一種海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋溢油事件發(fā)生后海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價系統(tǒng)及方法，屬于海洋溢油應(yīng)急決策領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對海洋資源探索的不斷深入，人們對海洋資源的利用也越來越廣泛，海上石油開采已經(jīng)成為當(dāng)前石油資源的重要來源之一。但是，隨之而來的是油井漏油和船舶漏油事件日益增多，這無疑給海洋及海洋生物造成了巨大的污染和威脅。如何準(zhǔn)確高效的對溢油給海水及海洋生物造成的危害作出評價并及時采取有效措施，以減少溢油造成的危害和損失就成為當(dāng)前面臨的一個重大問題。
[0003]海洋溢油發(fā)生后，溢油本身以及處置過程都會對海洋環(huán)境造成影響。海水、沉積物、生物體中的石油烴濃度、多環(huán)芳烴濃度等來自石油的污染物都將升高，為了處置溢油而噴灑的消油劑也會造成相關(guān)污染物濃度升高。浮游植物、浮游動物、底棲生物等海洋生物受到污染物濃度升高的影響，也會發(fā)生相應(yīng)的群落結(jié)構(gòu)改變、生長發(fā)育狀態(tài)改變，甚至發(fā)生畸形或死亡等現(xiàn)象。
[0004]近年來，國家海洋相關(guān)部門建立了一些應(yīng)對海上溢油的系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)還不完善，還存在諸如數(shù)據(jù)信息不能實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、空間可視化和空間分析功能缺乏等問題。此外，目前大部分的應(yīng)對海上溢油的系統(tǒng)都偏重于溢油應(yīng)急響應(yīng)決策方面，而對溢油發(fā)生海域的海水及海洋生物的監(jiān)測與評價模塊涉及較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價系統(tǒng)，包括桌面端和移動端，桌面端包括事件管理功能模塊、方案制定功能模塊、任務(wù)下達功能模塊、現(xiàn)場監(jiān)測功能模塊和分析評價功能模塊，移動端包括任務(wù)監(jiān)測功能模塊、數(shù)據(jù)通訊功能模塊、資料幫助功能模塊和地圖導(dǎo)航功能模塊；桌面端將海上擬監(jiān)測站點的信息和各站點監(jiān)測項目下載到移動端，移動端依據(jù)桌面端傳輸?shù)恼疚恍畔?，實現(xiàn)海上現(xiàn)場監(jiān)測信息采集及樣品采集，并實時將監(jiān)測信息上傳至桌面端。
[0008]進一步的，所述桌面端還包括對系統(tǒng)使用人員進行培訓(xùn)的工具箱功能模塊，所述工具箱功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:資料瀏覽、視頻觀看和照片查看。
[0009]進一步的，該系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)庫連接，所述數(shù)據(jù)庫包括空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。
[0010]進一步的，所述事件管理功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:根據(jù)發(fā)生的海上溢油事件，新建溢油事件信息并存入數(shù)據(jù)庫；所述方案制定功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:監(jiān)測方案制定及監(jiān)測方案生成；所述任務(wù)下達功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:在新建監(jiān)測方案的基礎(chǔ)上，新建任務(wù)，劃定監(jiān)測區(qū)域，生成任務(wù)書并下達到移動端；所述現(xiàn)場監(jiān)測功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:移動端系統(tǒng)接收任務(wù)，進行現(xiàn)場監(jiān)測，完成后將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳回桌面端并對其數(shù)據(jù)進行管理；所述分析評價功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:實驗室分析數(shù)據(jù)入庫和綜合評價。
[0011]進一步的，所述溢油事件信息包括事件名稱、事件編號、事件發(fā)生地點的經(jīng)瑋度及事件描述；所述監(jiān)測方案信息包括方案名稱、方案編號、事件名稱、事件編號、方案描述；所述任務(wù)下達信息包括站位號、站位預(yù)設(shè)經(jīng)瑋度、站位點的監(jiān)測項目、任務(wù)下達時間，任務(wù)下達方式為通過數(shù)據(jù)線將桌面端信息下載到移動端；所述監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳方式包括數(shù)據(jù)線上傳、3G網(wǎng)絡(luò)上傳和衛(wèi)星上傳，所述數(shù)據(jù)管理包括將現(xiàn)場監(jiān)測的基本信息及拍攝的照片批量上傳至數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)據(jù)庫已有數(shù)據(jù)進行查詢、修改；所述實驗室分析數(shù)據(jù)入庫包括海水、沉積物及生物質(zhì)量的實驗室分析數(shù)據(jù)的批量入庫，所述綜合評價包括數(shù)值評價、單因子評價、柱狀圖評價、海水污染范圍評價以及沉積物污染范圍評價。
[0012]進一步的，所述任務(wù)監(jiān)測功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:接收桌面端任務(wù)信息，將任務(wù)中的站位信息展繪到地圖上，根據(jù)地圖上站位導(dǎo)航到制定地點進行監(jiān)測和樣品采集，監(jiān)測任務(wù)完成后將監(jiān)測信息實時上傳至桌面端；所述數(shù)據(jù)通訊功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸，利用3G網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場采集的信息進行實時上傳；所述資料幫助功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:對海上溢油事件歷史信息進行總結(jié)，以文字描述和圖片的形式展現(xiàn)，幫助用戶快速的判別當(dāng)前海上溢油的基本信息，快速精確的采集當(dāng)前溢油?目息O
[0013]—種海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價系統(tǒng)的評價方法，包括以下步驟:
[0014]a海上溢油發(fā)生后，進入海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價系統(tǒng)，新建溢油事件并入庫；
[0015]b新建監(jiān)測方案，制作監(jiān)測方案書；
[0016]c新建任務(wù)，制作任務(wù)書，然后進行任務(wù)下達，將預(yù)先設(shè)計的海上擬監(jiān)測站位及站位信息下載到移動端，其中站位信息包括任務(wù)名稱、任務(wù)編號、站位的經(jīng)瑋度、站位處的監(jiān)測項目以及任務(wù)施行事件；任務(wù)信息下達到移動端后，任務(wù)和站位信息會自動展示在移動端的地圖上，外業(yè)監(jiān)測人員可根據(jù)地圖導(dǎo)航到達各個站位進行監(jiān)測和信息采集；
[0017]d監(jiān)測和彳目息米集任務(wù)完成后，將監(jiān)測基本彳目息及米集樣品彳目息以北斗或3G網(wǎng)絡(luò)實時上傳回桌面端；
[0018]e對采集的海水和海洋生物的樣品進行實驗室分析，然后將分析數(shù)據(jù)批量存入數(shù)據(jù)庫；
[0019]f以站位信息和實驗室分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，應(yīng)用數(shù)值評價、單因子評價、海水污染范圍評價、柱狀圖評價和沉積物污染范圍評價，結(jié)合GIS平臺，將屬性數(shù)據(jù)實現(xiàn)空間可視化，以柱狀圖、污染范圍圖的形式展繪到地圖上，得到分析評價結(jié)果。
[0020]進一步的，所述數(shù)值評價是根據(jù)海水、沉積物及生物質(zhì)量的實驗室分析數(shù)據(jù)計算出各個站位各監(jiān)測項目的平均值、最大值和最小值；所述單因子評價是以海水、沉積物及生物質(zhì)量的實驗室分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，得出各個站點各監(jiān)測項目的單因子評價值。
[0021]進一步的，所述海水污染范圍評價是以海水、沉積物及生物質(zhì)量的實驗室分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行徑向函數(shù)法差值，得到等值線圖并顯示在地圖上，根據(jù)每條等值線的值判斷等值線包含范圍內(nèi)的海水區(qū)域的污染等級，并計算出等值線封閉區(qū)域內(nèi)的面積；所述柱狀圖評價是以海水、沉積物及生物質(zhì)量的實驗室分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以柱狀圖的形式表達各個站點各監(jiān)測項目的濃度值。
[0022]進一步的，所述沉積物污染范圍評價是以沉積物的實驗室分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，手動勾繪出不同污染等級的沉積物污染范圍圖并計算其面積。
[0023]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0024]本發(fā)明針對海洋溢油發(fā)生后對海水及海洋生物造成的污染設(shè)計實現(xiàn)了海水、沉積物及海洋生物監(jiān)測與評價的功能，以便及時準(zhǔn)確了解溢油對海水及海洋生物造成的惡劣影響并采取有效的拯救措施。本發(fā)明實現(xiàn)了屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)以及空間可視化表達。本發(fā)明將桌面端和移動端結(jié)合使用，降低了溢油應(yīng)急中海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測過程的成本，實現(xiàn)了海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價過程的信息化和自動化。
【附圖說明】
[0025]圖1示出本發(fā)明海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖2示出本發(fā)明海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測與評價方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明:
[0028]如圖1所示，本發(fā)明采用基于C/S(客戶端/服務(wù)器)模式的3層體系結(jié)構(gòu)，分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層。
[0029]數(shù)據(jù)層包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括海岸線分布圖、功能區(qū)分布圖、敏感區(qū)分布圖、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)圖件，現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)包括水文氣象數(shù)據(jù)、站點經(jīng)瑋度、站點監(jiān)測項目、海面油膜信息、海水、沉積物及生物質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)實驗室分析后的數(shù)據(jù)。
[0030]服務(wù)層包括空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支持。
[0031]應(yīng)用層包括桌面端和移動端，桌面端包括事件管理功能模塊、方案制定功能模塊、任務(wù)下達功能模塊、現(xiàn)場監(jiān)測功能模塊、分析評價功能模塊和工具箱功能模塊。移動端包括任務(wù)監(jiān)測功能模塊、數(shù)據(jù)通訊功能模塊、資料幫助功能模塊和地圖導(dǎo)航功能模塊。桌面端將海上擬監(jiān)測站點的信息和各站點監(jiān)測項目下載到移動端，移動端依據(jù)桌面端傳輸?shù)恼疚恍畔?，實現(xiàn)海上現(xiàn)場監(jiān)測信息采集及樣品采集，并實時將監(jiān)測信息上傳至桌面端。
[0032]上述事件管理功能模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以下操作:根據(jù)發(fā)生的海上溢油事件，新建溢油事件信息并存入數(shù)據(jù)庫。溢油事件信息包括事件名稱、事件編號、事件發(fā)生地點的經(jīng)瑋度及事件描述。上述方案