CN110487981A - 一种赤潮监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种赤潮监测系统及方法，包括浮空器、浮空器测控子系统、赤潮监测载荷子系统、监测数据处理子系统和吊舱，其中：浮空器包括浮空器测控设备，浮空器测控设备用于向浮空器测控子系统发送浮空器和赤潮监测载荷子系统的状态参数；吊舱设置在浮空器下方，用于承载赤潮监测载荷子系统；浮空器测控子系统，用于发送浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令到浮空器测控设备；赤潮监测载荷子系统，用于持续采集待监测区域的浮空器监测数据，并将浮空器监测数据发送到监测数据处理子系统；监测数据处理子系统，用于对待监测区域的浮空器监测数据进行分析，以对赤潮情况进行监测。本发明实施例提高了赤潮监测数据的完整性和实时性。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种赤潮监测系统及方法。
背景技术
赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象，已被列为世界三大近海污染问题之一，对生态环境和生产生活造成严重威胁。
现有的赤潮监测方法主要包括船载监测、浮标监测和卫星遥感监测等。其中，卫星遥感监测技术是一种比较理想的赤潮监测技术，通过卫星遥感获取的电磁波辐射信息反演海洋数据，快速确定赤潮发生的地点、面积、强度及迁移等动态变化消息，进而对赤潮进行监测。
然而，卫星遥感监测技术受到卫星轨道、重访周期、载荷种类、载荷分辨率等多种因素制约，监测数据的时间序列不够完整，导致数据的完整性和实时性无法得到保证，因此，现在亟需一种赤潮监测系统及方法来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种赤潮监测系统及方法。
第一方面，本发明实施例提供了一种赤潮监测系统，包括浮空器、浮空器测控子系统、赤潮监测载荷子系统、监测数据处理子系统和吊舱，其中：
所述浮空器包括浮空器测控设备，所述浮空器测控设备用于向所述浮空器测控子系统发送所述浮空器和所述赤潮监测载荷子系统的状态参数，并接收浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令；
所述吊舱设置在所述浮空器下方，用于承载所述赤潮监测载荷子系统；
所述浮空器测控子系统设置在地面位置，用于接收所述浮空器和所述赤潮监测载荷子系统的状态参数，以对所述浮空器与所述赤潮监测载荷子系统的状态进行监测，并发送浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令到所述浮空器测控设备；
所述赤潮监测载荷子系统设置在所述吊舱内，用于根据所述浮空器测控设备转发的所述赤潮监测载荷子系统控制指令，根据采样周期持续采集待监测区域的浮空器监测数据，并通过无线通信将所述浮空器监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述监测数据处理子系统设置在地面位置，用于对所述待监测区域的浮空器监测数据进行分析，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
进一步地，所述赤潮监测载荷子系统包括光谱成像设备、温湿压传感器、数据存储设备、数据传输设备和载荷管理设备，其中：
所述光谱成像设备，用于获取所述待监测区域的光谱数据；
所述温湿压传感器，用于获取所述待监测区域的温度信息、湿度信息和压力信息；
所述数据存储设备，用于存储所述待监测区域的光谱数据、温度信息、湿度信息和压力信息；
所述数据传输设备和所述监测数据处理子系统进行无线通信，用于将所述数据存储设备中存储的浮空器监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述载荷管理设备，用于接收所述浮空器测控设备转发的赤潮监测载荷子系统控制指令，并将所述赤潮监测载荷子系统的状态参数发送到所述浮空器测控设备。
进一步地，所述赤潮监测载荷子系统还包括数控转台、定位授时设备，其中：
所述数控转台，用于调整所述光谱成像设备的方位角和俯仰角；
所述定位授时设备，用于向所述赤潮监测载荷子系统中每个设备提供位置信息和时间信息。
进一步地，所述浮空器测控子系统包括浮空器状态监测单元和载荷状态监测单元，其中：
所述浮空器状态监测单元，用于对所述浮空器的状态进行监测，并将接收到的浮空器状态参数发送到所述监测数据处理子系统；
所述载荷状态监测单元，用于对所述赤潮监测载荷子系统的状态进行监测，并将接收到的赤潮监测载荷子系统状态参数发送到所述监测数据处理子系统。
进一步地，所述监测数据处理子系统包括第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元和第四处理单元，其中：
所述第一处理单元，用于对监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；
所述第二处理单元，用于通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；
所述第三处理单元，用于根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
进一步地，所述监测数据处理子系统还包括第四处理单元，用于根据所述赤潮灾情变化趋势信息生成相应的控制指令，以对所述浮空器和所述赤潮监测载荷子系统进行控制调整。
进一步地，在待监测区域内设置多个所述浮空器，每个所述浮空器的吊舱内设置有赤潮监测载荷子系统。
进一步地，还包括船载监测子系统和/或浮标监测子系统，其中：
所述船载监测子系统，用于通过船载监测方法，获取船载监测数据，并将所述船载监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述浮标监测子系统，用于通过浮标监测方法，获取浮标监测数据，并将所述浮标监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述监测数据处理子系统基于所述浮空器监测数据，融合所述船载监测数据和/或所述浮标监测数据进行分析，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于第一方面所述的赤潮监测系统的赤潮监测方法，包括：
获取待监测区域的监测数据；
对所述监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；
通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；
根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
进一步地，所述获取待监测区域的监测数据，包括：
获取所述待监测区域的浮空器监测数据、船载监测数据和浮标监测数据，以得到所述待监测区域的监测数据。
本发明实施例提供的一种赤潮监测系统及方法，通过在浮空器上设置装载有赤潮监测设备的赤潮监测载荷子系统，基于浮空器的持久驻空特点，周期性的对待监测区域进行持续监测，并通过无线传输的方式将监测数据实时发送到地面的监测数据处理子系统，从而提高赤潮监测数据的完整性和实时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的赤潮监测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的赤潮监测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，现有的赤潮监测方法主要包括船载监测技术、浮标监测技术和卫星遥感监测技术等。船载监测技术主要通过船载采样设备、温盐探仪、多参数水质测定仪、水下光谱测量仪及船上实验室等设备，获取赤潮监控海域与赤潮相关的海洋水文、气象、理化及生物要素的信息。浮标监测技术主要包括锚系浮标监测和漂流浮标监测，其中，锚系浮标监测将浮标固定在特征要素敏感的区域，对水上和水下多要素进行连续现场测量；漂流浮标监测通过浮标随洋流漂移，借助深度传感器调控深度进行自动浮沉，从而测量海面到水下的海水要素。卫星遥感监测技术是通过卫星遥感获取的电磁波辐射信息反演海洋数据，分析判定赤潮发生前的信号，快速确定赤潮发生地点、发生面积、强度及迁移等动态变化消息，预测赤潮的发生、发展和消亡。
然而，在现有的三种赤潮监测方法中，船载监测技术的监测区域有限，相对于赤潮爆发的大尺度来说，船载监测技术获取的监测信息难以窥其全貌，不利于掌握全局形势，做出系统性决策，且需要付出大量的时间与人力成本。浮标监测技术的监测区域较小，数据传输能力有限，且容易遭受人为破坏，监测数据的时间连续性和空间连续性均无法得到保证。卫星遥感监测虽然能够获得大尺度监测数据，但是发射监测卫星的部署周期长，成本高；利用已有卫星进行监测则要受到卫星轨道、重访周期、载荷种类和载荷分辨率等多种因素制约，导致数据的时间序列不够完整，实时性也无法得到保证。
由此可见，现有赤潮监测技术受到各种因素影响，难以进行实时且大尺度的连续监测，因此，本发明实施例提供了一种赤潮监测系统及方法，通过将搭载有赤潮监测载荷子系统(设置有光谱成像设备以及相关配套设备)的浮空器，发射到待监测区域上空预定高度范围，从而对待监测区域进行光谱成像以及赤潮相关数据监测，并将监测数据实时传输回地面的监测数据处理子系统，监测数据处理子系统对接收到的监测数据进行辐射定标、大气校正、光谱重建等预处理，再综合利用遥感分析方法(如多光谱指数法、叶绿素浓度法、海表温度法、生物光学法、双波段比值法、多波段差值比值法和水温水色法等方法)，检测赤潮水体与其他水体在水体光谱、叶绿素浓度、温度、海水反射率和离水辐射率等参数上的不同，从而快速判断赤潮发生的地点、面积以及强度等信息。由于浮空器平台具有持续驻空特性，本发明实施例提供的赤潮监测系统可以对待监测区域进行持续成像，形成监测数据的时间序列，进而比对分析得出赤潮的迁移和消长等信息。
图1为本发明实施例提供的赤潮监测系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种赤潮监测系统，包括浮空器101、浮空器测控子系统102、赤潮监测载荷子系统103、监测数据处理子系统104和吊舱105，其中：
所述浮空器101包括浮空器测控设备106，所述浮空器测控设备106用于向所述浮空器测控子系统102发送所述浮空器101和所述赤潮监测载荷子系统103的状态参数，并接收浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令；
所述吊舱105设置在所述浮空器101下方，用于承载所述赤潮监测载荷子系统103；
所述浮空器测控子系统102设置在地面位置，用于接收所述浮空器101和所述赤潮监测载荷子系统103的状态参数，以对所述浮空器101与所述赤潮监测载荷子系统103的状态进行监测，并发送浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令到所述浮空器测控设备106；
所述赤潮监测载荷子系统103设置在所述吊舱105内，用于根据所述浮空器测控设备106转发的所述赤潮监测载荷子系统控制指令，根据采样周期持续采集待监测区域的浮空器监测数据，并通过无线通信将所述浮空器监测数据发送到所述监测数据处理子系统104；
所述监测数据处理子系统104设置在地面位置，用于对所述待监测区域的浮空器监测数据进行分析，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
在本发明实施例中，根据赤潮爆发的随机性、大尺度以及周期长等特点，基于浮空器构建赤潮监测系统。浮空器是一种轻于空气的航空器，主要包括气球和飞艇两大类。气球是一种无动力的浮空器，又可分为自由气球和系留气球。飞艇则是一种有动力装置的浮空器，按结构特点可分为硬式飞艇、半硬式飞艇和软式飞艇。浮空器的优势主要包括：驻空时间长：系留气球等浮空器的驻空时间可以周计，满足对于同一区域的持续监测需求；覆盖范围广：浮空器的作业高度在几千米或者更高，覆盖范围可达数百千米，若形成组网，其覆盖范围则会进一步加大；搭载能力强：浮空器的负载能力可达数百公斤，可同时携带多种监测设备升空作业；机动性能好：可根据需要灵活部署发放和回收设备，从而对重点区域进行持续监测；部署周期短：与卫星所需的发射场所和运载装备，以及飞机所需的起降场地和复杂的勤务保障设施相比，浮空器对起降场地和收发设备的要求相对简单，部署周期短。
具体地，在本发明实施例中，浮空器101升至预设高度后，通过浮空器测控设备106，接收并转发来自地面的浮空器测控子系统102发送的浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令，并向浮空器测控子系统102发送浮空器101及赤潮监测载荷子系统103的状态参数，然后，浮空器测控子系统102分析浮空器101和赤潮监测载荷子系统103当前监测环境的工作情况和工作状态，将状态参数发送到监测数据处理子系统104，并根据分析结果生成新的控制指令，以对浮空器101和赤潮监测载荷子系统103进行控制调整，其中，浮空器控制指令用于对浮空器101的高度、监测范围以及监测周期等参数进行调整，从而对浮空器101进行控制；赤潮监测载荷子系统控制指令用于对赤潮监测子系统103中各个监控设备的监测参数进行调整控制，以对不同的待监测区域进行制定相应的监测方案。
进一步地，在本发明实施例中，赤潮监测载荷子系统103设置在吊舱105内，在接收到浮空器测控设备106转发的赤潮监测载荷子系统控制指令之后，对待监测区域进行赤潮监测，在本发明实施例中，通过在赤潮监测载荷子系统103中设置光谱成像设备，获取待监测区域的光谱数据，并通过无线通信的方式，将光谱数据发送到地面的监测数据处理子系统104，监测数据处理子系统104通过遥感分析方法，根据光谱数据，对待监测区域的水体进行分析，得到待监测区域的赤潮情况分析结果，从而对待监测区域的赤潮情况进行监测。
本发明实施例提供的一种赤潮监测系统，通过在浮空器上设置装载有赤潮监测设备的赤潮监测载荷子系统，基于浮空器的持久驻空特点，周期性的对待监测区域进行持续监测，并通过无线传输的方式将监测数据实时发送到地面的监测数据处理子系统，从而提高赤潮监测数据的完整性和实时性。
在上述实施例的基础上，所述赤潮监测载荷子系统103包括光谱成像设备、温湿压传感器、数据存储设备、数据传输设备和载荷管理设备，其中：
所述光谱成像设备，用于获取所述待监测区域的光谱数据；
所述温湿压传感器，用于获取所述待监测区域的温度信息、湿度信息和压力信息；
所述数据存储设备，用于存储所述待监测区域的光谱数据、温度信息、湿度信息和压力信息；
所述数据传输设备和所述监测数据处理子系统104进行无线通信，用于将所述数据存储设备中存储的浮空器监测数据发送到所述监测数据处理子系统104；
所述载荷管理设备，用于接收所述浮空器测控设备106转发的赤潮监测载荷子系统控制指令，并将所述赤潮监测载荷子系统103的状态参数发送到所述浮空器测控设备106。
在上述实施例的基础上，所述赤潮监测载荷子系统103还包括数控转台、定位授时设备，其中：
所述数控转台，用于调整所述光谱成像设备的方位角和俯仰角；
所述定位授时设备，用于向所述赤潮监测载荷子系统103中每个设备提供位置信息和时间信息。
优选地，在本发明实施例中，赤潮监测载荷子系统103包括有数控转台、光谱成像设备、温湿压传感器、定位授时设备、数据存储设备、数据传输设备和载荷管理设备等。其中，数控转台可以进行方位角和俯仰角调整，将光谱成像设备安装在数控转台上，用于提高光谱成像设备的姿态稳定度，实现大范围监测成像；光谱成像设备获取监测区域的光谱数据，采集到的光谱数据可以反映待监测区域的海洋水色、浮游植物、生物地理以及地表温度等特性；温湿压传感器用于采集待监测区域的温度、湿度和压力等信息；定位授时设备用于向赤潮监测载荷子系统103中其他设备提供浮空器101的当前位置和时间信息；数据存储设备将光谱成像设备和温湿压传感器生成的监测数据进行存储，优选地，在本发明实施例中，数据存储设备还可以对光谱成像设备生成的监测数据进行压缩存储；数据传输设备与地面的监测数据处理子系统104进行无线通信，从而将数据存储设备中存储的监测数据发送到监测数据处理子系统104；载荷管理设备用于接收浮空器测控设备106转发的控制指令，并将控制指令并分发给赤潮监测载荷子系统103中对应的设备，另外，载荷管理设备还收集赤潮监测载荷子系统103中每个设备的状态参数，并将每个设备的状态参数发送到浮空器测控设备106。
在上述实施例的基础上，所述浮空器测控子系统102包括浮空器状态监测单元和载荷状态监测单元，其中：
所述浮空器状态监测单元，用于对所述浮空器的状态进行监测，并将接收到的浮空器状态参数发送到所述监测数据处理子系统；
所述载荷状态监测单元，用于对所述赤潮监测载荷子系统的状态进行监测，并将接收到的赤潮监测载荷子系统状态参数发送到所述监测数据处理子系统。
在本发明实施例中，浮空器测控子系统102向浮空器测控设备106发送浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令，并接收浮空器测控设备106发送的浮空器状态参数和赤潮监测载荷子系统状态参数。具体地，在本发明实施例中，浮空器状态监测单元对浮空器101的工作情况和健康状态进行实时监控判断，以供浮空器测控子系统102根据判断结果生成相应的浮空器控制指令；载荷状态监测单元对赤潮监测载荷子系统的工作情况和健康状态进行监控判断，并将浮空器状态参数和赤潮监测载荷子系统状态参数发送到监测数据处理子系统104，以供监测数据处理子系统104根据状态参数生成相应的赤潮监测载荷子系统控制指令。
在上述实施例的基础上，所述监测数据处理子系统包括第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元和第四处理单元，其中：
所述第一处理单元，用于对监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；
所述第二处理单元，用于通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；
所述第三处理单元，用于根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
在本发明实施例中，监测数据处理子系统104通过监测数据接收天线，接收赤潮监测载荷子系统103发送的监测数据，需要说明的是，监测数据除了光谱成像数据以外，还包括其他监测数据和辅助数据，例如温度数据、大气压力数据和湿度数据等，优选地，还包括船载监测数据和/或浮标监测数据等。在本发明实施例中，监测数据处理子系统104包括第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元和第四处理单。首先，第一处理单元对监测数据进行预处理，预处理包括辐射定标、大气校正和光谱重建等，从而得到预处理后的监测数据；然后，第二处理单元通过遥感分析方法，根据预处理后的监测数据，对待监测区域的水体光谱、叶绿素浓度、温度、海水反射率和离水辐射率等参数进行分析，得到待监测区域的赤潮灾情信息；在得到待监测区域的赤潮灾情信息之后，第三处理单元根据监测数据的采集周期生成相应的赤潮监测时间序列，基于赤潮监测时间序列，根据赤潮灾情信息判断得到赤潮灾情的迁移以及消长等变化趋势，从而对待监测区域的赤潮情况进行监测。
在上述实施例的基础上，所述监测数据处理子系统104还包括第四处理单元，用于根据所述赤潮灾情变化趋势信息生成相应的控制指令，以对所述浮空器101和所述赤潮监测载荷子系统103进行控制调整。
在本发明实施例中，在得到赤潮灾情变化趋势信息之后，第四处理单元根据赤潮灾情变化趋势以及灾情监测需要，生成相应的控制指令，并通过浮空器测控子系统102将该控制指令发送到浮空器101和赤潮监测载荷子系统103，从而对浮空器101和赤潮监测载荷子系统103进行控制调整。
在上述实施例的基础上，在待监测区域内设置多个所述浮空器101，每个所述浮空器101的吊舱105内设置有赤潮监测载荷子系统103。
在本发明实施例中，在待监测区域内可部署多个浮空器101，并在每个浮空器101上均设置赤潮监测载荷子系统103，从而扩大赤潮监测范围，由于多个浮空器101对待监测区域进行重叠监测，使得获取的监测数据更为完整。
在上述实施例的基础上，还包括船载监测子系统和/或浮标监测子系统，其中：
所述船载监测子系统，用于通过船载监测方法，获取船载监测数据，并将所述船载监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述浮标监测子系统，用于通过浮标监测方法，获取浮标监测数据，并将所述浮标监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述监测数据处理子系统基于所述浮空器监测数据，融合所述船载监测数据和/或所述浮标监测数据进行分析，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
在本发明实施例中，在赤潮监测系统中还设置有船载监测子系统和/或浮标监测子系统，基于上述实施例得到的浮空器监测数据，结合船载监测数据和/或浮标监测数据，对待监测区域的赤潮情况进行监测，从而得到更加准确的监测结果。
图2为本发明实施例提供的赤潮监测方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例提供了一种赤潮监测方法，包括：
步骤201，获取待监测区域的监测数据。
在本发明实施例中，浮空器测控子系统发送浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令到浮空器内的浮空器测控设备，以使得浮空器根据浮空器控制指令调整工作模式与工作参数；同时，赤潮监测载荷子系统的载荷控制设备接收到浮空器测控设备转发的赤潮监测载荷子系统控制指令之后，载荷控制设备将该控制指令再分发给各个监测相关设备，以使得赤潮监测载荷子系统对数控转台、光谱成像设备、温湿压传感器、数据存储设备、数据传输设备等设备的工作模式与工作参数进行设置调整，例如，调整数控转台俯仰角与方位角、光谱成像设备采样周期、温湿压传感器采样周期、数据压缩比、数据传输速率等。通过对浮空器的工作状态以及赤潮监测载荷子系统的监测状态进行设置，从而获取到待监测区域赤潮情况的浮空器监测数据，并将浮空器监测数据发送到地面的监测数据处理子系统。优选地，在本发明实施例中，还可以将待监测区域的船载监测数据和浮标监测数据，结合浮空器监测数据，一并作为待监测区域的监测数据对赤潮监测进行分析。从而得到更加准确的监测结果。
步骤202，对所述监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；
步骤203，通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；
步骤204，根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
在本发明实施例中，首先对获取到的监测数据进行预处理，预处理包括辐射定标、大气校正和光谱重建等，从而得到预处理后的监测数据；然后，通过遥感分析方法，根据预处理后的监测数据，对待监测区域的水体光谱、叶绿素浓度、温度、海水反射率和离水辐射率等参数进行分析，得到待监测区域的赤潮灾情信息；在得到待监测区域的赤潮灾情信息之后，再根据监测数据的采集周期生成相应的赤潮监测时间序列；基于赤潮监测时间序列，根据赤潮灾情信息判断得到赤潮灾情的迁移以及消长等变化趋势，从而对待监测区域的赤潮情况进行监测。优选地，在本发明实施例中，监测数据处理子系统可根据赤潮灾情变化趋势，动态调整浮空器及赤潮监测子载荷系统的工作模式与工作状态，并将相应的调整控制指令发送至浮空器测控子系统，由浮空器测控子系统将该调整控制指令发送到浮空器和赤潮监测子载荷系统，从而持续进行动态赤潮监测。
本发明实施例提供的一种赤潮监测方法，通过在浮空器上设置装载有赤潮监测设备的赤潮监测载荷子系统，基于浮空器的持久驻空特点，周期性的对待监测区域进行持续监测，并通过无线传输的方式将监测数据实时发送到地面的监测数据处理子系统，从而提高赤潮监测数据的完整性和实时性。
在上述实施例的基础上，所述获取待监测区域的监测数据，包括：
获取所述待监测区域的浮空器监测数据、船载监测数据和浮标监测数据，以得到所述待监测区域的监测数据。
图3为本发明实施例提供的电子设备结构示意图，参照图3，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)302、存储器(memory)303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行如下方法：获取待监测区域的监测数据；对所述监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
此外，上述的存储器303中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的赤潮监测方法，例如包括：获取待监测区域的监测数据；对所述监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种赤潮监测系统，其特征在于，包括浮空器、浮空器测控子系统、赤潮监测载荷子系统、监测数据处理子系统和吊舱，其中：
所述浮空器包括浮空器测控设备，所述浮空器测控设备用于向所述浮空器测控子系统发送所述浮空器和所述赤潮监测载荷子系统的状态参数，并接收浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令；
所述吊舱设置在所述浮空器下方，用于承载所述赤潮监测载荷子系统；
所述浮空器测控子系统设置在地面位置，用于接收所述浮空器和所述赤潮监测载荷子系统的状态参数，以对所述浮空器与所述赤潮监测载荷子系统的状态进行监测，并发送浮空器控制指令和赤潮监测载荷子系统控制指令到所述浮空器测控设备；
所述赤潮监测载荷子系统设置在所述吊舱内，用于根据所述浮空器测控设备转发的所述赤潮监测载荷子系统控制指令，根据采样周期持续采集待监测区域的浮空器监测数据，并通过无线通信将所述浮空器监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述监测数据处理子系统设置在地面位置，用于对所述待监测区域的浮空器监测数据进行分析，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
2.根据权利要求1所述的赤潮监测系统，其特征在于，所述赤潮监测载荷子系统包括光谱成像设备、温湿压传感器、数据存储设备、数据传输设备和载荷管理设备，其中：
所述光谱成像设备，用于获取所述待监测区域的光谱数据；
所述温湿压传感器，用于获取所述待监测区域的温度信息、湿度信息和压力信息；
所述数据存储设备，用于存储所述待监测区域的光谱数据、温度信息、湿度信息和压力信息；
所述数据传输设备和所述监测数据处理子系统进行无线通信，用于将所述数据存储设备中存储的浮空器监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述载荷管理设备，用于接收所述浮空器测控设备转发的赤潮监测载荷子系统控制指令，并将所述赤潮监测载荷子系统的状态参数发送到所述浮空器测控设备。
3.根据权利要求2所述的赤潮监测系统，其特征在于，所述赤潮监测载荷子系统还包括数控转台、定位授时设备，其中：
所述数控转台，用于调整所述光谱成像设备的方位角和俯仰角；
所述定位授时设备，用于向所述赤潮监测载荷子系统中每个设备提供位置信息和时间信息。
4.根据权利要求1所述的赤潮监测系统，其特征在于，所述浮空器测控子系统包括浮空器状态监测单元和载荷状态监测单元，其中：
所述浮空器状态监测单元，用于对所述浮空器的状态进行监测，并将接收到的浮空器状态参数发送到所述监测数据处理子系统；
所述载荷状态监测单元，用于对所述赤潮监测载荷子系统的状态进行监测，并将接收到的赤潮监测载荷子系统状态参数发送到所述监测数据处理子系统。
5.根据权利要求1所述的赤潮监测系统，其特征在于，所述监测数据处理子系统包括第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元和第四处理单元，其中：
所述第一处理单元，用于对监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；
所述第二处理单元，用于通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；
所述第三处理单元，用于根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
6.根据权利要求5所述的赤潮监测系统，其特征在于，所述监测数据处理子系统还包括第四处理单元，用于根据所述赤潮灾情变化趋势信息生成相应的控制指令，以对所述浮空器和所述赤潮监测载荷子系统进行控制调整。
7.根据权利要求1所述的赤潮监测系统，其特征在于，在待监测区域内设置多个所述浮空器，每个所述浮空器的吊舱内设置有赤潮监测载荷子系统。
8.根据权利要求1所述的赤潮监测系统，其特征在于，还包括船载监测子系统和/或浮标监测子系统，其中：
所述船载监测子系统，用于通过船载监测方法，获取船载监测数据，并将所述船载监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述浮标监测子系统，用于通过浮标监测方法，获取浮标监测数据，并将所述浮标监测数据发送到所述监测数据处理子系统；
所述监测数据处理子系统基于所述浮空器监测数据，融合所述船载监测数据和/或所述浮标监测数据进行分析，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
9.一种基于权利要求1至8任一所述赤潮监测系统的赤潮监测方法，包括：
获取待监测区域的监测数据；
对所述监测数据进行预处理，得到预处理后的监测数据；
通过遥感分析方法，对预处理后的监测数据进行分析，以得到赤潮灾情信息；
根据赤潮监测的采集周期生成赤潮监测时间序列，并根据所述赤潮监测时间序列，对所述赤潮灾情信息进行分析判断，获取赤潮灾情变化趋势信息，以对所述待监测区域的赤潮情况进行监测。
10.根据权利要求9所述的赤潮监测方法，其特征在于，所述获取待监测区域的监测数据，包括：
获取所述待监测区域的浮空器监测数据、船载监测数据和浮标监测数据，以得到所述待监测区域的监测数据。
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