海洋资源开发技术发展趋势及我国的发展重点
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深海开发技术现状及发展趋势分析深海是指海洋深度大于200米的海域,在深海中具有广泛且重要的资源,如矿产、石油、天然气等。
随着人类对能源和资源需求的增加,深海开发逐渐成为一个备受关注的话题。
本文旨在分析当前深海开发技术的现状及未来发展趋势。
一、深海开发技术现状1.深海采矿技术深海采矿技术是指在深海中的矿床中进行采矿作业的技术。
目前最常用的采矿技术是深海黑色金属沉积物探矿和采矿技术,其采用箱采、暴露、深海淤泥水、水冲、挖掘机操作等方式进行装载、运输和卸载。
在深海黑色金属沉积物探矿和采矿中,遇到的主要问题是深海泥沙层厚度较大,含水量较大,泥沙结构稳定性较差等问题,需要采用一系列技术手段解决这些问题。
2.深海油气开采技术深海油气开采技术是指在深海中进行石油和天然气的勘探开采作业的技术。
深海油气开采技术保证了能源安全和经济安全两大核心利益。
目前,深海油气开采技术主要采用钻井技术进行作业。
目前已经在深海中实施了多个海底油井,部分油井的水深达到了3000米以上。
目前,钻井深度已经达到了4000米左右。
3.深海渔业技术深海渔业技术是指在深海中进行捕捞作业的技术。
深海中拥有大量的珍稀鱼类和海洋生物,如深海鲨鱼、深海浅水区等。
深海渔业技术主要通过实现深海渔业物种特有的高压、高温、高压、高盐环境下的灵活性和生物力学适应性,提高渔业资源利用的品质和效率。
二、深海开发技术未来发展趋势1.大型海洋平台和装备的开发未来深海开发的趋势是技术设备的进一步升级,特别是大型海洋平台的建设和应用,实现在深水区域的连续作业,提高生产效率和资源利用率,为深海开采打下坚实的技术基础。
此外,深海作业装备的开发和应用也将成为未来深海开发的重要发展方向,以满足深海开发不断增长的需求。
2.多学科、综合研究的开展未来深海开发的另一个重要趋势是多学科、综合研究的开展,这需要建立海洋科学研究平台,整合各学科资源,形成深海开发的综合研究体系,提高整体创新能力和深海资源开发的科学性,以保证开发过程中的环境友好和资源可持续利用。
海洋资源开发利用现状及趋势分析随着人类社会的迅速发展,对海洋资源的需求也日益增加。
促进海洋资源的开发利用已经成为了维护人民群众生活质量的必要手段。
目前,海洋资源开发利用已经成为了海洋经济的重要组成部分。
本文将从海洋资源开发利用现状及趋势两方面进行分析讨论。
一、海洋资源开发利用现状1.资源的类型及分布海洋资源的种类很多,从海水、空气到各类海洋生物,都具有巨大的开发利用潜力。
其中,能源类资源(石油、天然气、风能、潮能、浪能等)是目前海洋资源开发利用的重点。
目前,我国的油气资源主要分布在南海、东海等沿海地区。
2.资源开发利用现状同时,我国也在不断加强对其他资源的开发利用,如养殖业、海洋旅游业等。
养殖业已经成为了我国海洋经济的重要组成部分之一。
同时,海洋旅游也已经成为了重要的经济增长点。
但相较于发达国家,我国的海洋资源开发利用仍有待提升。
3.存在的问题随着海洋资源开发利用的不断加强,也存在了一些问题。
如海洋环境破坏、生态系统失衡等。
同时,还存在开发利用方式简单单一、技术水平不高等问题。
这些都需要我国加强管理和监管,在保护海洋生态环境和促进海洋经济发展之间取得平衡。
二、海洋资源开发利用趋势1.多元化发展未来海洋资源开发利用的趋势是多元化发展。
我国将同时加强对石油、天然气等传统能源的开发利用,同时也加大对海洋生态环境、渔业、旅游业等领域的投入和开发。
这将有助于促进我国海洋经济的更加平稳、可持续的发展。
2.技术更新海洋资源开发利用的技术水平也将不断提高。
目前,我国对深海资源的开发利用技术已经取得了很大的突破,我国的技术水平在全球范围内也处于领先地位。
未来,随着技术的更新迭代,我国的技术水平也将不断提高。
3.生态环境保护随着人们的环境意识不断提高,海洋资源开发利用也需要更加注重保护海洋生态环境。
为了实现可持续发展,未来海洋资源开发利用必须充分考虑生态系统的平衡和环境保护。
结语海洋资源开发利用已经成为了我国海洋经济发展的重要组成部分。
随着人类对地球的侵占不断加剧,陆地资源的利用和开发已经接近极限。
与之相反的是,海洋作为地球上最广阔的空间之一,却被长期忽视、较少开发利用。
近年来,随着科技的不断进步和人类认识的不断提高,海洋资源的利用和开发已经成为人们极为关注的问题之一。
同时,各国也在加大对于海洋资源的保护力度,以维护海洋生态平衡和人类未来的可持续发展。
下面我们就来探讨一下海洋资源的未来利用和发展趋势。
一、海洋新能源的开发随着人口的不断增加和能源需求的急剧攀升,目前的传统能源供应已经难以满足人类的需求。
而海洋新能源,如海洋风电、海洋光能、海洋热能等,由于其可再生、没有污染、无竞争等特征,已成为国际能源研究领域的热门之一,也是海洋资源开发的重要方向之一。
据预测,到2050年,海洋新能源将占据全球能源消费的七分之一,成为未来国际能源市场的热门之一。
为此,各国相继开展海洋新能源技术的研究和开发,加强海洋新能源产业化的力度,将海洋新能源作为战略性产业来进行发展。
二、海洋药物的研究开发海洋具有极其丰富的生物资源,其中很多生物具有独特的生物学特性和活性成分,对人类有着不同程度的医学价值。
近年来,海洋药物的研究和开发已经成为全球医药领域研究的热门之一。
目前,海洋药物已经开始进入实用化的阶段,如鲨烷、多刺菌素等就已经被应用于临床治疗。
三、海洋深海矿产资源的开发海底有着丰富的矿产资源,如铜、铅、锌、金、银等岩矿资源,以及锰结壳、多金属硫化物、深海沥青等海洋矿产资源。
而且这些资源是具有稀缺性的,风险较高。
但随着科技的不断进步和矿产勘探技术的不断提高,深海矿产资源逐渐成为人们关注的热点。
各国也相继加大对深海矿产资源勘探和开发的力度,以争取海底矿产资源的利用权。
四、海洋旅游和海洋文化海洋旅游已经成为世界各国发展旅游业的重要方向之一,也是展现海洋文化和推动海洋保护的重要途径。
海洋旅游产业包括沿海旅游、海岛旅游、海上旅游等。
越来越多的人开始喜欢到海边旅游,尤其是一些有着美丽海岸线和百岛群岛的地区。
海洋资源开发中的科技创新与未来发展趋势引子海洋资源是一种不可再生的自然资源,而我们海洋经济是做优、做强的,海洋资源的利用和开发显得十分迫切。
而科技创新是实现资源有效利用的必由之路。
本文旨在探讨海洋科技创新的现状,未来发展趋势,以及对我国海洋资源开发的启示。
一、海洋科技创新现状在当前海洋领域中,有几种科技创新正在得到广泛应用:1. 海洋生物技术海洋生物技术是指利用现代生物学、生化学等学科手段对海洋生物及其生物活性成分进行研究和开发利用的技术。
我国长期以来注重海洋生物的研究,在参照国外先进技术的基础上,逐渐形成了自己的特色。
我国海洋生物领域的研究领域日益扩大,各种海洋生物的研究也获得了很大的发展。
比如,在海藻中发现了一种天然抗生素半乳糖胶结呋喃C,这有着极高的应用价值。
2. 海洋智能装备随着科技的不断发展,智能海洋装备正在崭露头角。
从远程控制船只到无人机检测海洋环境,这些智能设备将大大增强我们的海洋探索和资源开发能力。
中国的“深海勇士”号潜水器,可以潜至7000余米深度,是目前世界上下潜深度最深的载人潜水器。
3. 海洋环境监测技术海洋环境监测技术用于监测海洋生态环境的质量和变化,以及海洋资源的生产状况。
如卫星远程感应技术可以监测海洋变化过程,为海洋生态环境保护及资源开发提供重要的数据。
二、未来趋势随着全球气候变化及人类活动的影响,海洋越来越受到关注,世界各国都在加紧海洋资源开发。
未来发展趋势应该包括以下几点:1. 深海开发世界海洋面积占地球表面71%以上,水体积下垂达到了大气压百倍以上的深处。
而深海是中国未来海洋资源开发、利用和管理的主战场。
深海具有丰富的资源,如油气、矿物、生物、能源等。
发展深海科研,将会是未来海洋资源开发的重要趋势。
2. 海洋生态环境监测及保护随着人类经济活动的不断扩大和人口的增长,海洋生态系统受到了前所未有的压力,海洋环境保护的意识已经被越来越多的人们认同。
未来应该主要从以下几方面进行海洋环境监测和保护:海洋污染控制、海洋保护区建设、海洋生物多样性保护、海洋气候和环境变化问题。
海洋生物资源开发的现状与前景海洋是地球上最神秘的领域之一,它覆盖了世界的三分之二,其表面下潜藏着大量的生物资源。
随着我国经济的迅速发展和人口增长的压力,海洋生物资源已经成为我国发展生物经济的一个重要战略领域。
然而,海洋生物资源的开发利用事关着整个人类的生存和发展,如何科学、合理、可持续地开发利用海洋生物资源已经成为一个世界性的难题。
一、海洋生物资源的概念与特点海洋生物资源是指海洋生态系统中的各种生物组成的总体,包括鱼类、贝类、虾类、藻类、珊瑚及其他各种海洋生物,这些生物在生态系统中具有食物链、养分循环、生态平衡维持、药用价值等重要功能。
海洋生物资源的特点主要有以下几个方面:1.资源丰富度:海洋资源丰富,占全球生物资源总量的99%以上,但可利用的仅为其总量的一小部分。
2.种类复杂性:海洋生物种类繁多,生境差异大,资源类型各异,使得资源开发难度和成本较高。
3.生理化学活性强:海洋生物产生的化合物有着强的生理化学活性,可作为药物、化妆品等领域的原材料。
二、海洋生物资源的开发现状海洋生物资源的开发在我国仍处于起步阶段,目前主要集中于四个方面:渔业资源开发、海洋生物制品开发、观赏鱼业和海药开发。
1.渔业资源开发:我国目前是世界渔业大国,但由于过渔、过度开发等原因,渔业资源面临枯竭状态和恶劣的生态环境,对我国渔业生产和渔民生计造成了巨大影响。
2.海洋生物制品开发:以海藻、珊瑚、海胆、海参、贝类、海螺等为代表的海洋生物制品成为了海洋生物资源企业的主要开发对象,开发领域涉及医药、保健品、食品添加剂、化妆品、工业原料和生态旅游等多个领域。
3.观赏鱼业:随着海底世界的推广,观赏鱼的养殖和销售逐渐受到关注,成为了我国海洋生物资源开发的一种新兴产业。
4.海洋药物开发:我国是世界上最具药用价值和开发前景的海洋药物之一,如鳗鱼血凝集酶、海胆素、龟苓膏等,这些天然药物有着显著的生物学和药理学特性,是我国海洋生物资源领域最具前景的开发方向之一。
海洋资源开发利用的技术现状与发展趋势随着人类社会的不断发展,海洋资源的重要性日益凸显。
海洋作为人类的重要物质资源,有着广阔的发展空间和无限的可能性。
其中,海洋资源的高效利用对于促进经济发展和保护环境都具有重要的作用。
本文将就海洋资源开发利用的技术现状与发展趋势进行研究与探讨。
一、海洋资源开发利用的技术现状1. 传统海洋资源开发技术传统的海洋资源开发技术包括海洋渔业、海洋石油和天然气开发等领域。
其中,海洋渔业是海洋资源利用的传统方式。
随着技术的增强,现代渔业采用了一系列的新技术,如渔具设计、渔船建设和捕鱼方法改进等,以提高海洋资源的利用效率和产量。
2. 海洋风能技术海洋风能是指利用海洋中潮汐和海浪等能源的产能。
相对于传统的能源,海洋风能具有消耗低、环保、持久等优点。
目前,海洋风能在欧洲已经得到了广泛的应用,同时亚洲地区的发展也在逐渐加强。
3. 海洋生物技术海洋生物技术是指通过在海洋生物领域的投资和研究,开发出新型的特种鱼类、海藻和海洋跑步蟹等资源,并将其运用到生产和使用中。
海洋生物技术的开发主要包括生物制剂和海洋药物等方面。
其中,生物制剂的发展更是成为了新一代生物技术的重要方向。
二、海洋资源开发利用的进一步发展1. 海洋矿产开发效率的提高海洋矿物是指存在于海洋中的各类自然资源,在人类社会发展的过程中,其开采和利用越来越受到重视。
近年来,随着海洋开发技术的不断进步,海洋矿物资源的开采效率和经济效益都得到了提高。
2. 海洋养殖及海洋生态环境保护为了进一步提高海洋资源利用效率,海洋生态环境保护必不可少。
海洋养殖在实践中已经得到广泛应用,并得到了成功的开发。
随着人们对海洋生态环境保护意识的提高,也出现了一些新型的海洋生态保护技术,如海洋生态保护管理系统等,加强了对海洋生态环境的治理效果。
3. 智能化和自主化无人操作系统技术随着人工智能技术和自主化技术的不断进步,未来的海洋资源利用将更加智能化且更加自主化。
海洋科学研究现状及发展趋势分析章节一:引言海洋是地球上重要的自然资源,其自然景观、生物资源、能源、运输、通信、信息等价值已经被广泛认知。
海洋科学是逐渐在世界范围内发挥越来越重要的作用,特别是在人类面临全球气候变化以及海洋污染和生态破坏等方面。
因此,本文将针对海洋科学研究现状及发展趋势进行分析。
章节二:海洋科学发展状况1.海洋资源产业的迅速发展随着地球资源逐渐枯竭,海洋被视为未来重要的资源产业。
海洋资源主要包括食品、油气、矿产、生物和新材料等,这些产业已经开始被广泛研究和应用。
世界各国纷纷投资于海洋资源的开发利用,对海洋资源的产量进行了广泛的调查和统计。
同时,为了加强海洋资源的保护和可持续利用,开展了一系列研究和实验,如海洋渔业资源评估、海洋养殖、海洋生物资源研究等。
2.海洋环境保护问题的凸显海洋环境的保护问题逐渐浮出水面。
由于人类对海洋资源的大量开发和利用,海洋环境已经遭受了很大的破坏,如污染、过度捕捞、海洋酸化等。
因此,保护海洋环境变得尤为重要。
为此,各国纷纷开展海洋环境保护研究,如海洋废弃物处理、海洋生态修复以及生态系统管理等。
同时,也加强了海洋资源保护的监测和管理工作。
3.海洋科技的快速发展随着现代科技的发展,海洋科学也得到了飞速发展。
海洋科学的研究领域不断拓展,从传统的海洋地质、海洋气象、海洋水文等领域发展到海洋生物、海洋地理信息技术等一系列具有新兴性质的领域。
同时,随着高分辨率卫星数据、高通量分析技术、深海探测技术等技术的逐渐普及,海洋科技也不断地得到提升。
章节三:海洋科学发展趋势1.海洋科学发展向深度和广度拓展传统的海洋科学领域将不断被拓展,而未来的海洋科学将更关注海洋的深层次和广泛性研究。
深海科技的发展将会推动深度海洋科学的研究进程,越来越多的研究将耗费在深水的海底环境、深海生态系统的研究上。
同时,也需要将现有的海洋科学研究领域扩展到更多的领域,如海洋能源、海洋文化等领域。
因此,未来的海洋科学将与各学科领域相融合,形成更为广泛的知识体系。
海洋技术专业的就业前景和发展趋势海洋技术专业的就业前景和发展趋势随着人们对海洋资源的关注不断增强,海洋技术专业的就业前景也变得越来越广阔。
海洋技术专业涉及海洋工程、海洋资源开发、海洋环境保护等领域,培养学生具备海洋资源开发利用、海洋环境保护与修复、海洋信息获取与处理、海洋能源开发利用等方面的能力,以满足我国海洋事业建设和海洋产业发展的需要。
首先,海洋技术专业的就业前景广阔。
目前,我国对海洋海域的资源开发还处于相对初级的阶段,海洋工程领域的技术人才需求极大,而现有的人才供应相对短缺,因此市场对于海洋技术专业的毕业生需求量大。
毕业生可以选择从事海底矿产资源的开发利用、海洋环境保护与修复、海洋工程设备与系统的研发设计等工作,以促进我国海洋资源的高效开发和利用。
其次,海洋技术专业的发展趋势良好。
随着我国海洋事业的不断发展,对于海洋技术专业人才需求会进一步增强。
特别是我国海洋工程、海洋资源开发、海洋环境保护等领域的战略需求,将推动海洋技术专业的发展。
此外,随着海洋能源开发的兴起,海洋技术专业将在海洋风能、潮汐能、波浪能等新兴领域得到广泛的应用和发展。
再次,海洋技术专业的发展需要与时俱进。
随着科技的不断发展,海洋技术专业不断涌现新的发展方向和竞争优势。
例如,近年来,无人船、无人机等智能技术在海洋调查、海洋环境监测等领域得到广泛应用,这就要求海洋技术专业人才具备相关的智能技术和数据处理能力。
此外,海洋技术专业的发展还需要与现代信息技术相结合,通过数据分析和模型预测等手段,提高海洋资源的开发利用效率和环境保护能力。
此外,海洋技术专业的学科交叉性也提供了更多的发展机会。
海洋技术专业涉及海洋工程、海洋地质、海洋生态等多个学科领域,相关的专业知识和技能使海洋技术专业的毕业生具备了跨学科的能力。
这一特点为毕业生提供了更广泛的就业机会,例如可选择其他相关领域的研究机构、高等院校从事科研工作,或者进入相关的企事业单位从事技术开发、项目管理等工作。
我国海洋能开发空间及技术发展趋势分析
海洋能开发技术发展的总趋势
1、规模大型化。
海洋能作为可再生能源,在未来的社会发展中,愈来愈引起人们的关注,着眼点是用海洋能发电解决海岛居民的生活及工农业用电问题。
其关键是电站的发电能力要提高,这就要求电站的规模大型化,对发电技术的要求也相应提高。
从潮汐能、波浪能、海洋温差能等发电技术看,电站向着大规模发展的趋势是不可避免的。
2、产品商用化。
世界上一些发达国家业已注意到海洋能发电技术的潜在市场。
因为常规能源使用寿命是有限的,为了今后的经济可持续发展,必须开发新能源。
沿海发展中国家的海洋能资源较丰富,是一个强大的技术输出市场。
3、用途综合化。
海洋能发电在经济上与常规能源比较,成本还是较高。
为了提高竞争力,必须降低发电成本。
这不仅要求发电技术必须进一步改进,而且要走综合开发利用之路,如潮汐发电与海水养殖和旅游业相结合;海洋温差发电与淡水生产、海水养殖和深海采矿相结合;波能发电与建造防波堤相结合。
这是今后发展的重要方向。
我国海洋能开发利用空间巨大
潮汐发电:成本仅为火电的1/8
潮汐能有储量大、较稳定等优点。
而潮汐涨落时高、低潮位之间的落差,可带动发电机组发电。
假如把全球蕴藏的潮汐能全部转换为电能,其总量是全球总发电量的1/10,成本是火力发电的1/8。
在巨大的利好驱动下,韩国、挪威、英国、澳大利亚等国家掀起潮汐发电的热潮,建设了一批潮汐发。
海洋开发海洋资源开发情况报告一、前言随着人类社会的不断进步和发展,国家经济和社会需要的不断增长,海洋能源资源逐渐成为人们关注的焦点。
海洋经济已经成为维护国家安全和促进经济发展的重要支柱,海洋资源的开发利用也成为当前经济发展的重要选择之一。
本报告将从当前海洋资源开发的总体情况、我国海洋资源开发的现状以及未来发展趋势三个方面进行分析。
二、当前海洋资源开发的总体情况1.全球海洋资源的现状海洋是地球上最大的生态系统,拥有巨大的资源潜力。
根据相关数据显示,全球海洋面积约占地球表面积的71%,其中海洋潜在的矿产等资源价值高达数万亿美元,同时,海洋生物资源的丰富多样也为人类提供了巨大的价值。
2.全球海洋开发的现状据统计,目前全球已经有超过140个国家和地区参与到海洋开发活动中。
其中主要包括海洋渔业、海洋能源、海洋旅游、海底资源开发等领域。
全球海洋经济总产值已经超过3万亿美元,其中海洋资源的贡献不可忽视。
三、我国海洋资源开发的现状1.我国海洋资源的概述我国海洋资源非常丰富,其中海洋能源、渔业、旅游等领域的开发潜力巨大。
根据相关数据,我国海域总面积超过300万平方千米,边海海域以及渤海、黄海、东海、南海等海域都有极高的开发价值。
同时,我国海洋生物资源丰富多样,其中不少品种已经成为国内外市场的重要渔业资源。
2.我国海洋资源开发的现状尽管我国海洋资源十分丰富,但是目前我国在海洋资源方面的开发和利用还存在一定的差距。
主要表现在以下几个方面:(1)海洋经济的总体规模和质量有待提高。
尽管我国海洋经济不断发展,但是与其他发达国家相比,仍然存在一定差距。
我国应该把发展海洋经济放在国家发展的重要位置,推进海洋经济的质量和规模的双重提升。
(2)我国海洋资源开发存在滞后的现象。
虽然我国海洋资源开发已经开始了几十年的时间,但是与其海域所拥有的丰富资源相比,我国海洋资源的开发和利用仍然存在一定差距。
比如某些重点海洋产业的发展较慢,海洋科技和技术研发的进展不够等。
海洋资源开发技术发展趋势及我国的发展重点作者:倪国江, NI Guo-jiang作者单位:中国海洋大学海洋发展研究院,山东,青岛,266003刊名:海洋技术英文刊名:OCEAN TECHNOLOGY年,卷(期):2009,28(1)被引用次数:0次1.杨宝灵海洋生物技术研究现状与前景展望[期刊论文]-大连民族学院学报 2005(01)2.蔡叔群.张文静.正盛安海洋环境观测技术研究进展[期刊论文]-热带海洋学报 2007(03)3.刘淮国外深海技术发展研究[期刊论文]-船艇 2006(258)4.任建陶我国海洋科学"十一五"发展战略与优先资助领域[期刊论文]-中国科学基金 2007(01)5.莫杰.李绍全地球科学探索 20071.学位论文李俊螺旋切削式深海钴结壳采矿头最小工作能耗设计研究2005随着陆地矿产资源的日趋枯竭和人类对海洋的认识日益深化,大洋钴结壳资源已成为世界各国瞩目的21世纪具有商业开发前景的战略资源。
根据专家预测,本世纪中叶就有可能进入钴结壳商业开采的阶段。
为正确把握国际海底区域资源研究开发形势,稳步推进我国国际海底资源开发事业,中国大洋矿产资源研究开发协会在其制定的《国际海底区域研究开发“十五”计划》和《国际海底区域研究开发“十五”立项指南》中均将“钴结壳资源评价与研究”(DYl05-01)和“钴结壳采集模型机关键技术及装备研究”(DY105-03-02)确立为开发研究的重点项目。
由于我国海洋整体开发能力远远落后于国际水平,投入的资金相对有限,进行耗资巨大的实物模型试验的次数也十分有限,我们必须充分利用现代虚拟仿真技术,对深海资源开发技术的各种过程、关键设备进行虚拟设计,以提高深海资源开发技术研究的进度和效率,降低设备能耗,节约深海资源开发投资。
本论文就是在这种背景和形势下,从理论上对钴结壳深海采矿的螺旋滚筒式采矿头设计进行技术论证,寻求其参数设计较好的技术路线。
作者通过对采矿头运动特性的研究,建立了其截齿运动的运动学方程;然后根据深海开采钴结壳的特殊的工作条件,分析了滚筒式采矿头在设计过程中参数的选择依据,建立了采矿头平均能量消耗的数学模型。
最后作者按照能耗最小为目标,采用实值编码遗传算法优化,进行了钻结壳采矿头的参数优化设计,并且编制了专门优化采矿头参数的计算机程序,为优化和校验设计螺旋滚筒式采矿头提供了方便。
虽然本论文设计是专门针对大洋富钴结壳采集进行的,但其中的一些优化设计思想和方法(或稍做调整)仍然可以借鉴到其它海洋资源的开发和有关的切削头设计上。
因此,本论文不仅对开发大洋钴结壳等矿产资源具有十分重要的意义,同时它也为传统的螺旋滚筒式采矿头参数设计提供了一种新的设计方法和有力的手段。
2.学位论文陈宏海表温度(SST)遥感反演系统设计与实现2009海洋面积占地球表面面积的70%,海水的热容量很大,因此海洋与大气相互作用对天气和气候有着巨大的影响。
海表面温度(Sea Surface Temperature,即SST)是海洋的主要物理参数之一,在大气与海洋间热量、动量及水汽交换中扮演着重要的角色,它是决定海气相互作用及气候变动的重要因素。
遥感技术使大范围长期观测海表温度成为可能。
中国是海洋大国,拥有丰富的海洋资源,获取连续的海洋参数观测数据是研究海洋的必要前提,对于我国合理有效的开发海洋资源也有着深远的影响。
鉴于此背景,本文基于遥感和软件工程原理,利用计算机编程语言,在构建海表温度反演系统上做出尝试,旨在建立一套适用于我国海域的海表温度反演系统。
本论文分为六个部分:绪论:第一章研究内容与研究方案;第二章反演系统算法研究:第三章海表温度遥感反演系统;第四章系统反演结果与精度分析;第五章结论与展望。
以下简要概括本论文主要内容:绪论部分是基于海表温度反演研究的背景,介绍了遥感测量海表温度的技术概况,利用遥感技术测量海温可通过微波和红外两种途径。
对国内外红外遥感测量海表温度技术的发展进行了系统的阐述,海表温度反演较为成熟的应用有NOAAAVHRR和MODIS等系列产品。
目前在海表温度反演数据上仍存在一些问题有待进一步解决,包括:1、大多数反演数据采用全球反演算法,数据评价是以全球尺度作为标准,在针对局部海域的应用时,其精度往往难以满足要求;2、对于中国海域,国外的验证浮标布点太少,其算法精度对于中国海域的适应程度无法得到有效的验证:3、数据范围覆盖全球,但空间分辨率不高;4、数据一般以专用格式发布,不带图例、比例尺等地图辅助信息,不利于数据的应用。
这些问题是本文的切入点和需要解决的关键问题。
第一章研究内容和研究方案。
本文的研究内容包括:1、适用我国海域特点的海表温度算法研究;2、海表温度反演系统构架设计和实现;3、海表温度反演结果分析和精度验证。
研究方案:在充分分析系统需求的基础上,针对MODIS和NOAAAVHRR两种卫星数据,研究适用中国海域的海温反演算法,基于原型开发法,提出海温反演系统的设计方案,利用计算编程语言和GIS开发组件,实现系统各项功能。
选取中国东海作为反演系统研究区,采用卫星同步浮标数据和同类卫星产品对系统反演结果进行精度验证。
研究过程中的关键技术有:1、多通道海表温度反演技术;2、遥感数字图像处理技术;3、空间分析与制图技术:4、遥感反演精度分析方法。
第二章反演系统算法研究。
海表温度反演所涉及到的算法有:海表温度反演算法、反射与辐射定标算法、云检测算法、几何校正算法和海陆分离算法。
这些算法是反演系统的核心,其直接关系着反演结果的精度。
本文在国内外现有研究的基础上,综合考虑MODIS和NOAA AVHRR传感器的仪器性能,以及中国海域的特点,提出适用的算法模型以满足系统反演的精度要求。
其中:海表温度反演算法:MODIS采用JAXA/EORC提出的反演算法,NOAA AVHRR采用其官方发布的最新算法:反射与辐射定标算法采用了MODIS和NOAA AVHRR官方发布的算法与定标参数;云检测算法:MODIS综合了MODIS Cloud Mask Team和JAXA/EORC提出的算法,NOAA AHVRR采用直方统计法:几何校正借助卫星数据的地理参数信息,利用EVNI的ENVI_ REGISTER_DOIT函数完成数据处理;海陆分离是在查找表的基础上,通过逐个像元对比,建立海陆掩膜。
第三章海表温度遥感反演系统。
根据原型开发法和软件工程的原理,提出系统设计原则、系统逻辑结构、系统数据流程设计、系统功能模块设计和系统界面设计,利用软件开发技术编程实现系统的各项功能。
其中,系统设计应遵照:先进性、可靠性、扩展性和实用性的原则。
系统的逻辑结构采用三层体系结构:数据层、中间层和应用层。
系统数据流程分为:读取遥感数据、数据转换、辐射定标、云检测、海陆分离、SST反演、几何校正、GIS空间分析、制图和数据输出10个步骤。
系统在功能模块上划分为:数据输入模块、遥感数据转换模块、数据预处理模块、海表温度反演模块、二维可视化搽作模块、GIS分析与制图模块和数据输出模块。
系统在界而设计上包括了:菜单设计、显示窗口、对话框、进度条和图层管理等要素。
系统的功能实现是基于ENVI函数库和ArcGIS Engine开发组件,采用IDL和C#编程语言。
系统实现部分介绍了系统的界面开发和系统功能实现。
系统的界面开发主要介绍间分析与制图等功能的窗口设置与操作流程。
第四章系统反演结果与精度分析。
本文选取中国东海海域作为反演系统研究区,选择2007~2008年MODIS和NOAA AVHRR不同时段的连续观测数据进行海表温度反演。
在数据处理过程中,系统处理一幅MODIS数据的平均时间为2分钟,处理一幅NOAA AVHRR数据的平均时间为3分钟。
同时,系统表现出良好的稳定性,系统能够不间断处理至少100幅遥感数据,同时保证操作系统合理的资源占有率。
反演结果显示,系统反演结果符合研究区域海温分布状况。
此外,本文还采用卫星同步浮标数据和同类卫星产品对系统反演结果进行精度分析。
分析结果显示:两种卫星数据反演结果与同步浮标数据和同类卫星产品各项对比指标都控制在±2℃范围内。
其中,MODIS反演结果与浮标数据、NOAA- 17白天数据反演结果与浮标数据的各项对比指标都控制在±1℃范围内。
分析结果表明系统采用的反演算法精度可靠。
第五章结论与展望,对论文研究所得结论进行了总结和重申,并提出了不足及需要进一步改进的工作。
3.期刊论文王永红.沈焕庭论海洋资源开发技术和可持续发展-海洋开发与管理2001,18(1)随着陆地资源逐渐枯竭,海洋资源日益引起人们的重视.本文通过可持续发展理论和可持续发展的资源观,从海洋化学资源,海洋生物资源,海洋能源和动力资源,海洋空间资源分别论述了海洋资源在社会可持续发展中的重要作用,并分析了现代科学技术的飞速发展为开发海洋资源提供了极大的可能.但海洋资源并不是无限的,人们只有遵循自然和社会发展规律,合理的利用和开发海洋,保护海洋,才能实现社会的可持续发展.保护海洋就是保护我们的未来.4.会议论文周媛.陈先.梁忠旭.吴则华.汪杰固体浮力材料与深海开发技术2009固体浮力材料是深海探测和海洋资源开发不可或缺的一种材料,国内外长期以来对其进行研究和高度的关注。
本文介绍了当前国内外固体浮力材料的发展概况,对固体浮力材料的种类作了简要说明;并对固体浮力材料在深海开发技术中的多元化应用进行了介绍。
5.会议论文卢昌彩深度开发利用海洋资源加快培育海洋高新技术产业群2006海洋高新技术研究开始起步于20世纪60年代,海洋高新技术的研发,带动了海洋新兴产业群的不断扩展壮大.1996年海洋高新技术作为第八个领域列入国家高新技术研发计划("863"计划).到1998年,我国海洋高新技术产业产值500多亿元.目前,我国海洋高新技术产业的规模还不大.主要包括海洋油气勘探开发技术及其产业、海洋生物技术和海水养殖业、海洋监测技术及海洋仪器制造业、海水淡化和海水直接利用技术、海洋能开发技术、海洋信息技术等.本文论述了加快培育海洋高新技术产业群的重要性和必要性、加快培育海洋高新技术产业群的基础和条件、加快培育海洋高新技术产业群的思路及重点以及加快培育海洋高新技术产业群的对策措施。
6.学位论文包诠真我国海洋高新技术产业竞争力研究2009海洋,覆盖了地球表面积的70.8%。
众所周知,海洋中蕴藏着大量的生物、矿物、化学、动力等各种形式的资源。
例如,目前已发现的海洋生物大概有20多万种、探明的金属矿砂23.8亿吨、海底石油储量为1383亿吨、大洋锰结核总储量为3万亿吨,每年约生产1350亿吨有机碳、海洋中溴的储量约为700万亿吨、铀42万吨、氯化钠4亿亿吨(世界海盐的年产量为4千万吨);海洋潮汐能、波浪能的储量也非常大。