一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统，包括海水水质监测装置、风速监测装置、水文信息监测装置、水质及环境信息处理采集装置、海洋气象预测装置、赤潮生态预测装置和在线监控平台，所述海水水质监测装置、风速监测装置和水文信息监测装置将监测的水质参数数据、风速数据和海流数据发送至水质及环境信息处理采集装置进行处理后，将风速数据和海流数据发送至海洋气象预测装置进行风场数据和海流场数据的预测，并将预测结果和水质参数输入赤潮生态预测装置来对赤潮发生的实时状态进行监测。本实用新型专利技术组成了一体化的海上赤潮生消过程预测系统，实现了对赤潮的实时监测以及扩散预测。

A Prediction System for Ocean Red Tide Generation and Dissipation Based on Dynamic Monitoring

The utility model relates to a forecasting system for the generation and disappearance of red tide on the sea based on dynamic monitoring, which comprises a seawater quality monitoring device, a wind speed monitoring device, a hydrological information monitoring device, a water quality and environmental information processing acquisition device, a marine meteorological forecasting device, a red tide ecological forecasting device and an on-line monitoring platform, and the seawater quality monitoring device, a wind speed monitoring device and a hydrological information monitoring device. The information monitoring device transmits the monitored water quality parameter data, wind speed data and sea current data to the water quality and environmental information processing acquisition device for processing, sends the wind speed data and sea current data to the marine meteorological prediction device for forecasting wind field data and sea current data, and inputs the forecasting results and water quality parameters into the red tide ecological prediction device to predict the real-time state of red tide occurrence. Monitoring. The utility model composes an integrated prediction system for the generation and disappearance process of red tide at sea, realizing real-time monitoring and diffusion prediction of red tide.

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统
本技术涉及海洋灾害监测和预报
，尤其涉及一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统。
技术介绍
随着经济发展，沿海地区工业、农业及生活废水将携带的大量营养盐和有机物排放入海，同时海水养殖业的发展加剧近岸水体的富营养化，导致赤潮频繁发生，对海洋生态环境造成极大危害。目前关于赤潮的研究集中在对赤潮的监测预警，主要包括依靠卫星遥感技术、人工采集分析水样以及浮标水质监测，实现对赤潮爆发的预警。而其中卫星遥感技术是通过海水颜色变化获取赤潮的产生和移动情况，这通常只能在赤潮发生以后得以运用，且对于小范围的赤潮，卫星遥感技术更加受限，监测精度较低；人工采样分析无法进行实时长期监测；锚定浮标监测范围较小，且局限于赤潮的爆发示警，对于赤潮发生后的扩散过程则无从获知。因此，构建能够对赤潮进行监测预警并实时预测跟踪的一体化海上赤潮生消过程预测系统具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术旨在提供一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统，根据实时监测的水质参数、风场数据和海流场数据，利用赤潮生态动力学模型来对赤潮发生的实时状态进行监测。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统，包括海水水质监测装置、风速监测装置、水文信息监测装置、水质及环境信息处理采集装置、海洋气象预测装置、赤潮生态预测装置和在线监控平台。所述海水水质监测装置，包括多个水质监测模块和一个岸上服务器，所述水质监测模块包括锚定浮标和固定设置于锚定浮标上的水质监测仪、数据处理模块和无线通信模块；所述数据处理模块分别与所述水质监测仪和无线通信模块电性连接，所述多个水质监测模块的无线通信模块均与岸上服务器通信连接；所述水质监测仪用于监测水质参数，其将监测到的水质参数数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块将接收到的水质参数数据处理后通过无线通信模块发送至岸上服务器，所述岸上服务器将接收到的来自多个水质监测模块的水质参数数据进行处理后发送至水质及环境信息处理采集装置。所述风速监测装置设置于海洋表面，用于监测海洋表面的风速和风向；所述水文信息监测装置包括海流计和验潮仪，所述海流计用于监测海洋中水流的流速和流向，所述验潮仪用于监测水位；所述风速监测装置和水文信息监测装置均与水质及环境信息处理采集装置通讯连接，将监测到的风速数据和海流数据发送至水质及环境信息处理采集装置。所述水质及环境信息处理采集装置将接收自风速监测装置和水文信息监测装置的风速数据和海流数据进行处理后，发送至海洋气象预测装置，将接收自海水水质监测装置的水质参数数据进行处理后，发送至赤潮生态预测装置。所述海洋气象预测装置包括风场预测模块和三维环流预测模块，所述风场预测模块和三维环流预测模块均分别与所述水质及环境信息处理采集装置和赤潮生态预测装置通信连接，分别根据接收自水质及环境信息处理采集装置的风速数据和海流数据对风场数据和环流场数据进行预测，将预测的风场数据和环流场数据发送至赤潮生态预测装置。所述赤潮生态预测装置与在线监控平台通信连接，根据接收自水质及环境信息处理采集装置的水质参数数据和接受自海洋气象预测装置的风场数据和环流场数据，进行赤潮未来状态的预测，并将预测结果发送至在线监控平台。所述在线监控平台包括电子海图显示模块，所述电子海图显示模块用于显示接受自赤潮生态预测装置的预测结果。进一步的，所述水质监测仪包括DS5X水质多参数传感器、EcoLab2多通道营养盐分析仪、CytoBuoy在线监测型流式细胞仪、AZFP水体声学剖面仪和Nicavis在线DOC检测仪。进一步的，所述风速监测装置为GillWindSonic超声波风速风向仪。进一步的，所述海流计为Valeport106自记式海流计。进一步的，所述验潮仪为TD304型潮位仪。进一步的，所述在线监控平台包括多个监控终端，每个监控终端均包括电子海图显示模块。进一步的，所述电子海图显示模块显示的预测结果包括赤潮发生的位置、时间、扩散的路径和范围、和各水质参数的实时浓度分布。本技术采用如上技术方案，并具有有益效果：(1)、通过分别监测海域的水质参数、风速数据和海流数据，并利用海洋气象预测装置根据现有的风速数据和海流数据对未来的风场数据和海流场数据进行预测，最后将预测结果和水质参数输入赤潮生态预测装置来对赤潮发生的实时状态进行监测。(2)、本技术组成了一体化的海上赤潮生消过程预测系统，在实现赤潮预警的同时，对赤潮爆发后的扩散路径和范围进行持续的预测，形成从现场监测-数据传输-赤潮生消过程预测-数据可视化处理的一体化系统，实现对赤潮的实时监测以及扩散预测。附图说明图1为本技术具体实施例的海水水质监测装置的结构示意图。图2为该实施例的整体结构示意图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本技术提供有附图。这些附图为本技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本技术的优点。现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1和2所示，该实施例公开了一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统，包括海水水质监测装置、风速监测装置、水文信息监测装置、水质及环境信息处理采集装置、海洋气象预测装置、赤潮生态预测装置和在线监控平台。所述海水水质监测装置，用于实现对海水的水质参数包括：温度、盐度、海水透明度、溶解氧、叶绿素-a、营养盐、浮游动植物、有机物等信息的实时监测，其包括多个水质监测模块和一个岸上服务器，所述水质监测模块包括锚定浮标和固定设置于锚定浮标上的水质监测仪、数据处理模块和无线通信模块；所述多个水质监测模块均分散设置于海水中，岸上服务器设置于陆地上。所述数据处理模块分别与所述水质监测仪和无线通信模块电性连接，所述多个水质监测模块的无线通信模块均与岸上服务器通信连接；所述水质监测仪用于监测水质参数，其将监测到的水质参数数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块将接收到的水质参数数据处理后通过无线通信模块发送至岸上服务器，所述岸上服务器将接收到的来自多个水质监测模块的水质参数数据进行处理后发送至水质及环境信息处理采集装置。所述水质监测仪用于检测水质参数，该实施例中，所述水质监测仪包括：DS5X水质多参数传感器，可以监测的参数包括：溶解氧、pH、盐度、温度、浊度、叶绿素a和深度；EcoLab2多通道营养盐分析仪，用于监测营养盐浓度；CytoBuoy在线监测型流式细胞仪，用于监测浮游植物浓度；AZFP水体声学剖面仪，通过发射一定频率的声波来监测赤潮相关的浮游动物量；Nicavis在线DOC检测仪，用于监测有机碳浓度。本领域技术人员可以根据实际需求对水质监测仪进行选择。所述数据处理模块将各水质监测传感器测得的数据进行采集、处理和存储，并利用所述无线通信模块将数据经由北斗卫星或CDMA/GPRS等无线通信方式实时回传至岸上服务器。所述风速监测装置通过锚定浮标设置于海洋表面，用于监测海洋表面的风速和风向，该实施例中选用GillWindSonic超声波风速风向仪，本领域技术人员也可以选用其他型号的风速监测装置。所述水文信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统，其特征在于：包括海水水质监测装置、风速监测装置、水文信息监测装置、水质及环境信息处理采集装置、海洋气象预测装置、赤潮生态预测装置和在线监控平台；所述海水水质监测装置，包括多个水质监测模块和一个岸上服务器，所述水质监测模块包括锚定浮标和固定设置于锚定浮标上的水质监测仪、数据处理模块和无线通信模块；所述数据处理模块分别与所述水质监测仪和无线通信模块电性连接，所述多个水质监测模块的无线通信模块均与岸上服务器通信连接；所述水质监测仪用于监测水质参数，其将监测到的水质参数数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块将接收到的水质参数数据处理后通过无线通信模块发送至岸上服务器，所述岸上服务器将接收到的来自多个水质监测模块的水质参数数据进行处理后发送至水质及环境信息处理采集装置；所述风速监测装置用于监测海洋表面的风速和风向；所述水文信息监测装置包括海流计和验潮仪，所述海流计用于监测海洋中水流的流速和流向，所述验潮仪用于监测水位；所述风速监测装置和水文信息监测装置均与水质及环境信息处理采集装置通讯连接，将监测到的风速数据和海流数据发送至水质及环境信息处理采集装置；所述水质及环境信息处理采集装置将接收自风速监测装置和水文信息监测装置的风速数据和海流数据进行处理后，发送至海洋气象预测装置，将接收自海水水质监测装置的水质参数数据进行处理后，发送至赤潮生态预测装置；所述海洋气象预测装置包括风场预测模块和三维环流预测模块，所述风场预测模块和三维环流预测模块均分别与所述水质及环境信息处理采集装置和赤潮生态预测装置通信连接，分别根据接收自水质及环境信息处理采集装置的风速数据和海流数据对风场数据和环流场数据进行预测，将预测的风场数据和环流场数据发送至赤潮生态预测装置；所述赤潮生态预测装置与在线监控平台通信连接，根据接收自水质及环境信息处理采集装置的水质参数数据和接受自海洋气象预测装置的风场数据和环流场数据，进行赤潮未来状态的预测，并将预测结果发送至在线监控平台；所述在线监控平台包括电子海图显示模块，所述电子海图显示模块用于显示接受自赤潮生态预测装置的预测结果。...

【技术特征摘要】
1.一种基于动态监测的海上赤潮生消过程预测系统，其特征在于：包括海水水质监测装置、风速监测装置、水文信息监测装置、水质及环境信息处理采集装置、海洋气象预测装置、赤潮生态预测装置和在线监控平台；所述海水水质监测装置，包括多个水质监测模块和一个岸上服务器，所述水质监测模块包括锚定浮标和固定设置于锚定浮标上的水质监测仪、数据处理模块和无线通信模块；所述数据处理模块分别与所述水质监测仪和无线通信模块电性连接，所述多个水质监测模块的无线通信模块均与岸上服务器通信连接；所述水质监测仪用于监测水质参数，其将监测到的水质参数数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块将接收到的水质参数数据处理后通过无线通信模块发送至岸上服务器，所述岸上服务器将接收到的来自多个水质监测模块的水质参数数据进行处理后发送至水质及环境信息处理采集装置；所述风速监测装置用于监测海洋表面的风速和风向；所述水文信息监测装置包括海流计和验潮仪，所述海流计用于监测海洋中水流的流速和流向，所述验潮仪用于监测水位；所述风速监测装置和水文信息监测装置均与水质及环境信息处理采集装置通讯连接，将监测到的风速数据和海流数据发送至水质及环境信息处理采集装置；所述水质及环境信息处理采集装置将接收自风速监测装置和水文信息监测装置的风速数据和海流数据进行处理后，发送至海洋气象预测装置，将接收自海水水质监测装置的水质参数数据进行处理后，发送至赤潮生态预测装置；所述海洋气象预测装置包括风场预测模块和三维环流预测模块，所述风场预测模块和三维环流预测模块均分别与所述水质及环境信息处理采集装置和赤潮生态预测装置通信连接，分别根据接收自...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莎莎，罗淑娅，刘晓东，庄海东，刘双印，
申请(专利权)人：蓝海天智舟山海洋科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33