海洋环境监测范例

摘要：文章基于以成果为导向的教育理念（OBE），针对海洋环境监测技术实验课程教学过程中的一些问题，提出了在教材、教学内容、教学方式、考核方式等方面的改革措施，以期促进实验教学质量提升，达成培养学生解决海洋环境监测任务的能力。

关键词：OBE；海洋环境监测技术实验；教学改革

OBE（Outcomes-basedEducation）是基于学习产出的教育模式[1]，要求教师为学生的学习成果负责，其核心理念可总结为学生中心、成果导向和持续改进[2]。海洋环境监测技术课程是海洋科学专业的重要专业课，讲述海洋环境（主要指水体、底质、气体和生物）监测的步骤和方法，课程目的是使学生能够根据监测的目的对海洋环境进行调查研究、设计监测方案、选择监测方法、进行数据处理以及测试结果的分析评价。实验技术在海洋基础调查、养殖环境监测等方面具有广泛的应用，在海洋科学专业实践教学中起到非常重要的作用，是培养对实际海洋环境监测问题可以有效分析和解决能力专业人才的关键途径，海洋环境监测技术实验理论性强，要求学生动手操作能力强，而现有的实验课并未单独设立，课时较少，教学模式单一，考核制度不完善，对其开展基于OBE教育理念的教学改革十分必要。本文以OBE理念为指引，在实验教材、教学内容、教学方式、考核方式等方面对海洋环境监测技术实验教学过程提出了改革措施，以期促进实验教学质量提升，以科学的教学过程及科学的考核方式开展实验，实现以学生为中心，提高学生在海洋环境监测方面创新和实际应用能力。

一、海洋环境监测技术实验教学改革现状分析

（一）教学方式以教师为主导，教学过程僵化。目前采用的教学模式为：实验员准备材料和试剂，老师按照讲义材料的内容并结合理论课上的背景知识按部就班的讲解实验流程，然后进行演示实验，学生只需要简单模仿完成实验即可。实验过程中出现意外也不会多动脑筋进行思考而是希望老师给予解决，主动参与实验的想法很少，甚至有的同学完全依赖于同组其他同学完成实验，对实验结果的分析讨论缺乏数据分析的延伸，做实验变成了单一的数据记录，缺乏主动思考和探索，应变能力较弱，因此需要对教学过程进行改革，提高学生的积极主动性[3]。

（二）实验教材缺乏，实验内容单一、相对独立。由于海洋学科的特殊性，海洋环境监测技术实验属于小众课程，并没有专业配套的教材，实验内容设计主要参照其他环境专业的教材并结合《海洋监测规范》，实验项目大多是时间短、设备简单、容易操作且危险性较小的常规测定，使用的方法均为国家标准方法，整个实验流程的各个环节介绍详细，学生没有思考和创新的空间，新方法、新仪器或者研究性方法很少采用，进而阻碍锻炼学生创新思维、动手能力和先进技术和方法的学习能力。目前教学中涉及的实验项目多是单个指标的监测，相互独立，与实际工作相差较远[5]。海洋环境监测是一项复杂系统的工作，包括监测目的的确定、资料收集、监测对象的确定、监测方案的制定、优化布点、采样时间和频率确定、采样工具和用品准备、样品采集、运输和保存、样品预处理和测定、数据处理和分析以及各个环节质量控制等方面，单个实验很难让学生把这些环节连接到一起，达不到让学生学会自主设计监测方案的目的；另外对于成分复杂的样品，让学生学会选取合适的预处理方法和分析方法、有效的实验设计，从多角度分析问题和解决问题的综合实验能力并没有提高。

（三）实验考核标准单一。目前，海洋环境监测技术课程设置分为理论教学和实验教学，期末考核中理论课成绩在最终考核成绩中占主要比例，实验成绩只占20%比例，而且实验课程成绩的考核主要依据学生提交的实验报告成绩，这就使得学生在实验课上缺乏主观能动性，让实验教学效果与预期相差甚远。虽然要求学生每次实验结束原始数据页都必须有教师的签字，但是仍有部分学生积极性欠缺，不进行课前预习，对于实验过程有跟着同组同学一起做的侥幸心理，最终只是为了提交一份完整的实验报告，甚至出现修改实验数据的现象，形成了“重结果、轻过程”的现象，缺乏与理论教学的结合，缺乏独立思考造成了评价结果的不科学和学生不严谨的科研态度[6]。

摘要：海洋资源对于人类十分重要。但人类对于海洋资源的开发和保护却做的比较少。本文结合了海洋环境监测的实际需求和目前的物联网技术，完成了一个整体的海洋环境监测系统设计。本文所做的主要工作是对海洋检测系统的硬件和软件进行了设计，并重点介绍了系统的无线传输环节。本文设计的海洋环境监测系统对于海洋区域生态的监测精度较高，并可完成无线传输，有着一定的市场推广价值。

关键词：海洋资源；环境监测；硬件设计；无线传输

随着沿海经济的快速发展和海洋发展的深化，我国的海洋环境污染问题日益突出。因此，迫切需要加强海洋环境的保护，而目前限制整体的海洋环境保护的一个重要因素就是我国缺乏一些先进的海洋环境保护、科学技术的监测和科学评估手段。本文完成了海洋监测系统的整体架构设计和具体完成所需的硬件、软件的工作，以期为未来的整个海洋监测起到了启迪作用。

1海洋环境监测系统的总体架构

系统设计采用物联网技术。其中采用无线传感器网络技术的数据采集子系统主要负责系统监控数据的采集，监控终端通过无线网络通讯实现监控数据的传输。海洋环境监测信息管理子系统实现了监测数据的存储和分析，并根据分析结果通过互联网技术对数据进行传输和分析。系统的底层是部署在受监控海域中的各种传感器节点。传感器节点主要包括：传感器单元，处理器单元，无线通信单元，能量供应单元。陆地上的监视终端位于上方，主要包括用于接收传感器节点数据的传输设备，用于监视区域的视频获取模块以及用于发送监视数据的无线通信模块。最终数据被传输到监控中心，该监控中心主要包括用于数据传输的无线通信模块，用于接收数据和数据预处理的工业计算机以及用于数据存储、计算和的服务器。

2传感器节点的结构设计

本文主要利用传感器技术对海水的PH、氧气浓度、盐度、水温进行检测。传感器对于数据进行采集后传入到MCU，MCU完成处理后，通过无线通信模块送入用户手中。其结构如图1所示。（1）数据采集单元是对传感器与MCU进行通信和连接的十分重要的一环，通过ADC通道采样传感器收集的信息。微控制器完成数据处理、存储、发送和接收以及管理电源模块。（2）无线通信模块负责数据和命令的传输。当监控中心发送命令以读取数据时，该命令通过3G网络发送到接收器节点，然后该命令通过接收器节点的无线通信模块发送到传感器节点。传感器节点完成数据获取，并通过无线通信模块将数据发送到接收器节点。宿节点通过串口连接将监控数据传输至监控终端，最后通过3G传输。通信模块将数据上传至监控中心，以完成数据采集与传输的全过程。（3）数据采集功能：通过各种传感器获取监测区域的空气温度和湿度，水流方向，水温和盐深等环境信息。（4）视频监控功能：通过摄像机监控区域的实时动态信息。（5）数据通讯功能：将多个传感器的监控数据整合到监控区域，通过3G通信技术将监控数据传输至监控中心服务器，监控中心将通过Internet技术监控结果。（6）环境监测管理：环境的检测主要是利用前文所提到的各种传感器来完成对于实际的海洋环境的一个检测的工作。

0引言   发展海洋科学、维护海洋权益、开发海洋资源、建立海洋产业，首先应从认知海洋空间，了解海洋现象，寻求反映机理，探讨演变过程，发现海洋秘密，总结海洋规律等逐步做起。海洋环境监测是对海空、海面、海水、海底、海岸、海岛周边发生的物理、化学、生物、地质现象和过程进行的观察、感知、测量、记录、分析、监控。海洋环境监测途径一是天基的遥感卫星、测量卫星等;二是空中飞机、无人侦察机、飞艇搭载的光电探测雷达及空基遥感装置、高分辩率成像装置、气体气旋分析装置等;三是岸基或岛基的高频天波雷达、高频地波雷达、微波超视距雷达、激光雷达、光学探测与成像装置、无线电信号侦测及综合技术观测装置、临海陆地的气压、气流、风力、蒸发通量测量系统等;四是搭载于航行舰船及专用测量试验船、海洋工程平台、浮标、潜标、蛙人、潜水器的各种物理生化传感器、光电探测器、水声探测器、水质采样与分析装置、鱼群及相应生物链探测装置等;五是布放在海底的海床基、坐底式测量装置、海底光电缆、高中低压接驳器、声组合水听器、光纤传感器以及海底探测传输设备与海洋浮标、潜标、AUV、UUV、海洋舰船构成的海洋观测网。这5种监测途径的实现和信息获取，都需要数据通信网做保障，其包括卫星通信、短波和超短波通信、海底光缆和电缆通信、水声通信、中继组网通信等。海洋环境监测从功能上又分为海洋动力环境监测、海洋生态环境监测、海洋地质环境监测和海战场环境监测四大类，它们的监测方向各有重点，监测数据有很大的专业差距，但服务面向相关度是很紧密的，诸多海洋环境监测数据是多领域共享的。下面侧重海洋动力环境监测和海战场环境监测，论证海洋监测在海洋发展和维权活动中的支撑先导作用。   1海洋环境对海上维权平台和装备的影响   海军舰艇和各种海洋维权执法船在海洋航行，舰船装备在海洋应用，舰船载武器和水中兵器在海洋作战，信号在大气和海水中传输，都面临着海洋的风场、浪场、流场、声场、磁场、压力场、温度、盐度、深度、密度、腐蚀度和海面大气水气等环境参数的影响。海军及海警海监的典型装备包括:水面舰船、高速快艇、常规潜艇、核潜艇;海航飞机、舰船载直升机、无人机、空中飞艇;舰炮、舰载导弹、鱼雷、水雷;舰船载雷达、声呐、通信、导航、光电及电子战设备等。海洋装备是构成海上维权战斗力的物质基础，对保卫国家安全、维护海洋权益、治理海洋环境、开发海洋资源具有十分重要的作用。海洋维权装备的使用环境复杂多变，从热带到寒带、从水上到水下，从春季到冬季，海洋环境中的各种因素对装备性能的发挥都有重要影响。例如海风、海浪、海流、海冰、海雾对舰船航行安全有重大影响;云、雨、雷电对飞机飞行安全影响很大;海水的温度、密度、盐度、跃层对潜艇活动有重大影响;磁场变化影响舰船、飞机、潜艇的导航;电磁效应、蒸发波导和大气波导效应、电离层变化对雷达探测、无线电通信的传播特性和传输品质有影响;海杂波、雨、雾影响雷达探测和导弹精确制导;大气透明度和雨雾对光电设备的使用和性能有很大影响;海洋的温、盐、深、密、流对声呐探测、水声通信、鱼雷声制导有很大影响;低空风影响炮弹和导弹的弹道;潜器座底与海底地质相关，等。   1.1海洋环境对舰船水面航行的影响   对舰船水面航行影响较大的环境参数有风、浪、雾、海流和海冰。大风对舰船海上航行安全构成重大威胁，暴风对海油工程和停靠港口的船舶还有巨大破坏力;海浪是海上航行的克星，发生过多次巨浪将船体拦腰截断的惨剧;“睡浪”的最大波高可超过30m，船舶遇到后很难逃过这种灭顶之灾。海雾使海上能见度大大降低，使舰船容易发生严重相撞事故;海冰运动时的推力和撞击力巨大，能对舰船海上航行造成重大危害，“泰坦尼克”号邮轮撞击冰山，我国渤海“海二井”石油平台被流冰摧毁等是很著名的例证。   1.2海洋环境对潜艇水下航行的影响   海水的密度跃层、环流对潜艇活动有重大影响，当潜艇遇到海水密度跃层形成的“海底断崖”时，会突然下沉，危及潜艇安全。当潜艇遇到海洋环流和内波时，会产生严重的振动和颠簸，变得难以操纵和控制，甚至难于走出困境。   1.3海洋环境对雷达探测与无线传输的影响   舰载雷达肩负着对空探测和对海探测的功能，海杂波、云雨杂波对雷达探测会产生较大干扰，形成假目标和虚警，直接影响雷达探测和导弹精确制导。对于被动超视距雷达，海洋环境中的气象参数(如温度、气压、气温、蒸发通量等)会影响大气波导形成，从而影响雷达探测性能。无线传输与电磁波在海空介质中的传播特性和品质相关，空中电离层的变化会对海上通信产生干扰和多径效应，影响通信质量。   1.4海洋环境对导航的影响   海水表面和水下磁场的变化对舰艇、飞机、潜艇的导航有重大影响。通常海洋磁场是比较稳定和均衡的，但是在某些特殊情况下，如海底矿山和地质原因，会使区域磁场异常，使电罗经指示的方向发生偏差，影响导航精度。   1.5海洋环境对水声探测与传输的影响   海水对于声波的传输是一种时变、空变的随机不均匀变参信道。声呐在水下工作，其性能受海洋环境的影响非常大。声速会受到海水温度、深度、盐度的影响。声信号传播会受到季节、水域、内波、潮汐、海流、海面波浪、气流等气象因素和海底沉积层及其组成结构的影响;如我国中沙和南沙岛之间水深4km以上的海域存在稳定的深水通道，在传播实验中可清晰地收到600km以外的爆炸信号，而在南沙复杂海底地形区，同样爆炸声源的接收距离仅为1～2km;季节对声传播的距离影响很大，如有的声呐设备在冬季作用距离可达数十千米，而在夏季却发现不了肉眼都已经看到的目标。海洋中的生物群、水团、暗礁、海底山丘、泥沙等对声呐设备准确识别探测目标实非易事，最典型的困难当属对被泥沙掩埋的水雷的探测和识别。海洋环境噪声对声呐探测信号的提取也有着十分重要的影响，它是水声信道中的一种干扰背景场。海洋环境噪声包括:由风浪造成的湍流噪声、雨噪声、气泡噪声;生物噪声、地震噪声、冰噪声、热噪声等。这些海洋环境条件对声呐的探测距离和目标识别、对用声呐导航的潜艇航行安全性、用声制导鱼雷攻击的准确性、水声通信的作用距离等都产生重大影响。#p#分页标题#e#   1.6海洋环境对鱼雷与水下导航定位的影响   根据鱼雷类型的不同，海洋环境对鱼雷与水下导航定位的影响也不同。对线导鱼雷，主要是海流对其位置坐标的影响。鱼雷位置坐标是利用雷速、航向、深度等参数综合解算获得，这些参数直接影响到坐标的精度。而海流，尤其是分布于各大洋的海沟附近，若流速较高，则对位置坐标有较大影响，从而影响综合导引。对利用敌我坐标解算射击航向的UUV(无人水下航行器)，尽管航向正确，但若位置偏离，仍能影响UUV程序弹道的执行。对海/空投鱼雷而言，主要是海况(海风)对其入水姿态控制产生影响。   1.7海洋环境对水雷的影响   海洋环境对水雷的影响主要有以下几个因素:风浪流、海洋噪声(包括生物噪声)、海洋生物、海水压力等。其中，风浪流影响水雷布放位置的准确度、在水中姿态及攻击稳定性、水雷的声和磁及水压引信对信号的接收灵敏度;海洋噪声的总声级有时会达到100～110dB以上，能淹没舰船声特征信号;海洋生物吸附于水雷换能器表面，降低换能器接收信号;海水压力对水雷的耐压壳体直接产生影响。   1.8海洋环境对导弹空中飞行的影响   在海洋环境下，导弹出水姿态、空中飞行弹道与姿态参数的高精度测量非常重要，特别是在贴近水面数百米范围内的弹道测量更是关键环节。但是，由于这一区域的气温、气压、湿度、大气透明度等海洋环境条件变化剧烈，会给光学测量精度带来严重的影响。恶劣的海洋环境对于舰船和潜艇发射导弹后的初始弹道干扰较大，影响到导弹的飞行控制。对于反舰巡航导弹，其巡航高度数据的设定均需视海洋环境参数而定，以尽可能提高飞行的隐蔽性和突防能力。海洋环境对潜艇水下发射导弹，对导弹出水姿态和潜艇发射前后的稳定影响都较大。   1.9海洋环境对红外、激光等光电设备的影响   海上雨、雾、大气湿度等参数对红外、激光探测设备的使用和性能影响非常大。天晴时，大气透明度很高，大气对红外线、激光的吸收很少，红外、激光等光电探测设备处于最佳使用状态;而当遇到雨、雾、大气湿度很高的不良天气时，红外线、激光在大气中的衰减很快，使设备的性能明显下降，甚至无法正常使用。海水对激光衰减很大，激光探潜为了使传输损失降低到最小，激光器工作的频谱必须与海水的谱特征相一致，对于深海传输，仅在光谱的蓝－绿部分有一个很窄的透过窗口，对于沿海区域，这个透过窗向更长波长端移动，这就限定了激光器的工作波长，而这个波长范围内的激光器很难做到大功率。另一方面，海水中溶解有大量的杂质。从光学角度讲，海水不是全透明的，包含有散射杂质，这导致对光有较强的吸收，对蓝－绿激光也是这样。激光在海洋环境大气中传输时会受到大气分子和气溶胶的吸收与散射，并有可能产生热晕现象，影响激光对目标的破坏作用。同时，海洋环境的温度、湿度、霉菌、盐雾、大气湍流等因素也会对激光武器的舰用化产生影响，给高功率反导反卫的激光武器上舰船带来了很大难度，美国研制的“鹦鹉镙”大功率激光武器虽在陆地成功完成了反导反卫试验，但要上舰装备还有待于攻克难关。   1.10海洋环境对材料防腐蚀与防生物污损的影响   处于海洋环境中的海洋装备不可避免地要遭受化学腐蚀、微生物腐蚀、电偶腐蚀、空泡腐蚀以及冲刷腐蚀等。化学腐蚀发生在海洋装备的各个部位;微生物腐蚀加快材料腐蚀的速度;电偶腐蚀使异种金属接触中会出现其中的1种金属加速腐蚀的现象。海洋生物的附着引起的舰船航速下降、管道堵塞、水中机械部件动作和观通系统失灵以及加快金属腐蚀等综合效应是影响舰船性能的又一重要因素。海水和海洋大气中有很高的盐度，也会对海军装备有很强的腐蚀作用，会大大降低装备的使用寿命和性能。海水中藻类、贝壳类生物附着在船底、潜艇表面，也会破坏舰艇、潜艇表面的涂层，加速船体的腐蚀，增加航行的阻力和噪声，对舰艇安全也产生较大影响。   2海洋环境监测是海洋发展和维权的共用支撑技术   我国是一个海洋大国，有300多万km2的海洋国土和18000km海岸线，蕴藏着大量丰富的海洋资源。但我国相当一部分海洋国土、岛礁被他国占领，海洋油气资源被他国开采，保卫海洋国土和资源的责任需要我们发愤图强。我国是世界上第二大经济体，是经济全球化的重要支点，庞大的进出口贸易依靠海洋战略大通道航运实现，但大通道上部分海域经常出现海盗袭扰，瓶颈海峡地区受控于人，保护国家战略海运大通道就是保护国家经济稳定发展，新的历史任务召唤了我国海军编队走向亚丁湾护航。我国是联合国安理会常任理事国，我军是世界上知名的战力很强的军队，我们有义务也有权利参加世界维护和平的行动，在联合国统一安排下调解处理多方纷争;但是不友好国家在沿白令海峡外的阿留申群岛、千岛群岛、日本群岛、琉球群岛、再往南从鹿儿岛、宫古岛经台湾东岸、巴士海峡、巴林塘海峡直到安达曼群岛，布设了探测声呐、水听器、组合传感器、固定信号侦察站、测向站等，形成了全长1万多km的水声监视线和组合感知线，配合侦察卫星过顶，侦察探测船，对我海上维权活动和经济开发活动进行监视，特别是对我潜艇兵力行动形成干扰和围困，影响我战略纵深和战术机动，潜艇的隐蔽性和生存力受到前所未有的威胁和挑战，海上威胁是我国安全威胁的主要方面。我国海洋维权装备发展，一要在重视舰船平台建设的同时，重视海战场基础建设，舰船平台建设应与海战场建设项目协调同步;二要在平台探测感知系统论证设计或改装换装的同时，同步策划和论证海洋环境监测感知系统，要做到技术匹配、功能互补、互联有标准、共享有规范;三要不仅重视面向海洋维权服务保障的天基、空基遥感、探测、通信、控制、对抗的技术发展、手段建设，同步重视海底和海中监测网的技术研究、工程建设，其对海洋维权的支撑更为直接、更为隐蔽、更为可靠;四要在军用技术和工程建设上“有所为，有所不为”、“有的跨越，有的不可跨越”，项目需要认真论证、尊重规律、科学选择，前进中跨越是倍增器，后退中跨越是灭顶之灾;我国海洋维权能力与使命要求还有较大的距离，我们必须尽快形成适应使命要求的海上攻防能力体系。在海洋维权装备建设过程中，海洋环境是影响海洋维权装备发展的重要因素之一，军事海洋技术研究重点应放在海洋环境效应技术与海军装备技术的结合上，以提高海军装备的效能、效率和效果。#p#分页标题#e#   2.1天基监测系统   1)加快发展我国“海洋监视卫星”、“地球观测卫星”、“海洋水色卫星”的研究步伐，扩大天基遥感遥测能力，提高探测侦察分辨力，并安排天基遥感监测地面应用系统建设。发射开放的海洋卫星，实现全球ARGO浮标为我所用，实现大范围海域、全天候、长期、连续监测。2)同步建设多个卫星数据处理与管理系统，对卫星地面接收站数据接收进行任务规划管理，根据重点海域环境参数进行业务化更新，对军事目标、重大灾害和易污染海域连续监测的卫星数据实时处理，并进行实时分发和归档处理。3)新建卫星地面接收站和增扩容卫星地面接收站相结合，主要接收海洋、气象系列卫星及国外涉海合作卫星，为海洋环境信息保障体系提供遥感卫星数据源。4)进行卫星地面机动接收处理站建设，车载站、船载站、南极遥感卫星机动接收处理站。接收处理海洋、气象等国外合作或非合作卫星原始数据。5)研究卫星遥感水下目标环境效应探测技术，分析海表环境遥感特征的异常信息，检测、识别潜艇水下航行环境效应，实现对水下航行潜艇的检测监视。6)研制卫星遥感海洋动力环境监测评估系统，建立海洋动力环境要素卫星遥感监测体系，建立海洋水文、水声环境信息军事应用系统，为海战场环境临境模拟、目标探测与打击结果预测和后评估提供技术支撑。7)建设海洋系列卫星定标场及海洋环境监测仪器试验场，对较混浊海域和清水海域选择海洋卫星定标场，在海岛、海岸带布设高精度基准点和高精度控制网。8)在飞机、飞艇和无人机上搭载海洋遥测遥感装置、激光探测装置、光电成像装置和综合侦察装置，机动快速获取海洋信息。目前军民维权队伍均具有空基手段，但搭载装置需要功能扩展和性能提高。   2.2岸基监测系统   1)在我国沿海海岸新建多对或多组中远程地波雷达，实现对半径约400km海域海洋海冰生成、海面风场、海浪场、海流场状态进行探测，对海上移动目标进行超视距监测和探测定位，为国防建设、海上工程建设、灾害和海情预报等提供基础数据。具有对海面探测距离远、面积大、超视距、全天候等优点。“十•五”期间，军民用863计划均已安排科研，近期取得了可喜的科研成果，目前正在样机调试和沿海试验阶段，并在我东南沿海长期获得海洋探测数据。2)在我国沿海海岸新建多对中短程地波雷达，实现对半径约200km以内海域的港湾、航道、河口、平台和海岸附近海冰、海面风场、海浪场、海流场的监测，获取实时、长期、连续性的监测数据，对海上移动目标进行超视距监测和探测定位，为国防建设、海上工程建设、灾害预报、海上运输等提供基础数据。具有对海面和沿海探测、面积大、超视距、全天候等优点。在“九•五”后期，863计划已安排科研，并分别应用于舟山和厦门沿海试验运行。中心频率在7MHz附近，有采用一发八收的阵列式天线、也有采用收发共用的小型相控阵天线。3)考虑到海洋运输战略大通道海情探测的需要，船载地波雷达的技术方案也已提出，在国内研制地波雷达取得成果的基础上，在短波波段，实现天线小型化、克服多普勒效应的专用算法、探测判别海面目标、地波雷达组网是需要重点突破的关键技术。4)研制移动式X波段雷达系统，并在渤黄海、东海、南海海域分别选取一站点，布设X波段测波雷达，用于海浪要素动态监测，并进行海洋卫星校正。5)建设面向海洋的高频天波雷达发射站，扇形半径2000km，在海岛、海岸及海洋舰船上安装高频雷达接收站。通过数据组网处理大面积的获得海情数据，通过多途径传感数据采集、历史数据建库，用理论、反演验证、经验获得算法与实时数据作相关加权分析，判别和预报海情海况变化态势，乃至预报海洋灾害及报告海面受污染事件。6)在近海继续建设水文观察站、光电多传感技术观察站、警戒雷达站、水听器信息处理站等，打破部门与行业的分割，组织统一的数据传输网。   2.3海基监测系统   1)建设海洋大气边界层监测系统。统一安排新增海洋浮标、潜标监测点，统一配置舰基、船基搭载专用监测设备，为获取海气通量、风温湿廓线、皮温、辐射、大气波导、蒸发波导、表面波导等资料，不仅是满足海洋气象水文预报的需要，也是分析电离层变化、气层波导形成的重要参量。2)海上应急机动海洋环境监测能力建设。包括海洋航空遥感应急监测系统建设，船载/车载应急机动监测能力建设(水面舰船、潜艇、UUV、AUV、沿岸车辆载的应急监测设备和应急监测站)，海洋自然灾害、海洋油气工程事故灾害、海洋运输突发事件处理、海上恐怖活动应急处理等，对现场态势观测、形态检测、危害监控都需要应急机动力量去服务和支援。国家海洋部门除储备一批应急监测仪器仪表、专用设备之外，还应借鉴国家动员办体制，建立海洋环境应急监测能力数据库，充分利用国内的相关部门和企业院校的专业资源。3)组织重点海区精密调查与监测。包括海洋水文、气象、重力、海地磁、基础声学、底质环境、悬浮体、海底地形地貌、光学、深海加强声学等。建设验潮井，深水锚定潜标，安排多航次调查环境数据等，甚至在附近的礁盘上扩建人工岛。调查和监测获得的数据，需建立安全、可控、共享使用制度。4)表层漂流浮标建设。购置数百个国际通用的ARGO漂流浮标，主要布放在西北太平洋地区，观测海流、海潮等。第一步从国际通道获取数据，而后争取利用我国自己的卫星保障通信。购置并布放经过我方改造的ARGO浮标，布放在第一岛链和第二岛链之间或其他重要海域，主要依托、利用我国自己的卫星通信系统获取数据。5)浮标和海基监测数据管理中心建设。建立基于不同观测平台的数据管理中心，及时将原始监测数据转换为工程数据，并对获取资料的质量情况进行评估，最后将工程数据分发到最终用户。新建和改造大型浮标，监测风向、风速、气温、气压、能见度等气象要素和温度、盐度、浪向、浪高、波浪周期、剖面流水文要素，有的加载新的ADCP(声学多普勒海流剖面仪)、海啸监测仪、温度跃层识别链等。6)志愿船观测系统。面向工程测量船、调查船、公务船、商、渔船进行志愿船搭载改造或性能升级，配备走航式CTD剖面仪、走航式ADCP(声学多普勒海流剖面仪)、激光粒度仪、多波束水下地形测量仪器、海洋声学剖面仪、海气边界层观测仪器及室内现场分析仪器等，在其完成海上作业的同时，进行观测海流、温盐深监测、气象要素监测和海洋断面调查。通过数据采集传输网，将志愿船观测信息准实时地传送给志愿船资料处理与分发中心，对无人值守的设备提升数据处理能力，提高对设备状态和获取资料质量的实时监控能力，将获取的原始数据转换成相关单位使用需要的科学数据并进行自动分发。#p#分页标题#e#   2.4水下监测系统   1)研制不同功能的海床基搭载海底坐底式测试仪表等，布放于港口和重要航道，独立工作模式海床基，每年布放和回收2次，读取数据和更换电池，检修或更换部件;连网形海床基根据产品有效服务期限，2～3年更换1次，其数据传输和馈电由水下网完成。海床基主要配置ADCP、压力式波潮仪、自动泥沙采样器、多参数水质仪、水声记录仪等。布放在敏感地质地区的海床基，配置海底地震和海啸监测装备及配套的声、磁、生化、地质环境传感器。2)潜标建设，实现重点区域和灾害关键区域的隐蔽式定点连续监测;并以水下监测阵无线通信方式，或与海底宽带观测传输网联通，或带轻形浮力天线以卫星通信方式等完成实时数据传输。监测剖面流、温度、盐度、深度、环境噪声等。3)水下监测系统及试验，建议在台湾海峡、海南三亚海区建立海底光缆/电缆组成的环形监测示范系统，并进行试验。以高压(10kV)、中压(490V)、低压(48V)接驳器和信号中继器为节点站，分别给各种传感器、监测仪器实时供电和提供信号路由，通过无线水声通道或有线光电通道，与浮标、潜标、潜器、船基、光纤传感器阵之间形成通信网，并具有良好的抗毁性和生存能力;高、中压接驳器具有为AUV、UUV充电和信息中继功能，为潜器水下隐蔽工作提供重要保障。该系统不仅能监测海流、潮汐、海浪、温盐密、地磁、地震和海啸信息、海洋背景噪声等，还能与水下声呐和水听器链接，探测发现水下目标。   3海洋环境要素应纳入海战场辅助决策数据库   维护国家权益涉及非常广阔的科学技术领域，维权斗争加速了高科技装备的诞生，特别是现代化海上维权斗争，广域信息获取、远程精确打击、隐身隐形技术、智能指挥网络、战略投送能力、陆海空天电相互支持体系等，为海军维权更增添了一层神秘而又科学的面纱。军队信息化建设是一个长期的过程，军队信息化的范围和内容有一个认知和扩展的过程，信息化在未来战争中的支撑作用有一个新老兼顾和挖掘过程，把感知的信息要素纳入战场辅助决策的各方面技术有一个学习渐进和深入探讨过程。下面围绕感知的海洋海空、海面、海水到海底的环境要素信息，通过对进入战场的空中平台、水面平台、水下平台、杀伤性武器、电子系统、水声系统等装备的影响，根据战场态势，进行战术效能评估，纳入战场想定方案和实施方案的辅助决策。   3.1海洋环境要素对海洋维权装备的影响分析   海洋环境要素很多，从影响海战场辅助决策的环境要素上考虑，建议进行分类(见表1)。   3.2未来海战的重要特征   未来海战的重要特征主要包括以下5个方面:1)广域网络+多介质多技术手段传感带来的战场透明;2)高密能杀伤+精确制导带来远程精确打击;3)舰载预警+多功能反潜+中近程密集防卫带来海上平台安全性提高;4)潜艇隐身+深潜+战略洲际导弹带来海上机动核打击威慑力提高;5)防空能力和制空能力大幅提高，作战半径扩大，通信、探测、搜索、跟踪、打击、对抗的超视距性能要求大幅提高，水面平台的功能向空天平台和水下预置平台分交转移。以上这些能力的保障需要强大的信息支援和网络支撑，这些信息和网络也都受海洋环境参数的多方面影响。研究高科技的海战受海洋环境要素影响，必须从研制现代化海洋装备开始，研制海军现代化装备必须有海洋科学支撑，从研究海洋维权装备受海洋环境影响的技术入手，逐步建立海战与海洋关联知识库。   3.3海洋环境要素纳入战场辅助决策的结构流程   战场各级指挥员根据作战任务、根据敌情我情制定作战方案，实施攻防部署，统一指挥、协同配合、计划推进、抓住战机、获得主动。在战场辅助决策结构流程中，必须服务和支撑好主决策系统。在对主决策意图的快速理解的前提下，用积累的智慧、数据、经验，理智的分析、科学的引导、与实时战场态势的快速融合和响应等，是战场辅助决策的重要功能。海洋环境要素纳入战场辅助决策，与海洋环境要素对海战装备的功能和性能有关，与海战类型、海战对象、主战武器、海战区域、海战季节和时间等都有关。不同的海战，辅助决策系统结构流程和支持形式不同。建立海战辅助决策系统，首先应建立作战行动环境效应模型、海洋环境数据库、海上军事行动条件与模型库、作战效应模型库、大型军事演习计划生成系统海洋环境辅助决策子系统、合同训练与战术评估模型库、预案模型库、条件关联库、海洋知识库、辅助决策专家系统等，以满足多兵种联合封锁、联合登岛、联合反空袭、海空岸岛协同作战、特别形势下的联合核反击及多兵种的实兵实弹联合作训演习以及单一海军兵种的潜艇战、舰艇反潜战、直升机反潜战、水雷战、水面舰艇作战、海军航空兵作战等。   1)海洋环境要素获取的基础工作流程   ①收集、调查海洋环境数据;②逐步建立海洋环境立体监测网络;③同步建设海洋环境数据传输网络;④按地理、地质、季节、昼夜、海空、海面、海水中、海底、生物、动力等特征分类，建立海洋环境数据库、海洋知识库，特别是海洋气象水文数据库、海洋水生环境数据库、海空大气环境数据库;⑤不断循环发展，从近到远、从浅到深、从低到高、从粗到精，逐步完善、逐步扩大海洋环境数据库、海洋知识库。   2)海战武器装备受海洋环境要素影响的模型建立流程   ①建立水面作战平台航行状态、潜艇潜望状态航行、潜艇潜航状态航行受海洋环境影响的数学模型或描述图表;②建立飞机从舰面起飞、降落、海空飞行状态受海洋环境影响的数学模型或描述图表;③建立雷达、通信、导航、侦察、监控、对抗、引导、制导等电子系统和设备性能参数受海面、海空环境要素影响的数学模型或描述图表;④建立声呐、水声通信、水听器、水下制导、水下导航、水中目标特征识别等水声系统和设备性能参数受海洋及地质环境因素影响的数学模型或描述图表;⑤建立水面发射、空中飞行的导弹，水面发射、空中飞行的炮弹，水面发射、入水潜行的深水炸弹;水下发射、空中飞行的洲际导弹，水下发射、水下潜航的鱼雷;飞机或水面发射的空投鱼雷，深水布(水)雷、深潜水雷识别目标并自动打击目标等过程受海洋环境要素影响的数学模型或描述图表。#p#分页标题#e#   3)海战武器装备受海洋环境要素影响的关联数据库   ①以作战平台为基点，分别根据平台总体性能、海上航行特性、平台配载的导航系统及设备、电子系统及设备、水声系统及设备、武器系统及设备、光电系统及设备、动力系统及设备等，在设计性能评估的基础上，根据海洋环境参数影响的经验数据或历史数据，进行海洋环境影响后的性能评估，从评估结果中找出系统性能受海洋环境影响的程度、特征和统计规律，推演并计算出不同的作战平台受海洋环境影响后的作战指数，逐步建立海战武器装备与海洋环境的关联数据库;②以海上作战编队为基点，对编队组成的各作战平台和单元协同指挥网络、协同作战能力、信息感知半径、作战区域半径、信息支援能力、火力支援能力、战场态势控制能力等受海洋环境要素的影响后，都有不同程度的性能下降或功能丧失，必须根据积累和已获取的海洋环境参数、已建立的相关数学模型和图表，作战前的战术评估，从评估结果中找到编队能力受海洋环境影响的主要方面，从而获得克服不足方面的方法或警示内容，逐步建立海上作战编队协同能力与海洋环境的关联数据库。   4)涉海网库的建设   在建设和整合海洋立体监测网、海洋环境数据库、知识库、海洋维权装备与海洋环境关联库的同时，建立国家级、区域级军民兼用的海洋综合信息网、数据传输网、预报预警系统、近海水下监测与警戒系统，平战结合，供战时和应急状态下使用。   5)海洋环境要素对海战装备性能影响的计算机仿真   ①以一定规模的海战想定，海洋环境影响不纳入作战要素加权，以理想的作战背景制定方案，并在计算机上进行演习对抗和合同计划推进;②分步将海洋环境对平台航行、信息感知、信息传输、导航定位、无线制导、水声制导、雷弹攻击等过程的影响要素纳入加权，分别按同一想定制定方案，并在计算机上进行演习对抗和合同计划推进;③比较海洋环境要素纳入加权前后，在计算机上仿真出现的不同结果，再结合对应关联的数学模型或图表描述，计算或分析生成供辅助决策的单项修正数据流;④根据海战装备战术性能受海洋环境参数的影响分析和这些修正数据，对原计算的对空、对海、反潜等作战指数进行校核计算，从中分析得到不同的海洋环境要素对作战指数是正贡献还是负贡献。   6)海洋环境要素纳入战场辅助决策系统   ①根据本编队、本平台作战任务和拥有的海战装备的需求出发，从海洋环境综合信息网获取作战区域的历史数据和实时数据，充实自载的子数据库;②根据前5项流程建立的基础工作，积累了自载装备受海洋环境影响的各种模型库和基础数据，并按相关的规律设计数据结构;③根据监测、侦察、预报预警、信息支援等途径获取的信息，及本平台基础网库的支撑，自动生成海洋环境实时数据库和态势要素图，作为战场态势的一部份，态势数据在处理过程中得到融合。④海洋环境要素通过对作战系统和设备、对作战方案形成和态势融合、对战役推进和战术实施等过程产生的影响，提供背景场建模、知识支撑、数据加权、态势引导、预案仿真等，在这些过程中间完成辅助决策。   4结语   海洋维权装备由于使用环境的特殊性，决定了在设计、研制过程中必须要充分考虑海洋环境因素的影响，确保海洋装备能在各种海洋环境下充分发挥理想的战斗力。1)针对目前国内的研究情况，我们认为首先应加强国外相关情况的跟踪研究，掌握世界先进的研究设计方法;加强维权作战训练指挥人员与海军武器装备科研人员的交流与策划，加强海洋科研人员与武器装备研制人员的交流和联合;在海洋环境参数分析和海洋环境适应性研究方面提高我国的研究设计起点。2)在海洋武器装备研究专业中，开展基础海洋学研究和海洋基础理论应用研究，认识和利用海洋环境效应对海洋维权装备的影响机理。3)海洋环境监测装备的研究，清理海洋环境调查的技术成果，建立海洋环境状态与参数数据库，逐步重点掌握热点海区环境要素及变化规律，为海战辅助决策和战术评估提供信息支撑。4)武器装备的环境适应性研究，包括理论和试验研究，为海洋维权武器装备设计、研制、生产及应用提供科学依据。5)建立海洋维权装备和系统适应海洋环境设计规范和装备标准，统一维权指挥部门与装备管理部门的发展需求思路，统一维权装备使用人员与装备研制人员发展技术路线，指导装备顶层策划、研制方向、维护使用保障等。6)完善相关的海洋试验站，加大对海洋环境试验研究的支持力度，在设计初期尽可能考虑海洋环境因素的影响，降低装备的全寿期费用;军民共建共用，减少重复投资。7)建立系统的海洋环境参数分析研究模型，为海洋环境的科学研究和海洋维权装备的研制提供支持和引导。8)加快建设海洋状态与环境的信息感知和通信传输网，建立我国领海及邻海的历史数据库和实时数据库，充分考虑军民共用，加强海洋相关信息的安全管理，提高海洋环境数据利用效率。

1海洋环境污染损害司法鉴定的概述

1．1概念

海洋环境污染损害事件发生后，对事实的认定及案件的处理往往都离不开鉴定意见。根据全国人大常务委员会《关于司法鉴定管理问题的决定》及有关学理解释，可将海洋环境污染损害鉴定界定为具有资质的鉴定机构和鉴定人根据相关专业知识，运用海洋学、经济学、法学等学科的理论与方法，采用现代海洋调查分析仪器，并运用必要的检测、分析手段，对海洋环境污染造成的损害进行因果关系认定，并对海洋环境损害范围、程度进行量化，评估其损害数额，并提供鉴定意见的活动。本文所称的海洋环境污染损害司法鉴定主要是针对因污染海洋环境导致的海洋环境损害而进行的鉴定，对因污染海洋环境而引起的其他损害(如可能出现的人身损害、直接财产损害等)所进行的鉴定，可依据我国现行法律法规委托法医司法鉴定机构等机构进行。

1．2特点

海洋环境污染案件在法律意义上属于侵权案件，但相较一般侵权案件，其还具有隐蔽性、间接性、复杂性及广泛性等特点。除个别大型突发污染事故在发生之时即被发现以外，多数海洋环境污染事件的发生具有渐进性，且污染物可长期存在于海水和沉积物中。同时，由于污染物质是通过海水、沉积物和海洋生物等或进入食物链而间接作用于人身或财产，这使得传统侵权法上“直接的和必然的”因果关系认定要求难以得到满足，且增加了对损害事实和因果关系的判断难度。此外，海洋环境污染事故的发生往往存在多种污染因子的复合作用，且各污染因子存在物理化学转化，区分并判断某一或某些污染因子是主要致害因子存在技术上的难度。污染物质会随着海水的流动而不断扩散并远距离输送，因此污染事故发生地和损害结果发生地往往存在空间上的距离，由此导致受害者可以是相当地区范围内不特定的多数人，这也使得国家行政机关代表国家作为海洋环境损害赔偿诉讼的权利主体有了法理上的依据。海洋环境污染所具有的上述特点，增加了海洋环境污染损害司法鉴定的难度，也使得海洋环境污染损害司法鉴定具有如下特点:第一，鉴定证据的易逝性。由于海洋的流动性和污染的隐蔽性、间接性，对第一手污染证据的提取地点和时间有着严格的要求，一旦错过，则无法再收集到证据或证据不具有证明力。污染事故发生后，受害方一般需要经过一段时间才能发现损害事实，此时由于污染事故的第一现场已经发生改变，因而会出现证据提取方面的困难。第二，鉴定的专业性。由于海洋环境污染损害案件的复杂性和隐蔽性，受害方一般无法做出判断，因此鉴定证据的采集、固定、检测必须由专业机构在特定的时间内按照特定规程完成。提交司法过程的证据材料需要具备客观性、合法性和关联性，这就要求鉴定人员不仅要有专业技术背景，而且必须了解相关法律知识，特别是诉讼程序方面的法律知识。第三，鉴定结果存在科学上的限度。海洋环境污染损害司法鉴定包括查找并确定污染源、确定损害范围及程度、进行损害价值评估等多方面，受制于现有科学发展水平、仪器设备条件和海洋污染损害事件的复杂性，在海洋环境污染损害价值评估等方面，尚无完备的损害界定与量化的技术标准体系，使得海洋污染损害的事实判断和价值评估都存在科学上的不确定性。因此，在运用科学技术手段对海洋环境污染损害进行分析、判断的过程中，不同专家对相同问题会存在意见分歧。

1．3应用

由于海洋污染损害情况复杂，在对污染损害事件进行调查和认定时，对鉴定具有较强的技术依赖性。在海洋污染案件中，既有对单个项目进行鉴定，如溢油污染中对溢油源所进行的油指纹鉴定，也有对整个污染事件的系统鉴定与评估。从全球性、区域性和各国关于防止海洋环境污染的立法来看，海洋环境污染可以根据污染物质种类划分为油类污染、油类以外化学物质的污染和放射性污染，其中最为常见的是油类污染，本文即以油类污染为例简述鉴定在污染损害事件中的应用。

摘要：在科技不断创新的背景下，环境监测技术也得到了长远发展，对于环境保护效果的提升带来了极大的有利作用，对于国家乃至全球环境保护都具有现实意义。不过整体来看，当前我国环境监测技术的应用依然处于待提升的状态中，在质量控制方面还面临着一系列不足，亟待加强探索与改进。文章分析了我国环境监测技术的具体应用，并结合现实情况提出一系列质量控制方法，旨在推动我国环境监测技术水平的提升，加强质量控制，保护赖以生存的环境。

关键词：环境监测技术；质量控制；现实意义；方法

随着全球生态环境的持续恶化，环境保护的重要性不言而喻，而环境监测是环境保护的前提和基础，所以，加强环境监测技术的应用显得十分有必要。详细来看，环境检测指的是借助于先进设备和仪器对环境进行检测，明确环境污染的具体情况，并根据详细的数据信息制定环境管理方法，加强质量控制的活动。从当前我国环境检测领域的实际发展情况而言，有关部门在开展环境监测的时候往往面临着各种各样的困境，环境监测的效果并不理想，深入探究和寻找环境监测问题，制定科学的完善策略，不断提升环境监测的有效性，加强质量控制意义重大。

1环境监测技术的概述

1.1环境监测技术的含义。环境监测技术指的是运用一定的理论方法和科学技术，对环境中有害于人类发展的物质含量进行抽取，将实际检测标准与科学环境状态进行对比，从而对当前自然环境的实际状况进行确定的活动。通过环境监测，能够为环境治理以及各项政策措施的制定提供参考依据，促进环境治理效果的提升。环境监测方法较多，过程也较为复杂，比如：需要优化布点、抽样调查、背景调查、数据分析等，涉及诸多化学手段、物理手段等，是一项专业性要求较高的工作。

1.2环境监测的特点。（1）综合性特点。从检测手段方面而言，在开展环境监测的过程中需要利用多种手段，要对环境情况进行详细分析，对各种数据信息进行抽取等，比如：会运用生物手段、化学手段、物理手段等，通过多种手段的综合运用提升检测结果的准确性；从检测对象方面而言，总体涵盖了两个层面的内容，即被污染的环境、无污染环境；从检测数据层面而言，在定性评估和处理数据的时候要根据具体情况作出具体分析，不可一贯采用统一标准。（2）连续性特点。环境监测工作是一项循环往复的工作，需要长期坚持检测，连续开展这项工作，并不是检测一次即可。因为人类生产活动不会停歇，环境始终是处于不断变化过程中，只有连续监测才能够及时发现环境污染的具体情况，并及时做出解决。

1.3环境监测的意义。环境监测不管是对于环境保护而言，还是对于人类社会的长远持续发展而言都是十分有意义的。近年来，我国经济发展水平不断提升，带动了人们生活水平的提升，但是环境污染却不断加剧，影响着人们未来的生活。在这种背景下，我国政府提出了“美丽中国建设”“可持续发展”等理念，这些理念的有效落实离不开环境保护，同时也离不开环境检测。通过有效开展环境检测工作，能够及时发现环境中的有害因素，并及时制定针对性的环境保护策略，推动环境质量控制效果的提升。从另外一个层面来看，环境监测技术高低代表了国家整体技术水平的先进与否，而环境保护的成效是国家综合实力的重要体现，所以，有效开展环境监测工作对于国家综合国力的提升也具有重要意义。

摘要：我国环境监测起步相比于其他国家较晚，但是在近些年发展非常迅速，在这一领域已经取得了非常卓越的成就。我国目前各个领域的发展速度都很快，不可避免地会带来一些环境问题。而环境监测作为环境保护的基础，是改善这些环境问题，实现可持续发展非常重要的前提，环境监测的方法也在不断革新。但是在方法上还存在着一定的缺陷，在污染源布点、采样、运输储存等方面做得不够，而在监测仪器和技术方面，相比发达国家还存在很大的差距。通过就目前我国比较先进的监测方法的特性和应用进行讨论，分析我国目前监测方法上存在的问题，对未来的发展前景进行展望。希望能为我国环境监测方法的改进提供参考意见，以满足我国对环境监测日益增长的需求。

关键词：环境监测方法；应用现状；现有问题；发展前景

近些年来我国环保事业得到了长足的发展，我国目前环境监测工作人员的工作素养以及现行的环境检测标准与有关法律法规暂时还可以适应目前的工作需求。但日新月异的时代发展给未来带来了很多未知的变量，根据有关数据，《2017年中国生态环境公报》显示，2017年全国有239个城市环境空气质量超标。显然，我们面临的环境污染问题远远不局限于大气污染，其他方面的环境污染（如水污染、土壤污染甚至包括毒物的出现等）也非常严重。即使现在科技已经相当成熟，相应的技术等因素也需要及时地更新，我们仍然需要加大对环境监测技术的发展力度，保证环境监测工作的准确性与科学性。所以，环境监测部门应改进监测方法以进一步完善数据共享平台，使不同级别的环保部门能使用相对权威的数据。跟随大数据时代的潮流，精确分析并筛选监测数据，把不同时间段，不同区域的监测数据进行分析比较，以制定合理的法律规定与参考标准，确保环境监测这一事业深深扎根在国内，为人们提供更多的保障和福祉。

1.环境监测的主要方法

随着社会的进步，人们对环境保护的意识逐步提高，环境监测在环境保护中的地位至关重要，同时，环境监测方法也是我国“两级五类”环境保护法的重要组成部分。如今我国具有470余项较为完整的环境监测方法（见表1）[1]，其中囊括了对水质、空气、土壤、噪声等方面的监测方法，这些环境监测标准的实行对我国环境保护起到了积极作用。

(1)水污染的监测方法

传统水质监测方法包括生物法、遥感法、理化法等[2]。传统方法中的遥感法，采用了卫星遥感技术，通过卫星对水体进行遥感监测并提取数据，与科研人员实地采样数据进行分析，并使用卫星遥感技术进行水体环境反演，实现实时监测。根据不同物质的光谱不同，在遥感卫星上搭载专业级别的光谱传感器，遥感卫星通过接收物质反射回来的光谱进行分析。水体受到污染时，根据受污染程度不同，水体中的污染物浓度与性质会随之发生变化，可通过实地检测数值与卫星遥感所接收的特征光谱进行对比分析，反演得出水体污染程度。水质监测方法中，生物监测的应用也正在逐步趋向于完善化，生物监测可以为环境保护管理提供更加全面的技术参考资料，有助于水环境中生态系统的改善和提高。水质生物监测方法具有监测项目多、检测标准复杂、对研究人员专业要求较高等特点[3]。

本文作者：张振举 张莉 王雪 单位：广东海洋大学寸金学院 广东海洋大学经济管理学院

现阶段发展“低碳经济”已成为世人的共识。“低碳经济”是人类社会继农业革命、工业革命、信息革命之后的又一场“能源革命”。它既符合当前经济社会可持续发展的时代要求，同时也是我国政府的战略选择。在这样的社会背景下，广东省在海洋经济发展中倡导“海洋低碳经济”是一个全新的思路。大力发展海洋低碳经济，这不仅为广东省转变经济增长方式、保护生态环境奠定了基础，而且对实现广东省海洋经济的可持续发展具有十分重要的意义。

1低碳经济是广东省海洋经济发展的必由之路

1.1低碳经济的内涵

从内涵看，低碳经济兼顾了“低碳”和“经济”，低碳经济是温室气体排放量尽可能低的经济发展方式，是实现经济社会可持续发展的一种经济模式。所谓低碳经济是指依靠太阳能、风能、水能等可再生能源为主要能源，以低能耗、低排放、低污染为特征的新型经济发展方式[1]。低碳经济代表了未来经济发展的形态，其实质是能源效率和清洁能源结构问题，旨在建立新的能源结构，降低能耗和减少污染物排放，核心是能源技术创新和制度创新，目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。即依靠技术创新和政策措施，实施一场能源革命，建立一种较少排放温室气体的经济发展模式[2]。

1.2发展海洋低碳经济的意义

海洋经济是开发利用海洋的各类产业及相关经济活动的总和。海洋低碳经济是在以海洋为活动场所和以海洋资源为开发对象的各种经济活动中，以经济与环境的和谐为目的一种海洋经济发展模式。海洋低碳经济作为一种平衡式经济，是在科学发展观指导下的环境友好型的、追求可持续发展的经济增长模式。所以，对广东省来说发展海洋低碳经济具有重大的现实意义。

摘要：随着水下通信技术的不断发展，声波成为实现水下无线传输的主要方式。人们基于水声通信技术建设了水声网络系统，在海洋环境监测、水下目标监测、水下集群指挥调度中有着广泛的应用。简要的介绍了当前国内外水声通信网的研究现状，对水声移动自组织网络路由协议进行研究，与蜂窝网进行比较。最后总结出设计高效路由协议需要注意的问题并针对网络质量，能量均衡，拓扑结构，安全等问题，归纳出三种技术手段进行优化，改善了网络的性能，并对水声通信网的发展进行展望。

关键词：水声通信网；移动自组织网络；路由协议

0引言

海洋拥有着丰富的生物资源与战略资源，近年来世界各国都致力于对海洋的开发与建设，尤其在海洋环境的监测，军事情报的获取，水下集群的指挥调度，以及水下目标监测等方面。目前，随着不断扩大的海洋监测范围和水下武器系统的多样化发展迫切需要速度更快、覆盖范围更广的水声通信网络。由于水声信道是一种带宽窄、环境噪声高、传播损失大、多径效应效应严重的随机信道，因此用于无线网络各层中成熟的技术无法直接应用到水下的环境。以开放式互联网模型（OpenSystemInterconnectionModel，OSI）为基础，结合水声环境与水声网络的实际应用情况，水声网络被分为应用层、网络层、数据链路层、物理层四层结构。而针对网络层的研究主要集中在路由协议。

1水下无线通信网简介

水下无线通信网的整体结构如图1所示，网络由固定节点与移动节点组成，其中固定节点是一些传感器节点，移动节点包括潜艇、自主式水下机器人（AutonomousUnderwaterVehicle，AUV）以及无人潜航器（UnmannedUnderwaterVehicle，UUV），它们通过声波自组成水下无线通信网，节点采集数据信息，并将信息进行基本的处理、分类、加密等操作，发送给汇聚节点，进行相应的处理后发送给水面基站，最后通过无线电将信息发送给控制中心。

1.1国外研究现状