CN115574869A - 一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统 - Google Patents

一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统 Download PDF

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CN115574869A CN202211442285.5A CN202211442285A CN115574869A CN 115574869 A CN115574869 A CN 115574869A CN 202211442285 A CN202211442285 A CN 202211442285A CN 115574869 A CN115574869 A CN 115574869A
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曹斌华
褚宏宪
杨开丽
冯永财
陈玉海
远继东
乔保星
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Yantai Coastal Zone Geological Survey Center Of China Geological Survey
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Abstract

本发明涉及海底监测系统技术领域，提供一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，包括：云端，以及与云端通过网络连接的数据处理与输出端数据连接；用户端，所述用户端通过互联网调取云端存储的模型数据；所述数据接收模块与初级数据处理模块电性连接，所述差异化对比模块与模型建立处理模块电性连接，所述模型建立处理模块与数据上传模块电性连接，且数据上传模块通过互联网与云端数据连接；经过信息采集设备采集海底数据信息，由差异信息对数据模型进行整改，自动生成数据模型，方便对数据信息进行完整的记录以及模型建立后对海岸带的海底更完备的监测，有效避免由于海底侵蚀以及沉降物，对航行安全以及海洋工程有更好的保护。

Description

一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及海底监测系统技术领域，尤其涉及一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统。
背景技术
海底观测是从科学与技术的结合方向，开展原位、实时观测技术的发展，年资料收集与汇总基础上的集体成果，例如专利号：CN113447066A，专利名称：海底数据监测装置及系统，中提及有提供海底烃类井装置的海底控制模块的海底电子设备模块中的内置数据存储部件，该数据存储部件能存储与海底控制模块和开采安装的设备有关的状况或健康监测数据以及相关操作状态，但是其对于海底状态以及海底的侵蚀以及淤积情况的监测，并没有详细系统。
现有技术中的监测系统一般仅仅是片面的监测海底状态的一个数据，然而在对于海底的侵蚀情况以及对沉积物堆积情况，并没有监测系统从而在使用时对于海底状态的监测不够完善，近海岸的海底状态关系到航行安全和海洋工程的安全稳定需要该数据的支持，但是现有技术并没有详细的全面数据支撑，从而无法满足现有技术所需。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，以解决的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，包括：
云端，以及与云端通过网络连接的数据处理与输出端数据连接。
用户端，所述用户端通过互联网调取云端存储的模型数据。
所述数据处理与输出端包括：初级数据处理模块、模型建立处理模块、数据上传模块、差异化对比模块和数据接收模块，以及用于存储数据的有效数据存储器和原始数据存储器，所述初级数据处理模块分别与有效数据存储器和原始数据存储器电性连接，初级数据处理模块还与差异化对比模块电性连接，所述数据接收模块与初级数据处理模块电性连接，所述差异化对比模块与模型建立处理模块电性连接，所述模型建立处理模块与数据上传模块电性连接，且数据上传模块通过互联网与云端数据连接。
信息采集设备，所述数据接收模块接收多个信息采集设备的电信号。
所述有效数据存储器与差异化对比模块电性连接。
其中，所述信息采集设备第一轮工作时采集的有效数据经过传输存储在原始数据存储器和有效数据存储器中，往后每轮采集的信息覆盖前一轮有效数据存储器中的前一组数据，且除第一轮以外每轮采集的信息与前一组数据经差异化对比模块进行对比取差值传输至模型建立处理模块中生成数据模型，再由数据上传模块上传生成的数据模型。
所述数据处理与输出端还包括视频数据存储器和云端数据传输，以及与视频数据存储器电性连接的视频图像截取模块，且云端数据传输传输视频图像截取模块截取的图像至云端。
所述数据处理与输出端还包括：海岸基础模型，所述海岸基础模型与模型建立处理模块电性连接。
海岸基础模型中数据补充模型建立处理模块生成的数据模型。
所述数据处理与输出端还包括：无效数据存储器，所述初级数据处理模块与无效数据存储器电性连接；
其中，信息采集设备采集的无效信息存储在无效数据存储器。
所述的信息采集设备包括：数据整理分析单元、数据分流和数据传输模块，所述数据整理分析单元与数据分流电性连接，所述的数据分流与数据传输模块电性连接，且数据传输模块与数据接收模块电性连接；
深海摄像机，多组深海摄像机对设备全方位监控，深海摄像机与数据传输模块电性连接。
所述信息采集设备还包括：海床深度计、沉积物运动测量、海流方向监测器和海流速度监测器，所述海床深度计、沉积物运动测量、海流方向监测器和海流速度监测器分别与所述数据整理分析单元电性连接；
其中，海床深度计、沉积物运动测量、海流方向监测器和海流速度监测器分别将数据传输至数据整理分析单元，由数据整理分析单元抓取数据并标记有效数据。
所述的沉积物监测系统还包括：设备控制系统，所述设备控制系统与用户端通过互联网远程控制。
所述的设备控制系统还包括：电源、控制单片机和远程控制模块，所述控制单片机分别与数据处理与输出端和信息采集设备电性连接，所述远程控制模块与控制单片机电性连接；
其中，所述的远程控制模块用于接收用户端发送的控制命令，由控制单片机执行控制信息采集设备与数据处理与输出端的开启与关闭。
所述设备控制系统还包括：声音识别模块和电动挂钩，所述声音识别模块与控制单片机电性连接，所述控制单片机与电动挂钩电性连接。
所述无效数据存储器内存储的数据不进行覆盖；所述海岸基础模型内仅存储一条海岸基础模型数据。
所述设备控制系统还包括：触发性电网，所述控制单片机控制触发性电网，触发性电网安装于整体设备外层；
其中，触发性电网由负极电网和正极电网构成，当负极电网和正极电网受到冲击和接触时产生电击。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的，一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，经过信息采集设备采集海底数据信息，以及数据处理与输出端的处理将数据整合成差异信息，由差异信息对数据模型进行整改，自动生成数据模型，方便对数据信息进行完整的记录以及模型建立后对海岸带的海底更完备的监测，有效避免由于海底侵蚀以及沉降物，对航行安全以及海洋工程有更好的保护，同时实现对海底环境的勘测以及海底信息的一种收集。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，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为本发明的整体系统结构连接示意图；
图2为本发明的数据处理与输出端系统结构连接示意图；
图3为本发明的信息采集设备系统结构连接示意图；
图4为本发明的设备控制系统结构连接示意图；
图5为本发明的设备触发性电网剖视结构示意图。
图中：1、数据处理与输出端；11、初级数据处理模块；12、模型建立处理模块；13、海岸基础模型；14、数据上传模块；15、差异化对比模块；16、原始数据存储器；17、无效数据存储器；18、有效数据存储器；19、数据接收模块；110、视频图像截取模块；111、云端数据传输；112、视频数据存储器；2、信息采集设备；21、数据整理分析单元；22、数据分流；23、数据传输模块；24、海床深度计；25、沉积物运动测量；26、海流方向监测器；27、海流速度监测器；28、深海摄像机；3、设备控制系统；31、控制单片机；32、远程控制模块；33、电源；34、声音识别模块；35、电动挂钩；36、触发性电网；36a、负极电网；36b、正极电网；4、用户端。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例一：
请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1为本发明的整体系统结构连接示意图；图2为本发明的数据处理与输出端系统结构连接示意图；图3为本发明的信息采集设备系统结构连接示意图；图4为本发明的设备控制系统结构连接示意图；具体所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，包括：
云端，以及与云端通过网络连接的数据处理与输出端1数据连接。
用户端4，所述用户端4通过互联网调取云端存储的模型数据。
所述数据处理与输出端1包括：初级数据处理模块11、模型建立处理模块12、数据上传模块14、差异化对比模块15和数据接收模块19，以及用于存储数据的有效数据存储器18和原始数据存储器16，所述初级数据处理模块11分别与有效数据存储器18和原始数据存储器16电性连接，初级数据处理模块11还与差异化对比模块15电性连接，所述数据接收模块19与初级数据处理模块11电性连接，所述差异化对比模块15与模型建立处理模块12电性连接，所述模型建立处理模块12与数据上传模块14电性连接，且数据上传模块14通过互联网与云端数据连接。
信息采集设备2，所述数据接收模块19接收多个信息采集设备2的电信号。
所述有效数据存储器18与差异化对比模块15电性连接。
其中，所述信息采集设备2第一轮工作时采集的有效数据经过传输存储在原始数据存储器16和有效数据存储器18中，往后每轮采集的信息覆盖前一轮有效数据存储器18中的前一组数据，且除第一轮以外每轮采集的信息与前一组数据经差异化对比模块15进行对比取差值传输至模型建立处理模块12中生成数据模型，再由数据上传模块14上传生成的数据模型。
所述数据处理与输出端1还包括视频数据存储器112和云端数据传输111，以及与视频数据存储器112电性连接的视频图像截取模块110，且云端数据传输111传输视频图像截取模块110截取的图像至云端。
实施例二：
请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1为本发明的整体系统结构连接示意图；图2为本发明的数据处理与输出端系统结构连接示意图；图3为本发明的信息采集设备系统结构连接示意图；图4为本发明的设备控制系统结构连接示意图；具体所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，包括：
云端，以及与云端通过网络连接的数据处理与输出端1数据连接。
用户端4，所述用户端4通过互联网调取云端存储的模型数据。
所述数据处理与输出端1包括：初级数据处理模块11、模型建立处理模块12、数据上传模块14、差异化对比模块15和数据接收模块19，以及用于存储数据的有效数据存储器18和原始数据存储器16，所述初级数据处理模块11分别与有效数据存储器18和原始数据存储器16电性连接，初级数据处理模块11还与差异化对比模块15电性连接，所述数据接收模块19与初级数据处理模块11电性连接，所述差异化对比模块15与模型建立处理模块12电性连接，所述模型建立处理模块12与数据上传模块14电性连接，且数据上传模块14通过互联网与云端数据连接。
信息采集设备2，所述数据接收模块19接收多个信息采集设备2的电信号。
所述有效数据存储器18与差异化对比模块15电性连接。
其中，所述信息采集设备2第一轮工作时采集的有效数据经过传输存储在原始数据存储器16和有效数据存储器18中，往后每轮采集的信息覆盖前一轮有效数据存储器18中的前一组数据，且除第一轮以外每轮采集的信息与前一组数据经差异化对比模块15进行对比取差值传输至模型建立处理模块12中生成数据模型，再由数据上传模块14上传生成的数据模型。
所述数据处理与输出端1还包括视频数据存储器112和云端数据传输111，以及与视频数据存储器112电性连接的视频图像截取模块110，且云端数据传输111传输视频图像截取模块110截取的图像至云端。
所述数据处理与输出端1还包括：海岸基础模型13，所述海岸基础模型13与模型建立处理模块12电性连接。
海岸基础模型13中数据补充模型建立处理模块12生成的数据模型。
所述数据处理与输出端1还包括：无效数据存储器17，所述初级数据处理模块11与无效数据存储器17电性连接；
其中，信息采集设备2采集的无效信息存储在无效数据存储器17。
所述的信息采集设备2包括：数据整理分析单元21、数据分流22和数据传输模块23，所述数据整理分析单元21与数据分流22电性连接，所述的数据分流22与数据传输模块23电性连接，且数据传输模块23与数据接收模块19电性连接。
深海摄像机28，多组深海摄像机28对设备全方位监控，深海摄像机28与数据传输模块23电性连接。
其中，数据分流是将有效数据与无效数据有效分流传输，避免系统故障的情况发生。
所述信息采集设备2还包括：海床深度计24、沉积物运动测量25、海流方向监测器26和海流速度监测器27，所述海床深度计24、沉积物运动测量25、海流方向监测器26和海流速度监测器27分别与所述数据整理分析单元21电性连接；
其中，海床深度计24、沉积物运动测量25、海流方向监测器26和海流速度监测器27分别将数据传输至数据整理分析单元21，由数据整理分析单元21抓取数据并标记有效数据。
其中，标记后的数据经过传输进入数据处理与输出端1中方便初级数据处理模块11快速抓取有效数据以及无效数据。
所述无效数据存储器17内存储的数据不进行覆盖。
其中，无效数据存储器17中存储的数据用于在回收后对对应地区海底情况数据的一个分析，并方便在下次对应位置监测时对信息采集设备2中数据整理分析单元中的程序进行调整的数据参考。
所述海岸基础模型13内仅存储一条海岸基础模型数据。
其中，在使用时海岸基础模型13在模型建立处理模块12处理后的模型中补充对应区域没有数据的海岸数据，方便用户端4理解靠近海床处的海底情况。
所述的海床深度计24选用Echologger AA400海床侵蚀淤积测量仪，所述沉积物运动测量25选用SediMeter SM4沉积物运动测量仪。
实施例三：
请结合参阅图1、图2、图4和图5，其中，图1为本发明的整体系统结构连接示意图；图2为本发明的数据处理与输出端系统结构连接示意图；图4为本发明的设备控制系统结构连接示意图；图5为本发明的设备触发性电网剖视结构示意图；具体所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，包括：
云端，以及与云端通过网络连接的数据处理与输出端1数据连接。
用户端4，所述用户端4通过互联网调取云端存储的模型数据。
所述数据处理与输出端1包括：初级数据处理模块11、模型建立处理模块12、数据上传模块14、差异化对比模块15和数据接收模块19，以及用于存储数据的有效数据存储器18和原始数据存储器16，所述初级数据处理模块11分别与有效数据存储器18和原始数据存储器16电性连接，初级数据处理模块11还与差异化对比模块15电性连接，所述数据接收模块19与初级数据处理模块11电性连接，所述差异化对比模块15与模型建立处理模块12电性连接，所述模型建立处理模块12与数据上传模块14电性连接，且数据上传模块14通过互联网与云端数据连接。
信息采集设备2，所述数据接收模块19接收多个信息采集设备2的电信号。
所述有效数据存储器18与差异化对比模块15电性连接。
其中，所述信息采集设备2第一轮工作时采集的有效数据经过传输存储在原始数据存储器16和有效数据存储器18中，往后每轮采集的信息覆盖前一轮有效数据存储器18中的前一组数据，且除第一轮以外每轮采集的信息与前一组数据经差异化对比模块15进行对比取差值传输至模型建立处理模块12中生成数据模型，再由数据上传模块14上传生成的数据模型。
所述的沉积物监测系统还包括：设备控制系统3，所述设备控制系统3与用户端4通过互联网远程控制。
其中，整体经过用户端4远程操控设备控制系统3在海底进行工作的操作。
所述的设备控制系统3还包括：电源33、控制单片机31和远程控制模块32，所述控制单片机31分别与数据处理与输出端1和信息采集设备2电性连接，所述远程控制模块32与控制单片机31电性连接。
其中，所述的远程控制模块32用于接收用户端4发送的控制命令，由控制单片机31执行控制信息采集设备2与数据处理与输出端1的开启与关闭。
所述设备控制系统3还包括：声音识别模块34和电动挂钩35，所述声音识别模块34与控制单片机31电性连接，所述控制单片机31与电动挂钩35电性连接。
其中，电动挂钩35低端挂有配重物，用于使用时对设备在海底的固定效果，在声音识别模块34识别对应音频时控制单片机31控制电动挂钩35启动，使配重物脱落方便设备的回收，并且在设备上分设有漂浮物。
所述设备控制系统3还包括：触发性电网36，所述控制单片机31控制触发性电网36，触发性电网36安装于整体设备外层；
其中，触发性电网36由负极电网36a和正极电网36b构成，当负极电网36a和正极电网36b受到冲击和接触时产生电击。
工作原理：在使用时经过设备控制系统3对整体设备进行远程控制，在对设备进入海面以下的海床方便进行控制，并且在回收设备时也只需要人工在对应海域进行远程控制即可控制配重物脱离，再经过漂浮物方便对设备进行快速回收，并且结合信息采集设备2对海床数据进行全方位的数据监控采集，经过数据处理与输出端，对数据进行对比处理，再进行自动对比生成一个海床的侵蚀以及沉积物的堆积图，方便工作人员推算海床后续变化以及侵蚀情况的推算，对海上作业以及工作的船只和设备有更多的准备时间，降低了近海区域海难发生的概率，也方便了对海洋地质勘探以及海洋信息收集起到至关重要的作用。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，包括：
云端，以及与云端通过网络连接的数据处理与输出端（1）数据连接；
用户端（4），所述用户端（4）通过互联网调取云端存储的模型数据，其特征在于：
所述数据处理与输出端（1）包括：初级数据处理模块（11）、模型建立处理模块（12）、数据上传模块（14）、差异化对比模块（15）和数据接收模块（19），以及用于存储数据的有效数据存储器（18）和原始数据存储器（16），所述初级数据处理模块（11）分别与有效数据存储器（18）和原始数据存储器（16）电性连接，初级数据处理模块（11）还与差异化对比模块（15）电性连接，所述数据接收模块（19）与初级数据处理模块（11）电性连接，所述差异化对比模块（15）与模型建立处理模块（12）电性连接，所述模型建立处理模块（12）与数据上传模块（14）电性连接，且数据上传模块（14）通过互联网与云端数据连接；
信息采集设备（2），所述数据接收模块（19）接收多个信息采集设备（2）的电信号；
所述有效数据存储器（18）与差异化对比模块（15）电性连接；
其中，所述信息采集设备（2）第一轮工作时采集的有效数据经过传输存储在原始数据存储器（16）和有效数据存储器（18）中，往后每轮采集的信息覆盖前一轮有效数据存储器（18）中的前一组数据，且除第一轮以外每轮采集的信息与前一组数据经差异化对比模块（15）进行对比取差值传输至模型建立处理模块（12）中生成数据模型，再由数据上传模块（14）上传生成的数据模型；
所述数据处理与输出端（1）还包括视频数据存储器（112）和云端数据传输（111），以及与视频数据存储器（112）电性连接的视频图像截取模块（110），且云端数据传输（111）传输视频图像截取模块（110）截取的图像至云端。
2.根据权利要求1所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述数据处理与输出端（1）还包括：
海岸基础模型（13），所述海岸基础模型（13）与模型建立处理模块（12）电性连接；
其中，海岸基础模型（13）中数据补充模型建立处理模块（12）生成的数据模型。
3.根据权利要求2所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述数据处理与输出端（1）还包括：
无效数据存储器（17），所述初级数据处理模块（11）与无效数据存储器（17）电性连接；
其中，信息采集设备（2）采集的无效信息存储在无效数据存储器（17）。
4.根据权利要求1所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述的信息采集设备（2）包括：
数据整理分析单元（21）、数据分流（22）和数据传输模块（23），所述数据整理分析单元（21）与数据分流（22）电性连接，所述的数据分流（22）与数据传输模块（23）电性连接，且数据传输模块（23）与数据接收模块（19）电性连接；
深海摄像机（28），多组深海摄像机（28）对设备全方位监控，深海摄像机（28）与数据传输模块（23）电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述信息采集设备（2）还包括：
海床深度计（24）、沉积物运动测量（25）、海流方向监测器（26）和海流速度监测器（27），所述海床深度计（24）、沉积物运动测量（25）、海流方向监测器（26）和海流速度监测器（27）分别与所述数据整理分析单元（21）电性连接；
其中，海床深度计（24）、沉积物运动测量（25）、海流方向监测器（26）和海流速度监测器（27）分别将数据传输至数据整理分析单元（21），由数据整理分析单元（21）抓取数据并标记有效数据。
6.根据权利要求1所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述的沉积物监测系统还包括：
设备控制系统（3），所述设备控制系统（3）与用户端（4）通过互联网远程控制。
7.根据权利要求6所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述的设备控制系统（3）还包括：
电源（33）、控制单片机（31）和远程控制模块（32），所述控制单片机（31）分别与数据处理与输出端（1）和信息采集设备（2）电性连接，所述远程控制模块（32）与控制单片机（31）电性连接；
其中，所述的远程控制模块（32）用于接收用户端（4）发送的控制命令，由控制单片机（31）执行控制信息采集设备（2）与数据处理与输出端（1）的开启与关闭。
8.根据权利要求7所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述设备控制系统（3）还包括：
声音识别模块（34）和电动挂钩（35），所述声音识别模块（34）与控制单片机（31）电性连接，所述控制单片机（31）与电动挂钩（35）电性连接。
9.根据权利要求3所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述无效数据存储器（17）内存储的数据不进行覆盖，所述海岸基础模型（13）内仅存储一条海岸基础模型数据。
10.根据权利要求8所述的一种海底侵蚀淤积及沉积物监测系统，其特征在于，所述设备控制系统（3）还包括：
触发性电网（36），所述控制单片机（31）控制触发性电网（36），触发性电网（36）安装于整体设备外层；
其中，触发性电网（36）由负极电网（36a）和正极电网（36b）构成，当负极电网（36a）和正极电网（36b）受到冲击和接触时产生电击。
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