[發明專利]一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統及方法

有效

• 申請號: 202011236610.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112423254B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李陽東;笪亨融;謝洋洋;溫遠超
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;G08C17/02;H04L67/12;G01N21/53;G01D21/02
• 代理公司: 上海國智知識產權代理事務所(普通合伙) 31274
• 代理人: 潘建玲

本發明公開了一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統及方法，該系統包括：若干無人船數據采集終端，利用各傳感器采集海洋水文水質數據，并將采集的數據經微處理器處理后實時自動傳送至對應的調查船數控中心，接收來自調查船數控中心的指令以實現采集終端采集數據的控制；調查船數控中心，通過網關模塊獲取數據采集終端采集的海洋水文水質數據，將采集的數據轉發到數據與處理中心進行處理與存儲及通過網絡向岸基數據中心進行數據同步，并通過觀測終端進行相關數據信息的展示，并實現對數據采集終端的控制；岸基數據中心，用于利用網絡接收所述調查船數控中心傳輸的數據，對數據進行集中管理和綜合應用。

技術領域

本發明涉及海洋水質監測技術領域，特別是涉及一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統及方法。

背景技術

海洋是人類生命的搖籃，因其具有豐富的自然資源而成為各國開發研究的重點。研究海洋是為了認識海洋和開發利用海洋，海洋調查是人們認識海洋、探索海洋、利用海洋的基本手段。其中進行海洋生態環境有關的水質調查是進行海洋環境保護規劃、監督管理和海洋污染防治的首要前提。在科技高速發展的時代，創新和綜合利用高新技術進行科學、低成本、高效的海洋水文水質調查是行業發展的需要，也是時代進步的必然。

根據數據獲取方式的不同，目前海洋水質調查方法主要包括遙感觀測法和現場調查法。其中，遙感觀測法主要通過遙感手段對海面進行探測得到諸如海流、波浪、水溫、水色等海洋信息，其優點是可以從整體上準實時、大范圍地了解海域環境特點。由于遙感觀測的局限性，現代海洋調查依然離不開現場調查，現場調查法是通過采集水樣進行實驗室分析獲得水質參數或利用專門觀測設備(如ADCP、CTD等)、便攜式儀器(如濁度計)直接對海洋水體進行相關參數測量的調查方式，海洋的水質現場調查往往利用調查船開展水樣的采集和相關水文水質參數的直接測量，其中直接測量可減少外業和內業處理工作量，大大提高調查效率，因而頗受調查人員的青睞。

現有技術的存在如下缺陷和不足：1)遙感觀測法，其時空分辨率較低、觀測精度往往不高，且觀測易受天氣影響，不宜應用于小范圍和環境狀況變化較快的海域調查和研究；2)現場調查法，雖然可以直接測量，但后期還需要經過人工方式進行數據轉移處理，部分設備顯示的觀測數據需要作業人員再次記錄，部分設備存儲的觀測數據在后期需要轉存；3)現場調查法的觀測數據呈現單點化、碎片化特征，難以對其進行及時分析，以便從整體上或區域上把握了解其反映的環境狀況，不便于調查人員在進行外業調查時根據數據反映出的特殊水質環境進行調查方案的調整；4)現場調查法的數據難于共享，不便用于多艘船協同作業。

而實際的基于船基的海洋水質調查應用場景，調查人員希望可以減少調查船的移動作業時間，快速、及時、便捷地獲取調查船附近海域的水文水質狀況，在此基礎上，還可以根據實時觀測的數據來對觀測過程進行反饋調節，實現一種雙向交互傳輸的工作流程，因此基于船基的海洋調查需要采用更加高實時、可共享、可交互的工作方式。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統及方法，通過綜合利用傳感器技術、物聯網技術、無人船技術和網絡信息技術等，將數據采集、數據處理、數據分析、實時展示和數據采集控制等多功能于一體，建立統一的海洋信息管理系統和發布平臺，提高了海洋水質監測系統的自動化能力和實時監控能力。

為達上述目的，本發明提出一種適用于調查船作業的在線海洋水質數據采集系統，包括：

若干無人船數據采集終端，用于利用各傳感器采集海洋水文水質數據，并將采集的數據實時傳送至對應的調查船數控中心，同時接收來自調查船數控中心的指令以實現無人船數據采集終端采集數據的控制；

調查船數控中心，用于通過網關模塊獲取所述無人船數據采集終端采集的海洋水文水質數據，采集的數據將轉發到數據與處理中心進行處理與存儲及通過網絡向岸基數據中心進行數據的同步，并在觀測終端進行相關信息的展示，整體完成采集數據的傳輸、接收、處理、存儲以及展示的功能，并實現對所述無人船數據采集終端的控制；