步，測量現(xiàn)場觀測影響因素的確認(rèn)；

海況對觀測有影響，應(yīng)在沒有霧的天氣狀況下進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，在3級以上海況條件下，應(yīng)盡量避免進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查；

第二步，將快速監(jiān)測工具組裝完畢并調(diào)整好角度；

一種漂浮滸苔快速監(jiān)測工具，包括底座(1)和支架(2)，支架(2)固定在底座(1)上，支架(2)的頂部安裝有U型支架(5)，中部設(shè)有防滑把手(3)，U型支架(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)有視頻采集設(shè)備(4)，視頻采集設(shè)備(4)與U型支架(5)為螺栓連接，視頻采集設(shè)備(4)與U型支架連接(5)的一側(cè)設(shè)有量角面板(6)，在量角面板(7)上設(shè)有指針(7)，視頻采集設(shè)備(4)與數(shù)據(jù)處理器連接(8)，數(shù)據(jù)處理器(8)與顯示器(9)連接；

如圖8所示，在具體使用過程中，首先，將船只行駛到指定區(qū)域，調(diào)整視頻采集設(shè)備的角度，在量角面板上讀出角度值a并用螺栓固定；

第三步，調(diào)查船在選定的調(diào)查斷面上勻速行駛并使用第二步中的快速監(jiān)測工具進(jìn)行面積記錄；

船速不高于10km/h，每個觀測小組至少由兩名觀測成員組成；一人站在船舷面向不晃眼的一側(cè)搜索海面漂浮的滸苔，一人在顯示器前，通過視頻采集設(shè)備的畫面進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)船舷處工作人員發(fā)現(xiàn)滸苔后，給顯示器前工作人員準(zhǔn)備信號，當(dāng)畫面中出現(xiàn)滸苔時，顯示器前工作人員馬上進(jìn)行記錄時間，面積，形成電子視頻；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動形成記錄時間，滸苔的分布形狀及相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)，視頻采集設(shè)備下緣與支架夾角不應(yīng)大于45°；監(jiān)測前應(yīng)測量視頻采集設(shè)備與海面高度差并記錄；

同時拍攝現(xiàn)場滸苔分布狀況圖片不少于四張，應(yīng)包括含船頭、船尾各一張；船舷左側(cè)、右側(cè)各拍攝一張據(jù)典型分布特征的照片；

視頻采集設(shè)備，所有位于視野范圍內(nèi)的目標(biāo)物體都被統(tǒng)計，任何超出其范圍的目標(biāo)物體都不予統(tǒng)計；

通過調(diào)查船裝備的遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(LORANC)和全球定位系統(tǒng)(GPS)，可以測量出船行駛的距離；也可以通過船速及行駛時間計算；如果船的航速或者路線發(fā)生了改變，需重新記錄方位、速度和時間；

第四步，根據(jù)第三步采集的數(shù)據(jù)記錄監(jiān)測面積；

監(jiān)測面積如圖7所示，

S＝v×t×(tan(a+b)-tana)

S：有效監(jiān)測面積

v：船速

t：監(jiān)測時間

a：視頻采集設(shè)備下邊緣與垂線夾角

b：視頻采集設(shè)備視野夾角

h：視頻采集設(shè)備距水面高度

注：視頻采集設(shè)備視野夾角為設(shè)備自帶，有標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，無需測量；

第五步，采用第三步采集的數(shù)據(jù)計算滸苔面積，采用如下公式計算；

E＝0.5×c+(tan(a+b)-tana)×T+∑(x×y)/(L×sin(a+b/2)

E：滸苔分布面積

c：零星分布滸苔計數(shù)值

T：視野穿過大面積滸苔時間

x：條帶狀滸苔寬度測量值

y：條帶狀滸苔長度測量值

L：視頻采集設(shè)備目鏡長度

注：公式中零星滸苔取經(jīng)驗值0.5m²/片，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；如遇到滸苔大面積分布，零星滸苔面積可忽略不計；

其中在第五步中，在數(shù)據(jù)處理器中滸苔面積測量分為三種情況；

如圖4所示，零星分布滸苔計算方法；

觀測海域漂浮少量滸苔，分布疏密不均、形狀不規(guī)則，面積在0.5m²-5m²左右；多出現(xiàn)于大片漂浮滸苔邊緣位置或滸苔爆發(fā)初期、末期；

如圖5所示，觀測海域滸苔分布集中成條狀，長度范圍通常為100m-10km不等；在滸苔爆發(fā)中期通常幾條條帶間隔分布；

視頻采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及顯示器，將滸苔進(jìn)入視野和離開視野的時間結(jié)合船速計算滸苔條帶長度；

如圖6所示，針對布滿視野全部范圍的大面積滸苔采用計時法測量；視頻采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及顯示器，將滸苔首尾兩端邊緣線的時間與船速的乘積計算滸苔分布長度；滸苔寬度與有效觀察寬度相同；

第六步，計算滸苔生物量；

其中第六步中，在數(shù)據(jù)處理器中分為三種情況進(jìn)行滸苔生物量計算并記錄，并通過顯示器進(jìn)行顯示；

如圖4所示，零星分布滸苔計算方法；

觀測海域漂浮少量滸苔，分布疏密不均、形狀不規(guī)則，面積在0.5m²-5m²左右；多出現(xiàn)于大片漂浮滸苔邊緣位置或滸苔爆發(fā)初期、末期；根據(jù)實(shí)際生物量取樣得出的值為0.60-2.0kg/m²，取中間值1.3kg/m²；

T1＝生物量取樣值*面積；

如圖5所示，觀測海域滸苔分布集中成條狀，長度范圍通常為0.1km-10km不等；在滸苔爆發(fā)中期通常幾條條帶間隔分布；視頻采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及顯示器，將滸苔進(jìn)入視野和離開視野的時間結(jié)合船速計算滸苔條帶長度；

根據(jù)實(shí)際生物量取樣得出的值為1.8-2.7kg/m²，取中間值2.25kg/m²；

T2＝生物量取樣值*面積；

如圖6所示，針對布滿視野全部范圍的大面積滸苔采用計時法測量；視頻采集設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及顯示器，將滸苔首尾兩端邊緣線的時間與船速的乘積計算滸苔分布長度；滸苔寬度與有效觀察寬度相同；

根據(jù)實(shí)際生物量取樣得出的值為1.8-3.9kg/m²，取中間值2.85kg/m²，

T＝生物量取樣值*面積；

根據(jù)不同時期的滸苔形狀進(jìn)行三種模式的交替或者綜合使用，用于計算滸苔的生物量T。