下载文档原格式
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.11.023无人机技术在海冰灾害监测中的应用①王主玉(辽宁省自然资源事务服务中心 辽宁沈阳 110001)摘 要：在发展的新时期，一些新的技术得到了研发应用，无人机技术就是在新时代研发的一项新技术，其可以根据无线远程信号进行控制，实现对目标区域数据的获取。
目前这一技术经常被用于地质灾害检测，通过对目标区域进行监测，对获取的相关数据进行分析，实现对灾害的监测和预防。
本文主要探索无人机技术在海冰灾害监测中的应用，分析如何实现对海冰灾害的监测和防范。
关键词：无人机技术 海冰灾害 监测 应用中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)04(b)-0023-02我国地质灾害发生的频率是比较高的，而无人机技术的应用，不论是对地质灾害的监测，还是辅助地质灾害救援以及灾情的勘察都具有积极的作用。
特别是在近几年的地质灾害中，无人机技术起到了非常重要的作用。
本文探索的是无人机技术在海冰灾害监测中的应用，能够利用无人机技术，对海洋上漂浮的冰块以及冰山进行实时监测，对灾害进行监测和防御。
1 无人机技术无人机，通俗来讲，就是没有人开的飞机，利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操作。
不论是在地面还是舰艇，相关的控制人员都可以通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位以及遥控和遥测，实现数据的传输。
无人机技术具有无人机技术测绘，数据处理的特点。
随着经济的发展，无人机技术也在不断地完善和进步，结合更多的先进技术实现自主控制，被用来勘察监视、骗敌诱饵，还具有攻击、射击的作用等，本文主要探讨的是对海冰灾害的监测作用。
首先是利用其测绘的功能，在无人机上安装相机等一些传感设备，对目标区域进行高精度的测绘。
其具有明显的航测遥感优势，可以小面积地低空飞行，灵活，快速的处理数据，可以获取小面积、高分辨率的影像。
然后是具有测绘数据处理的特点，具有精准的空间分辨率，较强的时效性。
《海冰电性能研究及其在极地冰雪监测中的应用》篇一一、引言海冰是极地海洋生态系统的重要组成成分，它对极地生态系统的稳定性以及全球气候变化具有重要的影响。
而海冰的电性能，作为其物理性质的一部分，近年来受到了广泛的关注。
本文将详细介绍海冰电性能的研究现状及其在极地冰雪监测中的应用。
二、海冰电性能研究1. 海冰电性能的定义与特性海冰电性能是指海冰在电场作用下的导电、介电和静电等性能。
这些电性能的差异与海冰的成分、结构、温度、盐度等物理化学性质密切相关。
研究表明，海冰的电性能对于理解海冰的形成、生长、融化和演化过程具有重要的价值。
2. 海冰电性能的研究方法目前，研究海冰电性能的方法主要包括实验室模拟实验和现场观测。
实验室模拟实验可以通过控制环境因素，如温度、盐度、压力等，来模拟不同条件下的海冰电性能。
而现场观测则可以通过测量海冰在不同环境条件下的电导率、介电常数等参数，来研究海冰的电性能。
三、海冰电性能在极地冰雪监测中的应用1. 极地冰雪监测的重要性极地冰雪监测是研究全球气候变化、海洋生态系统和极地环境的重要手段。
通过对极地冰雪的监测，可以了解冰雪的分布、厚度、变化趋势等信息，为全球气候变化的研究提供重要的数据支持。
2. 海冰电性能在极地冰雪监测中的应用海冰的电性能可以反映其物理化学性质的变化，因此可以通过测量海冰的电性能来了解其形成、生长、融化和演化的过程。
在极地冰雪监测中，可以通过测量海冰的电导率、介电常数等参数，来推断海冰的厚度、成分和结构等信息。
此外，海冰的电性能还可以用于监测极地冰雪的动态变化，如冰雪的融化速度、冰雪之间的相互作用等。
四、实例分析：海冰电性能在极地冰雪监测中的实际应用以某次极地考察为例，考察队通过测量海冰的电导率和介电常数等参数，推断了海冰的厚度和成分。
同时，他们还利用这些数据分析了海冰的生长和融化过程，以及冰雪之间的相互作用。
这些数据为极地生态环境的研究提供了重要的依据，同时也为全球气候变化的研究提供了宝贵的资料。
收稿日期:2005-09-21;修订日期:2006-03-27基金项目:国家自然科学基金(90202014)和973项目(2001CB309404)资助。
作者简介:曹梅盛(1937-),男,研究员,主要从事冰冻圈遥感研究。
遥感技术监测海冰密集度曹梅盛,晋 锐(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州 730000)摘要:概要评述可见近红外、主/被动微波遥感技术监测海冰密集度的基本原理、算法及其优缺点。
着重介绍和讨论被动微波传感器SM MR 和SM M /I 遥感图像混合像元内海冰总密集度,一年海冰及多年海冰密集度的NASA 算法及其天气滤波器。
关 键 词:海冰密集度;遥感;NASA 算法;一年海冰;多年海冰中图分类号:TP 79 文献标识码:A 文章编号:1004-0323(2006)03-0259-061 引 言海冰密集度系指海区内海冰面积所占百分比数。
它是影响地球两极海洋与大气水热交换强度及涉及船舶安全航运的重要因素;是许多海洋和大气环流模式,包括全球大气环流模式GCM 的输入参数之一;也是全球尤其两极地区长时间尺度气温变化的指示器。
但20世纪60年代前,主要依靠过境船舶的目视或摄影测量获取海冰密集度。
不但数量稀少、准确性差、观测的区域有限,而且也无法实施大范围的同步监测,无法满足许多部门的实用需求。
遥感技术的发展为准确监测全球海冰密集度开创了前所未有的机遇,提供了一个极其有效的高技术监测工具。
现代遥感技术不但能提供海区内海冰总密集度的分布,还能分别监测一年与多年海冰的密集度分布。
本文试图简要评述可见近红外及主/被动微波遥感,尤其被动微波遥感近20年来监测海冰密集度的原理、主要算法、监测准确性以及重要监测结果。
2 可见近红外遥感各类海冰的可见近红外实测反射波谱表明,随冰型、冰面粗糙度及污化状况的不同,海冰在0.4～0.7 m 可见光区反照率约为0.3～0.6,远高过反照率<0.1的海水。
海冰遥感监测技术研究第一章：引言海冰是指在海洋上形成的结冰层，是海洋的一个重要组成部分。
全球气候变化加剧，气温上升导致海冰面积减少，特别是北极地区，海冰稳定性大幅下降，这对气候变化可能产生很大的影响。
针对这个问题，科学家们一直在通过多种方法探测海冰的变化情况，其中遥感技术是一种非常有效的方法。
本文将对海冰遥感监测技术进行介绍和分析。
第二章：遥感监测技术简介遥感监测技术是通过利用飞机、卫星、无人机等远距离传感器设备采集特定数据来获取目标物体地理信息的技术。
利用遥感技术，科学家们可以测量海冰面积、厚度、形状、密度等参数，并将这些数据用于研究海洋和大气的相互作用和气候变化的影响。
遥感技术的优点是其高效性和非侵入性，因此可以最大程度地减少野外工作，节省人力物力成本的同时，保护环境。
第三章：海冰遥感监测技术的种类1.微波遥感微波遥感技术是通过卫星或飞机上的微波雷达，利用微波通过云层到达地面和反弹，测量反射或吸收的微波信息来检测海冰的位置和特性。
微波遥感可以在各种天气条件下进行，但其精度和分辨率较低。
此外，由于微波的穿透力不是很强，所以仅能探测到海冰的表面和一些厚度较低的海冰。
2.雷达遥感雷达遥感技术是通过卫星或飞机上的雷达设备，通过测得的雷达信号来分析海冰密度和形状。
该技术比微波遥感更准确，可以在更大的范围内测量海冰，但对于较厚的海冰，有时需要更高的频率探测来获得更高的分辨率。
3.激光遥感激光遥感技术是通过在卫星或飞机上安装激光测距仪来测量和记录海冰的高程和形状。
该技术具有高精度和高分辨率的优点，但受天气和太阳光等因素影响较大，仅限于白天和晴朗的天气中进行。
4.红外遥感红外遥感技术是通过在卫星或飞机上安装红外传感器来收集数据，通过分析传感器收集的海冰表面温度的变化确定海冰的位置和厚度。
该技术对于白天和晚上都可以进行，并且在雾和云层覆盖的情况下仍然有效，但在冬季和夏季的光照条件下会有局限。
第四章：海冰遥感监测技术的应用1.海洋渔业利用遥感技术监测海冰可以提供有关渔业资源的重要信息，包括海洋中所有的生物、营养和生态系统的变化。
海冰海表盐度
摘要：
1.海冰的定义和形成
2.海表盐度的定义和测量方法
3.海冰对海表盐度的影响
4.海表盐度对海冰的影响
5.我国海冰和海表盐度的分布特点
正文：
海冰是指在海洋中形成的冰，通常在寒冷的冬季形成，并在温暖的夏季融化。
海冰的形成与海洋表层的温度有关，当海水温度下降到冰点以下时，海水中的盐分会被冻结，形成海冰。
海表盐度是指海水表面的盐度，通常用百分比表示。
海表盐度的测量方法有多种，其中最常见的是使用盐度计进行测量。
盐度计可以精确地测量海水中的盐分含量，从而得出海表盐度的值。
海冰对海表盐度的影响主要体现在两个方面。
一方面，海冰的形成会降低海表盐度。
当海水中的盐分被冻结成海冰时，海表盐度会相应降低。
另一方面，海冰的融化会提高海表盐度。
当海冰融化时，其中的盐分会重新溶解在海水中，从而提高海表盐度。
海表盐度对海冰的影响主要体现在海冰的形成和融化过程中。
当海表盐度较高时，海水的冰点会降低，使得海冰更容易形成。
相反，当海表盐度较低时，海水的冰点会升高，使得海冰更难形成。
我国海冰和海表盐度的分布特点主要受到地理位置和气候的影响。
在我国，海冰主要分布在北部沿海地区，尤其是在冬季，海冰覆盖面积较大。
海表盐度则主要分布在东部沿海地区，由于东部沿海地区的气候较为湿润，海表盐度相对较低。
而在西部沿海地区，由于气候较为干燥，海表盐度相对较高。
总的来说，海冰和海表盐度之间存在着相互影响的关系。
前沿J3F R ONT I E R 极地海冰浮标观测技术陈超孪丙瑞席颖窦银科蓝水盛罗光富极区多尺度气-冰-海相互作用是全球气候系统变化的热点和难点之一,利用海冰浮标.连续自动获取冰面气象，海冰以及冰下上层海洋的环境数据，是开展气-冰-海相互作用研究的最关键手段北极是影响我国天气气候的关键区域之一，冬季极 地冷空气南下是造成欧亚大陆阶段性强降温和强降雪 的主要原因之一。
认识北极变化对欧亚冬季极端天气气候事件的影响，首先就需要了解北极海-冰-气系统本身的影响，而目前开展极地海-冰-气的研究的主要手段为在极地设立观测站，通过飞机或船舶在冰区内部 署营地，布放无人冰站等，相比于其他手段，无人冰站是 一种能够长期原位观测的手段，同时因其相对经济性，使得大范围的布放成为了可能。
依托于布放在接岸固 定冰面或漂流浮冰上的海冰浮标，既可以实现对冰上 气象环境数据和冰下温盐流等数据的长期自动获取，又 可以监测海冰自身的热力和动力过程。
得益于此，近年 来极地海冰浮标的观测结果已经被相关的研究学者广 泛采用。
极地海冰浮标研究现状国际极地海冰浮标研究现状美国国家科学院于1974年提出在整个北冰洋区陈超，硕士研究生；李丙瑞，研究员；席颖，研究员；蓝木盛，硕士 研究生;罗光富，硕十研究生:中国极地研究中心，上海200136,::窦银科：教授，太原理工大学，太原030024:Chen Chao, Master Degree Candidate; Li Bingrui, Professor; Xi Ying, Professor; Lan Mushen, Master Degree Candidate; Luo Guangfu, Master Degree Candidate: Polar Research Institute of China, Shanghai 200136. Dou Yinke: Professor, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024.域建立监测网络的提议，通过浮标进行监测海平面的温度、气压以及海冰的漂移轨迹m，因此根据该建议，1978年北极海洋浮标计划在华盛顿大学应用物理实验 室极地科学中心成立，并用于支持全球天气实验，该计 划持续到1990年。
海洋水文观测：海冰观测要素及观测项目介绍海冰是海洋中一切冰的总称，它包括由海水冻结而成咸水冰以及由江河入海带来的淡水冰，也包括极地大陆冰川或山谷冰川崩裂滑落海中的浮冰和冰山。
海冰观测的要素包括：浮冰观测、固定冰观测和冰山观测。
检测具有国家认可的测绘资质，拥有多名专业级海洋测绘高级工程师、注册测绘师。
我们将利用自身专业的技术、丰富的经验和完善的表示。
记录时取整数。
观测时环视整个海面，估计浮冰分布面积占整个能见海域面积的成数。
海面无冰时，记录栏空白；浮冰分布面积占整个能见海域面积不足半成时，冰量记“0”；占半成以上，不足一成半时，冰量记“1”，余类推。
整个能见海面布满浮冰时，冰量记“10”，有缝隙时记“10-”。
海面能见度小于或等于1 km时，不进行冰量观测，记录栏记横杠“-”。
2、密集度观测密集度为浮冰覆盖面积与浮冰分布面积的比值。
密集度观测和记录方法与冰量相同。
海面无冰时，密集度栏空白；冰量为“0”时，密集度记“0”。
当浮冰分布的海域内有超过其面积一成以上的完整无冰水域时，此水域不能算作浮冰分布海域。
当海面上有两个或两个以上浮冰分布区域时，应分别进行观测，取平均值作为密集度。
3、冰型观测冰型是根据海冰的生成原因和发展过程而划分的海冰类型。
观测时环视整个能见海面，根据要求判断其所属类型，用符号记录。
当海面上同时存在多种冰型时，按量多少依次记录；量相同时，按厚度大小的顺序记录。
每次观测最多记五种。
当海冰距离观测点很远，无法判定冰型时，冰型栏记横杠“-”。
4、冰表面特征观测冰表面特征是指浮冰在动力或热力作用下所呈现的外貌。
观测时环视整个能见海面，按要求判断其所属种类，用符号记录。
b）当同时存在两种或两种以上冰表面特征时，按其数量多少依次记录﹔量相同时，按要求所列顺序记录。
每次观测最多记三种。
海冰观测：固定冰观测1、冰型观测固定冰冰型是依冰的生成和形态等划分的固定冰类型。
观测时环视整个能见海面，按要求判定其所属类型，用符号记录。
监测海冰的主要方法
许林之2009年04月03日11:24
目前监测海冰有“目测法”、“器测法”和“遥测法”3种方法。
目测法是海冰监测传统的基本观测方法。
这种方法是根据海冰观测规范规定，依靠观测员的眼睛和经验进行观测，
如冰量、流冰密集度，流冰冰状、固定冰状等。
目测法所观测的内容，目前还不能用其他观
测方法完全代替，并且目测结果还是遥测法观测结果的分析依据，所以目测法继续沿用。
器测法是同日测法相结合的方法。
这种方法是借助工具和仪器，依靠观测员的操作和读数据，如冰厚、冰温、冰密度，堆集高度等。
这些数据是遥测法观测结果进行量值定标处理
的依据，所以器测法是海冰监测的重要方法。
遥测法是应用现代科学技术建立的先进方法。
这种方法可以完全依赖仪器本身进行观测，如
利用卫星能及时、同步、大范围观测海冰。
彩色海冰卫星图片则能直观地一目了然地展示海
冰的分布情况。
但是对冰厚、冰温等要素的观测，目前远不如器测法准确。
实施海冰的监测主要通过设立沿岸固定观测站，临时观测站和雷达站及冰情巡视小分队进行观测；海上建立观测平台，使用破冰船和潜水艇进行观测；空中飞机和天上的卫星构成
立体监测系统。
所用仪器繁多，简单的有冰尺、冰钻、棒状温度表、遥测温度仪等；高技术
的有声纳、雷达、辐射计、激光剖面仪、立体摄影仪等。
在同类仪器中又有好多种，如雷达
中有莹光屏雷达、合成孔径图象雷达等；辐射计中有可见光与红外辐射计、扫描式多通道微
波辐射计等。
我国研制成的红外辐射计和微波辐射计已应用于海冰监测工作。
中国海洋学会
海冰的监测简介
1．岸滨观测
岸滨海冰观测主要是在海洋站进行观测，是常规性的，每天在08、14时进行。
目前，观测方法、内容比较系统（包括海冰的抗压强度观测）。
实时资料迅速传到海冰预报部门。
设在鲅鱼圈的雷达海冰观测是岸滨观测的重要手段。
目前所观测的结果进行数字化处理和绘制成冰情图。
2．飞机目测和航空遥感观测
飞机海冰观测仍用目测，尚不能完全用其他手段代替。
海冰航空遥感观测所用传感器均为国产，主要有彩红外照相机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪、机载10cm和21cm微波辐射计、机载8mm成像微波辐射计和航空红外测温仪等。
3．破冰船观测
海洋站的海冰观测项目大部分都在破冰船上进行。
此外，有冰脊和流冰观测，冰密度测定和冰盐度分析以及海冰的力学性质测试等。
4．卫星海冰图像的接收和处理
地面站接收美国NOAA极轨卫星海冰图像和处理已达到自动化程度。
将地面站接收的信号输入微机系统由专门软件直接处理为彩色海冰图像，通过绘图机可将海冰类型（厚度分型）、密集度、冰边缘线位置、流冰等绘制成冰情图。
卫星遥感海冰监测技术研究
∙关键词：海冰卫星遥感监测
∙所属年份：2001
∙成果类型：应用技术
∙所处阶段：初期阶段
∙成果体现形式：新技术
∙知识产权形式：
∙项目合作方式：其他
∙成果完成单位：国家海洋环境预报中心
成果摘要：
该课题完成了增加的两个冬季冰上试验，获取了冰厚、冰温、冰形态等特征数据及冰面
光谱曲线，获得海冰特征数字图像；在多源海冰遥感信息获取方面实时接收处理了97-99年冬季辽冬湾海冰图像；建立并检验了由NOAA卫星的反照率提取冰厚的模型，利用该模型得到了97-99年冬季辽冬湾海冰图像和冰厚度、密集度、温度分布场及海冰外缘线；GMS 卫星可见光通道原分辨率数据的应用，大大提高了气象卫星遥感资料利用率。
该课题对海冰信息的目视判读和分类有很大帮助，并且很大程度上保留了原始多光谱影像的光谱特征，其中的小波分析方法效果最好，具有较好的应用前景。
CCD在辽东湾冰区中监测海冰的应用研究
渤海是我国最大的内海,每年冬季都发生不同程度的冰情.该海域中的辽东湾是我国最北部
的结冰区,是渤海海冰的发源地.在该海湾冰区石油平台油船外输作业中,由于流冰连续不断地漂移、聚集形成堆积冰,给冰区中的油船外输作业安全带来严重危害.本文介绍了国内首次利用CCD技术,在冰区石油平台上,现场采用远程图像传输监测技术系统,进行海冰图像数值化处理,得到流冰类型、流冰密集度、流冰速度和方向等要素.同时现场实时计算出海冰漂流场矢量图,并开展了海冰数值跟踪预报,在冰区油船外输作业中得到很好应用.为CCD技术在海洋监测预报技术和环境工程的应用提供科学依据.
环渤海地区可利用海冰资源极为丰富。
据相关科研人员介绍，由于大陆河川大量淡水注入，渤海海水中的盐度是中国近海中最低的，加之海湾的地形较为闭塞，海水交流性较弱，渤海因而成为世界上纬度最低的结冰地区。
每年冬季，在欧亚大陆冬季风及寒潮的作用下，海水会出现冻结，形成海冰。
渤海海冰分为固定冰和流冰两大类，它们是由平整冰、重叠冰、堆集冰、冰脊和冰丘等组成。
一般情况下，平整冰的厚度约为20厘米至30厘米。
渤海海冰主要从西部和西北部海域生成，在海面风和潮流的作用下不断向东南漂移，形成渤海独特的海冰资源输运特点。
每年的11月中下旬到翌年的3月下旬是渤海的结冰期，平均冰期约为120天左右。
其中辽东湾冰期最长，大约140多天。
科研人员据此测算，环渤海地区储存的海冰正常年份平均可开采量100亿立方米(淡水转化率为90%)，而这还只是一次性资源的利用。
相关研究表明，海冰经开采后还会再生长，如果按年平均生长4次至5次计算，其可利用资源量更加可观。
这对于经济发达、人口众多，而又严重缺水的环渤海地区来说，其作用和影响可想而知。
