赤潮立体监测系统

为解决赤潮立体监测系统建设的关键问题，增强沿海海域的赤潮监测和应急能力，国家在“九五”“十五”一系列重大研究的基础上，启动了国家高技术研究发展计划——重大海洋赤潮灾害实时监测与预警系统（以下简称“赤潮863”），通过改进与集成赤潮监测技术与仪器设备，建设赤潮立体监测技术海上试验平台，组建立体监测网络。《赤潮立体监测系统》对“赤潮863专项”的研究成果进行全面梳理，系统介绍赤潮立体监测系统的设计理念、组织构架、关键技术与主要研究成果，为促进我国赤潮研究，有效监测和防治赤潮灾害提供技术支撑。

序
前言
第1章 绪论 1
1.1 赤潮与赤潮灾害 1
1.2 赤潮监测与预警研究进展 3
1.2.1 国际研究进展与趋势 3
1.2.2 国内研究进展与趋势 4
1.3 研究思路与技术路线 5
1.3.1 立体监测系统设计思路 5
1.3.2 赤潮立体监测系统组成 8
1.3.3 系统改进与提升 13
第2章 赤潮立体监测平台 17
2.1 引言 17
2.2 船舶监测平台 17
2.2.1 平台组成 18
2.2.2 船载支持系统 19
2.2.3 船载信息系统建设 22
2.2.4 船载监测系统 30
2.2.5 船舶监测平台联调 40
2.3 岸基监测平台 43
2.3.1 岸基站选址 43
2.3.2 岸基实验室建设 43
2.3.3 监测仪器与技术 44
2.4 浮标监测平台 46
2.4.1 平台组成 46
2.4.2 大型浮标 47
2.4.3 生态浮标 50
2.4.4 光学浮标 53
2.4.5 浮标布放 55
2.4.6 浮标日常管理 58
2.4.7 浮标信息集成 60
2.5 卫星平台 60
2.5.1 平台组成 61
2.5.2 卫星传感器 61
2.5.3 卫星数据接收与处理系统 65
2.5.4 赤潮遥感监测服务子系统开发 67
2.6 志愿者平台 73
2.6.1 平台组成 73
2.6.2 观测点 73
2.6.3 人员 74
2.6.4 志愿者平台信息集成 77
第3章 赤潮卫星遥感及光学监测技术 78
3.1 引言 78
3.2 基于固有光学量的赤潮识别算法 78
3.2.1 东海水体固有光学性质 78
3.2.2 东海赤潮水体固有光学性质 84
3.2.3 基于固有光学量的赤潮识别算法 90
3.3 基于遥感反射率谱形特征差异的赤潮识别算法 98
3.3.1 赤潮水体藻类色素组成与固有光学特性 98
3.3.2 基于绿光波段比值的赤潮卫星遥感识别算法 100
3.3.3 基于红绿波段谱形特征的东海原甲藻赤潮识别方法 101
3.4 赤潮卫星遥感识别算法验证 104
3.4.1 基于固有光学量赤潮识别算法验证 104
3.4.2 基于遥感反射率谱形特征差异赤潮识别算法验证 111
第4章 赤潮预警预报技术 115
4.1 引言 115
4.2 赤潮发生条件统计预报 115
4.2.1 水文、气象环境因子特征分析 115
4.2.2 赤潮条件预报统计模型建立 129
4.2.3 赤潮事件影响度模型的初探与尝试 132
4.3 赤潮水质统计预报 139
4.3.1 赤潮水质统计预报原理 139
4.3.2 赤潮水质统计预报模型建立 144
4.4 赤潮遥感跟踪预报 147
4.4.1 示范海域水色-水温时空分布特征 147
4.4.2 赤潮遥感跟踪预报模型 154
4.5 赤潮扩散漂移预报 157
4.5.1 水动力数值模型原理 157
4.5.2 赤潮漂移扩散预报模型基础 162
4.5.3 赤潮漂移扩散预报模型建立 164
4.5.4 赤潮个例分析 165
4.5.5 赤潮漂移与扩散预报误差验证 169
4.6 赤潮生态动力学数值预报 172
4.6.1 生态动力学模型 172
4.6.2 赤潮动力学数值模型在预报中的应用 189
4.6.3 赤潮发生概率指标函数的建立 192
4.6.4 赤潮发生的概率计算 193
第5章 赤潮灾害风险与损失评估技术 194
5.1 引言 194
5.1.1 灾害风险评估的目的与意义 194
5.1.2 国内外研究进展 194
5.2 赤潮灾害风险评估指标体系 195
5.2.1 目的与意义 195
5.2.2 材料与方法 195
5.2.3 赤潮灾害风险评估指标体系的建立 196
5.3 赤潮灾害风险评估模型 198
5.3.1 赤潮灾害危险度评估模型建立 198
5.3.2 承灾体易损度评估模型建立 210
5.3.3 赤潮灾害风险评估模型建立 213
第6章 立体监测系统集成 214
6.1 引言 214
6.2 系统组成 214
6.3 仪器集成 216
6.4 数据集成 217
6.4.1 实时数据集成 218
6.4.2 综合数据集成 221
6.5 模型集成 225
6.5.1 预警预报软件集成 227
6.5.2 远程诊断软件集成 227
6.5.3 风险评估软件集成 227
6.5.4 遥感监测数据提取软件集成 227
6.6 产品集成 228
6.7 服务集成 229
6.7.1 网页服务 229
6.7.2 手机短信服务 229
6.7.3 E-mail服务 229
6.8 集成成果 231
6.8.1 GIS模块 231
6.8.2 在线监测模块 234
6.8.3 应急监测模块 235
6.8.4 遥感监测预报模块 236
6.8.5 毒素检测模块 237
6.8.6 预警预报模块 238
6.8.7 历史资料模块 239
6.8.8 远程会商模块 239
6.8.9 模型集成模块 240
6.8.10 系统管理模块 240
第7章 立体监测系统综合示范 242
7.1 引言 242
7.2 仪器设备示范 242
7.2.1 水样采集、预处理与分配系统 242
7.2.2 非连续流动营养盐自动分析仪 243
7.2.3 流动注射海水营养盐自动分析仪 247
7.2.4 便携式多参数水质仪 253
7.2.5 光纤溶解氧分析仪 255
7.2.6 赤潮生物现场监测仪 258
7.2.7 大型赤潮浮标 261
7.2.8 生态浮标 271
7.2.9 光学浮标 276
7.3 模型技术示范 285
7.3.1 赤潮发生条件预报模型 285
7.3.2 赤潮水质预报模型 288
7.3.3 赤潮遥感监测模型 292
7.3.4 赤潮扩散漂移预报模型 295
7.3.5 赤潮生态动力学预报模型 303
7.3.6 赤潮灾害损害评估模型 307
7.4 系统综合示范 315
7.4.1 示范区选择 315
7.4.2 综合示范案例 318
7.4.3 产品及应用 331
第8章 技术突破与展望 335
8.1 主要成果与成效 335
8.1.1 主要成果 335
8.1.2 主要成效 336
8.2 技术突破 337
8.2.1 赤潮监测技术 338
8.2.2 赤潮预警预报及评估技术 343
8.2.3 系统集成 345
8.3 研究展望 347
参考文献 349