第一章 海洋调查和探测技术(part1).
海洋探测与调查课程教学大纲
海洋探测与调查课程教学大纲课程代码：69121070课程中文名称：海洋探测与调查课程英文名称：Ocean Exploration and Survey学分：3.0 周学时：2.5-1.0面向对象：预修要求：大学物理、高等数学、海洋技术导论、海洋实验技术一、课程介绍（一）中文简介本课程旨在介绍在海洋探测与调查中常用仪器及方法。
课程内容主要由四部分组成：（1）传感与测量基础知识和基本概念，（2）多种传感器的原理、信号转换及应用，（3）海洋调查的主要原理方法、仪器设备，（4）海洋调查数据的处理和分析方法。
（二）英文简介The purpose of this course is to introduce knowledge on target detection and survey in ocean. The curriculum mainly consists of four parts: (1) basic knowledge and basic concepts on sensors and measurement, (2) working principles of different sensors, signal conversion and the applications, (3) main principles, apparatus, equipment for ocean hydrographic survey, (4) marine survey data processing and analysis.二、教学目标（一）学习目标海洋探测与调查技术是海洋技术的重要组成部分，主要包括传感与检测技术、海洋调查方法两大方面内容。
传感与检测技术是自动化学科的重要组成部分。
通过相关内容的学习，学生应该掌握工程检测中常用的传感器、以及运用这些传感器测量诸如压力、温度、位移、物位、转速和振动等参数的方法。
海洋调查与观测技术讲义1全解
生物部分第一节前言1、基本定义1.1 海洋监测marine monitoring在设计好的时间和空间内，使用统一的、可比的采样和检测手段，获取海洋环境质量要素和陆源性入海物质资料，以阐明其时空分布，变化规律及其与海洋开发、利用和保护关系之全过程。
1.2 基线调查baseline investigation对某设定海区的环境质量基本要素状况的初始调查和为掌握其以后间隔较长时间的趋势变化的重复调查。
1.3 常规监测ordinary monitoring在基线调查基础上，经优化选择若干代表性测站和项目，进行以求得空间分布为主要目的，长期逐年相对固定时期的观测。
1.4 定点监测fixed-point monitoring在固定站点进行常年更短周期的观测。
其中包括在岸（岛）边设一固定采样点，或在固定站附近小范围海区布设若干采样点两种形式观测。
1.5 应急监测emergency monitoring在海上发生有毒有害物质泄放或赤潮等灾害紧急事件时，组织反应快速的现场观测，或在其附近固定站临时增加的针对性观测。
1.6 专项调查specific survey为某一专门需要的调查。
如：废弃物倾倒场，资源开发，海岸工程环境评价等进行的调查。
2、监测内容2.1 海洋环境质量监测要素：—海洋水文气象基本参数；—水中重要理化参数、营养盐类，有毒有害物质；—沉积物中有关物理参数和有毒有害物质；—生物体中有关生物学参数生物残毒及生态；—大气理化参数；—放射性核素。
2.2 项目选定原则除水文气象项目必测外，其他项目的选定原则是：—基线调查应是多介质且项目要尽量取全；—常规监测应选基线调查中得出的对监测海域环境质量敏感的项目；—定点监测为海水的pH、浑浊度、溶解氧，化学耗氧量、营养盐类；沉积物的粒度、有机质、氧化还原电位；生物的体长、重量、年龄、性腺成熟度等；—应急监测和专项调查酌情自定。
3、测站布设原则3.1 测站布设的基本要求3.1.1 依据任务目的确定监测范围，以最少数量测站，所获取的数据能满足监测目的需要。
国内外海底探测技术调查报告
国内外海底探测技术调查报告一、引言海底探测技术是指利用各种设备和技术手段，对海底地形、地质构造、海底资源、海洋生物等进行调查和研究的方法。
随着科技的发展，海底探测技术在海洋科学、海洋资源开发利用等领域发挥着越来越重要的作用。
本报告将对国内外的海底探测技术进行调查和总结。
二、国内海底探测技术1.声波探测技术声波探测技术是利用声波在水中的传播特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射声波信号，利用声纳设备接收回波信号，可以获取海底地形、海底构造、海底资源等信息。
这种技术在浅海区域应用较广，但由于海洋环境复杂，对声纳设备和处理算法的要求较高。
2.电磁探测技术电磁探测技术是利用电磁波在水中的传播和反射特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射电磁波信号，利用接收器接收解释波信号，可以获取海底地质、海床沉积物、海洋资源等信息。
电磁探测技术在海洋勘探、海洋生态环境监测等方面应用广泛。
3.激光探测技术激光探测技术是利用激光束在水中的散射和反射特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射激光束，利用接收器接收散射和反射的激光信号，可以获取海底地形、海底构造等信息。
激光探测技术在海底地貌测绘、水下遥感等方面具有较大应用潜力。
三、国外海底探测技术1.声学测量技术声学测量技术是利用声波在水中的传播和反射特性进行海底探测的一种技术手段。
通过发射声波信号，利用接收器接收回波信号，可以获取海底地形、地质构造、海底生物等信息。
国外在声学测量技术方面较为成熟，已经实现了深海地形调查和水下文化遗产的发掘。
2.多波束测深技术多波束测深技术是利用多个声波发射器和接收器进行海底测深的一种技术手段。
通过同时发射多个声波信号，利用接收多个波束的回波信号，可以获取多个方向的海底地形信息。
这种技术在测绘海底地形和构造方面具有较高的准确性和分辨率。
3.地磁探测技术地磁探测技术是利用地球磁场的变化特性进行海底探测的一种技术手段。
通过在海底放置地磁传感器进行观测，可以获取海底地质构造和资源信息。
海洋调查与监测2课件
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对于大洋，因其温度分布均匀，变化缓慢， 观测准确度要求较高，即±0.02℃；
对于一般水文要素分布变化剧烈的海区，水 温观测准确度为±0.1℃。
对于那些有特殊要求，如水团界面和跃层的 微细结构调查，以及海洋与大气小尺度能量交 换的研究等，应根据各自的要求确定水温观测 准确度，二级为±0.05℃，三级为±0.2℃。
用倾角器测出倾角之后，仪器沉放的实际深度 可按下式计算：
Z＝Lcosa-h 式中：L是经计算器差校正后的钢丝绳放的实际 长度；a是倾角；h是计数器滑轮到海面的高度。
实际工作中常把上式变成改正式：
△Z＝L-(Z+h)＝L(1-cosa)
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回声测深仪测深
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深海调查深度订正方法的比较
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一、对长江口及其邻近海域无机营养盐，各形 态溶解有机碳、氮及溶解有机磷进行了测定。
二、通过对赤潮海水进行的的营养盐加富培养 实验，考察了在藻类生长消亡过程中各无机营养 盐、各形态溶解有机碳、氮等营养物质。
三、通过对中国对虾培养系统进行了现场昼夜 连续观测，测定了无机营养盐、各形态溶解有机 碳、氮、磷等营养物质。
按提供资料的特点，可以分为三种： 点式的；线式的；面式的。
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南森采水器
采集预定深度的水 样和固定颠倒温度表 的器具，又称颠倒采 水器、南森瓶。
“采水器上端脱开
绳子倒转180°，这
时采水器的重力使两
端的活门同时关闭”。
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平台
平台是观测仪器的载体和支撑，也是海 洋调查工作的基础，在海洋调查系统中平台 是一个重要的环节。
17【海洋开发与环境保护】海洋减灾防灾之海洋调查探测技术与预报-2011
三、海洋遥感技术
海洋遥感技术可以解决大面积海区同时而又系 统的调查和观测问题。把传感器装在人造卫星、宇 宙飞船、飞机、地面等工作平台上，对海洋进行远 距离非接触观测，取得海洋景观和海洋要素的图像 或数据资料。包括遥感：工作平台、传感系统、信 息处理和应用四部分。 历史：始于二战，发展最早的是河口海岸制图 和近海水深测量中利用航空遥感技术。 1.遥感工作平台 ①地面工作平台 工作平台在地面上，如地面遥感站、车载雷达 等。弱点只能进行定点或局部的观测。
2.被动声纳 被动声纳只处于被动接收状态工作（无源声 纳）。这类声纳根据水中目标所辐射的噪声（如潜 艇螺旋桨的噪声、鱼类噪声等）或声源（如载在鱼 体上作为生态跟踪的小型声源，声信标、爆炸声等） 所发出的声信号，由此判断发声体的位置和特性。 由于潜艇的主要特点和优势就在于它的隐蔽性，主 动声纳工作要发出声脉冲，容易被敌人发现，因此 在潜艇上用途最大的水声设备是被动声纳。海洋中 不少动物能够发声，故可利用被动探测系统监视鱼 群的回游特性，为海洋捕捞提供有价值的数据；利 用深海水听器系统，能准确地测出水下地震、水下 火山爆发的位置和强度等。
3.遥感信息处理 遥感信息处理的目的是： ①把用户看不懂或很难懂的信息转换成用户很 容易看懂的形式，如把照片或计算机用磁带转换成 图。 ②把照片中不明显的信息显示出来。 ③把照片的灰阶（黑白程度）数字化，以便进 行定量测量和计算。 目前，遥感信息处理的方法一般来说有二种： 一是电子光学影像增强技术，即利用电子光学技术 处理遥感照片，使照片中的信息更加突出明显；另 一种是计算机信息处理技术。
2. 调查船特点 ① 低速操纵性：调查作业多以低速行进，要求 船要有灵活的操纵性。 ②导航设备：应用新的无线电导航设备、卫星 导航系统，可进行全球、全天候导航定位。 ③实验室、作业区布局和调查设备：宽大的工 作甲板和实验室空间； ④调查船新型船壳设计：吃水浅、稳定性好。 ⑥动力定位系统：定位要求高的已用此系统。 ⑤计算机网络化：采用计算机网络设计，提高 调查船操纵、动力定位、采样自动化、数据处理等 性能。
海洋调查的方法（转载）
第一章绪论1、海洋调查是用各种仪器设备直接或间接对海洋的物理学、化学、生物学、地质学、地貌学、气象学及其他海洋状况进行调查研究的手段。
2、海洋调查方法是指在海洋调查实施过程中仪器的使用、站位设置、资料整理与信息分析的方法和原则。
3、海洋调查简史：单船调查时期、多船联合调查时期、无人浮标站的使用取得全天候的连续资料、海洋遥感获得大面积同步资料。
4、单船调查时期：a、英国“挑战者”号:首先采用颠倒温度计测温；发现世界大洋中盐类组成具有恒定性的规律；奠定了现代海洋物理学、海洋化学和海洋地质学的基础。
b、英国“挑战者II”号：用英国当时最新的仪器设备检验第一次“挑战者”号的调查结果。
5、无人浮标站：固定式、自由漂浮式、水下自动升降式、深潜器。
6、各个名称对应的缩写：（了解）热带海洋与全球大气计划（TOGA）；世界大洋环流实验（WOCE）；全球海洋通量联合研究（JGOFS）；全球能量和水循环实验（GEWEX）；世界气候资料计划（WCDP）。
7、把海洋调查工作考虑为一个完整的系统，则该系统至少应包含如下五个主要方面：被测对象：基本稳定的、缓慢变化的、变化的、迅变的、瞬变的；传感器；平台；施测方法；数据信息处理。
8、海上观测：大面观测和断面观测。
第二章深度测量1、水深测量的目的和意义：研究海洋形态；确定其它海洋要素观测层次。
2、水深分类：现场水深（也叫瞬时水深，海表至海底）；海图水深（深度基准面至海底）。
二者关系：现场水深大于海图水深3、理论深度基准面如何确定：选理论上最低的海平面作基准面，以95%确定。
海图水深起算面（理论最低水深）——低潮位置取。
4、水深测量的要求：连续站：每隔1小时观测一次。
大面（断面）站：到站即测，测完即走。
100米以浅：记录一位小数；超过100米：记录整数。
5、水深测量通常采用回声测深仪和钢丝绳测深两种方法。
6、钢丝绳测深：A、测深设备：绳索计数器，钢丝绳，重锤，绞车，倾角器。
B、测深方法：钢丝绳前悬挂重锤，操纵绞车，放松钢丝绳，重锤底部恰好降到水平面，计数器清零或计数继续放出钢丝绳，刚触底而松弛时，停车，缓慢收紧钢丝绳，使之刚好触底时读取计数器记录值，两次值的差即为实际水深。
海洋调查方法 第一章 绪论
1. 绪论
1.1 海洋调查定义及其意义 1.2 海洋调查发展简史 1.3 全球大尺度研究计划 1.4 海洋调查方法
1.1海洋调查定义及其意义
海洋调查 用各种仪器、仪表对海洋中能表征物理学、化学、生物学、地质学、 气象学及其他相关学科的特征要素进行观测和研究的科学。 海洋调查方法 在海洋调查实施过程中仪器的使用、站位设置、资料整理与信息分析 的方法和原则。
显著变化的
中尺度涡
叠加在海洋平均流 场上的、尺度从几 十公里至几百公里 的水平涡旋。
显著变化的 羽状锋
通常把河流向外海扩散的 形似羽毛状的冲淡水叫羽 状流水，外海水与羽状流 水的界面叫羽状锋。
传感器
点式的
线式的
传感器
面式的
观测平台
观测仪器的载体和支撑
固定平台
沿海观测站 海上定点水文气象观测浮标 海上石油井架
多参数浮标和波浪浮标
南天龙号吊运钻井平台
海洋环境监测站
观测平台
活动平台
海洋调查船 水下潜动装置 漂流浮标 观测卫星
argo表面漂流浮标
鱼鹰一号深潜器
东方红2号海洋调查船
海洋二号卫星
施测方法
随机方法 定点方法
台站观测 大面观测 断面观测 连续观测 浮标站观测 走航方法 轨道扫描方法---海洋卫星遥感
定点观测
对海洋气象和水文要素进行定时观测的站点。 设置方式有固定式（海岸边、岛屿与灯塔上） 和浮动式（船舶或浮动平台）。
系统工程
海洋调查的目的
获取海洋环境要素资料 揭示并阐明其时空分布和变化规律 为海洋科学研究、海洋资源开发、海洋工程建设、航海安全保证、海洋环境 保护、海洋灾害预防提供资料和科学依据
海洋科学中的海洋科考与勘探技术
海洋科学中的海洋科考与勘探技术海洋，占据了地球表面约 71%的面积，是一个充满神秘和未知的巨大领域。
对于人类来说，深入了解海洋不仅有助于我们更好地保护地球的生态环境，还能为经济发展和科技进步提供新的机遇。
而海洋科考与勘探技术，就是我们探索海洋奥秘的重要手段。
海洋科考，顾名思义，是对海洋进行科学考察的活动。
它涵盖了多个学科领域，包括海洋物理学、海洋化学、海洋生物学、海洋地质学等等。
通过海洋科考，我们能够获取海洋的各种数据和样本，从而深入研究海洋的物理、化学和生物过程，以及海洋与大气、陆地之间的相互作用。
在海洋科考中，船舶是最为重要的工具之一。
现代海洋科考船通常配备了先进的导航系统、通信设备、实验室和采样装置。
例如，多波束测深系统可以精确测量海底地形，为我们绘制出详细的海底地貌图；CTD 仪（温盐深仪）能够同时测量海水的温度、盐度和深度，帮助我们了解海洋的物理结构；而采水器和沉积物采样器则可以采集不同深度的海水和海底沉积物样本，供科学家进行化学和生物分析。
除了船舶，水下机器人也是海洋科考的得力助手。
它们可以深入到人类难以到达的深海区域，进行长时间的观测和采样工作。
比如，自主水下航行器（AUV）能够按照预设的路线自主航行，收集海洋数据；遥控水下机器人（ROV）则可以在操作人员的控制下，完成复杂的任务，如修复海底设施、采集生物样本等。
海洋勘探技术则主要侧重于寻找和评估海洋中的资源，如石油、天然气、矿产等。
地震勘探技术是海洋油气勘探中常用的方法之一。
通过在海面上激发地震波，然后接收海底反射回来的地震波信号，我们可以推断出海底地层的结构和油气藏的分布情况。
电磁勘探技术也是一种有前景的海洋勘探方法，它利用海洋中电磁场的变化来探测海底的地质结构和矿产资源。
在海洋矿产勘探方面，深海采矿技术正在不断发展。
例如，对于多金属结核、富钴结壳和海底热液硫化物等矿产资源的勘探和开采，需要先进的设备和技术来应对深海高压、低温、黑暗等极端环境。
海洋调查与监测技术实验课--学生讲义
海洋调查与监测技术讲义海洋与气象学院一、实验室规章制度（1）禁止穿拖鞋和凉鞋进入实验室，以防试剂和玻璃容器等的潜在危险危及个人安全（2）出入实验室注意水电安全，离开实验室要关闭水电，实验过程中用电时插头一定要保证干燥，用电时远离水源，用水时远离电源，实验过程中尤其是加热实验时人员不能离开实验室和实验台。
（3）禁止在实验室内进食和饮水，以防受到或是误食试剂尤其是挥发性气体和有毒试剂污染而发生人身安全事故（4）实验室内禁止大声喧哗和嬉戏（5）酸碱以及挥发性和强氧化性的试剂要戴手套并在通风橱内进行（6）拿取试剂时要通过老师的批准，精密仪器不宜随便触摸。
（7）标签遵循详细清晰的原则，务必记录完整相关信息。
Cruise-Station-Cast-Niskin No.-Depth-Date-Sampler例如：973-A01-1-1-20131112-WB（8）维持好个人实验桌面卫生情况，值日生及时清除垃圾并清扫地面二、实验要求1、实验报告（100分制，占总实验成绩的50%）：（1）思路清晰、条理清楚、图表并茂、书写整洁、简明扼要；（2）实事求是，采用真实的原始数据，不可使用编改数据；（3）实验目的（5分）、实验原理（10分）、实验仪器与试剂（10分）、实验步骤（20分）、实验数据的处理（20分）、实验数据的分析与讨论（根据自己在实验课中的实际操作来判断实验结果的好坏，并结合实际的操作分析所得结果误差的来源，同时讨论涉及的误差对结果影响的大小）（20分）、实验注意事项（5分）、思考题（5分），卷面完整以及整洁（5分）3、实验操作（100分制，占总实验成绩的50%）（1）操作规范占60分、数据记录占20分（数据记录表主要记录原始数据以及实验过程中出现的现象，需要修改时双线划掉在其上方重新记录。
原始数据是整个实验结果的判定以及分析讨论的依据，在一个实验当中占据极其重要的位置，因此数据以及现象要记录清晰并且不要涂抹）、实验纪律占10分（迟到早退5分、饮食喧哗嬉戏5分）、实验卫生清洁与维持（包括小组个人和值日生）（10分）（2）必须经任课老师审阅实验数据后方能离开实验室，否则算作操作零分。
如何进行海洋测量与探测
如何进行海洋测量与探测海洋测量与探测是一门综合性较强的学科，涉及到海洋地理、海洋物理、海洋化学等众多学科知识。
通过对海洋进行测量与探测，可以获取大量海洋信息，为海洋科学研究、海洋生态保护、海洋资源开发等提供基础数据支持。
本文将从海洋测量与探测的意义、技术手段以及未来发展方向等几个方面进行论述。
首先，海洋测量与探测对于认识和了解海洋具有重要意义。
海洋覆盖了地球表面的71%，然而对于大多数人来说，海洋仍然是一个未知的世界。
通过海洋测量与探测，可以获取到海洋地形、海洋生物、海洋气候等信息，从而加深人们对海洋的认识和了解。
在当今经济全球化和资源枯竭的形势下，对海洋的综合利用和保护也越来越重要。
而进行海洋测量与探测，可以科学合理地开发利用海洋资源，减少对海洋环境的破坏，实现可持续发展。
其次，海洋测量与探测需要多种技术手段的配合和应用。
目前，常见的海洋测量与探测技术包括声学方法、电磁方法、遥感方法等。
声学方法利用声波在水中传播的特性，通过测量声波的传播时间和传播速度，可以获取到海洋地理、海洋物理、海洋生态等信息。
电磁方法则是利用电磁波在水中的传播特性，通过测量电磁波的回波信号，可以获取到海洋地质、海洋生物等信息。
遥感方法则是利用卫星的遥感技术，通过对海洋表面的颜色、亮度等信息进行分析和处理，可以获取到海洋气候、海洋生态等信息。
此外，还有激光测距方法、GPS定位方法等技术手段也被广泛应用于海洋测量与探测中。
接下来，海洋测量与探测在未来的发展方向上还存在一定的挑战和机遇。
随着科技的进步和人类对海洋的需求不断增加，需要开展更加精准、全面、高效的海洋测量与探测。
第一，需要加强对深海和极地地区的测量与探测。
深海和极地地区由于环境极端，传统的测量与探测手段难以适应。
因此，需要研发和应用新的技术手段和装备，提高对深海和极地地区的测量与探测能力。
第二，需要提高测量与探测数据的精度和可靠性。
在进行海洋测量与探测过程中，往往面临着数据不准确、噪声干扰等问题。
海洋调查和探测技术
• 海洋浮标是一种现代化的海洋观测设施。它具有全天候、全 天时稳定可靠的收集海洋环境资料的能力，并能实现数据的 自动采集、自动标示和自动发送。海洋浮标与卫星、飞机、 调查船、潜水器及声波探测设备一起，组成了现代海洋环境 主体监测系统，为探测海洋的奥秘，立下了不朽功勋。
第二节 海洋浮标 ocean buoy
海洋浮标为一类载有探测用的各类传感器的海上平台，是现 代化海洋立体监测系统中的重要技术。它犹如一个海上自动 水文气象站，可以在广阔的海洋上进行定点（或飘流）的长 期连续观测，不管是在风平浪静之日，还是在狂风暴雨之时， 都能监视着海上风云的变幻，为海洋环境预报、航海运输、 海洋科学研究、以及海洋开发，提供实时的海洋信息，费用 也比船舶低，特别是能收集到调查船难以收集到的恶劣天气
• 海洋浮标，一般分为水上和水下两部分，水上部分装有多种 气象要素传感器，分别测量风速、风向、气温、气压和温度 等气象要素；水下部分有多种水文要素传感器，分别测量波 浪、海流、潮位、海温和盐度等海洋水文要素。
• 各种传感器将采集到的信号，通过仪器自动处理，由发射 机定时发出。地面接收站将收到的信号经过处理后，就得 到了人们所需要的资料。通过对这些资料的掌握，会给人 们的生产和生活带来极大的便利。如知道了海流流向，航 海时便尽可能顺流而行；知道了风暴区域，航海时则可避 开绕行；知道了潮位的异
海洋调查发展过程
生物调查 1872
海水理化、地质地貌 1925
专业调查和特种调查 1950
现代化调查船 1962
极地海洋调查船
20世纪90年代
（雪龙号）
一、海洋调查船的主要特点
（1）装备专用仪器，研究实验室等； （2）船体坚固，有良好的稳定性和抗浪性； （3）具有良好的操纵性; （4）有准确可靠的导航定位系统； （5）具有充足完备的供电能力。
第一章1(大连海事大学海洋科学专业课海洋技术概论课件)
第一章海洋调查和探测技术第一部分第一节海洋调查船1872年12月—1876年5月英国皇家学会组织了“挑战者”号在大西洋、太平洋和印度洋历时3年5个月进行环球海洋考察。
“挑战者”号为三桅蒸汽动力帆船，船长226英尺(68.9米)，2300吨级，航程12.6万公里挑战者人类历史上首次综合性的海洋科学考察“挑战者”号上的动物实验室“挑战者”号上的化学实验室第一节海洋调查船采集了大量海洋动植物标本和海水、海底底质样品，发现了715个新属及4717个海洋生物新种，其中甲壳类约1000种；发现大量深海动物，证明生物在深海可以生存，能够承受巨大水压；编制了第一幅世界大洋沉积物分布图；此外还测得了调查区域的地磁和水深情况。
第一次使用了颠倒温度表。
经过测量，了解到海洋深层水温的分布规律；根据海水分析结果，得到世界各海域海水化学成分恒定的重要结论；绘制了等深线图；首次在大西洋加那利群岛、太平洋塔希提岛和夏威夷群岛附近深海底采到了锰结核，并发现了深海软泥和红粘土。
第一节海洋调查船这些调查获得的全部资料和样品，经76位科学家长达23年的整理分析和悉心研究，最后写出了50卷计2.95万页的调查报告。
插图3000张。
被誉为“奠基性调查”第一节海洋调查船从生物综合性调查到海水物化性质和地质地貌地调查阶段1925一1927年德国“流星”号在南大西洋进行了14个断面的水文测量，1937一1938年又在北大西洋进行了7个断面的补充观测，共获得310多个水文站点的观测资料。
这次调查以海洋物理学为主，内容包括水文、气象、生物、地质等，并以观测精度高著称。
第一节海洋调查船这次调查的一项重大收获是探明了大西洋深层环流和水团结构的基本特征。
另外，第一次使用回声测仪探测海底地形，经过7万多次海底探测，结果发现海底也像陆地一样崎岖不平，从而改变了以往所谓“平坦海底”的概念。
新建海洋调查船大发展时期美国1962年首次使用计算机中国第一艘海洋调查船“金星”号，是1956年用一艘远洋救生拖轮改装而成的，适用于浅海综合性调查。
海洋探测技术
海洋探测技术人类用科学方法进行海洋科学考察已有100余年的历史，而大规模、系统地对世界海洋进行考察则仅有30年左右。
现代海洋探测着重于海洋资源的应用和开发，探测食油资源的储量、分布和利用前景，监测海洋环境的变化过程及其规律。
在海洋探测技术中，包括在海洋表面进行调查的科学考察船、自动浮标站，在水下进行探测的各种潜水器，以及在空中进行监测的飞机、卫星等。
科学考察船建造专用科学调查船始于1872年的英国“挑战者”号。
该船长226英尺，排水量2300ｔ，使用风力和蒸汽作为动力。
从1872年起，历经4年时间环绕航行，观测资料包括洋流、水温、天气、海水成分，发现了4700多种海洋生物，并首次从太平洋上捞取了锰结核。
1888~1920年，美国的“信天翁”号探测船测东太平洋。
1927年德国的“流星”号探测船首次使用电子探测仪测量海洋深度，校正了“挑战者”号绘制的不够准确的海底地形图。
据统计，70年代初全世界总共有科学考察船800多艘，10年后增加到1600艘，其中美国300多艘原苏联200多艘，日本180多艘。
日本海洋科学技术中心最近宣布，它们研制的无人驾驶深海巡航探测器"浦岛"号，在３０００米深的海洋中行驶了３５１８米，创造了世界记录。
"浦岛"号全长９.７米、宽１.３米、高１.５米、重７.５吨，水中行驶速度为４节，巡航速度为３节，最大潜水深度是３５００米，是这家海洋研究机构的主要设备之一。
"浦岛"号上安装着高精度的导航装置及观测仪器，使用锂电池作动力。
这艘无人驾驶的深海探测器，使用无线通信手段向海面停泊的母船"横须贺"号上传送了用水中摄像机拍摄的深海彩色图像。
日本海洋科学技术中心认为，这一装置在世界上居领先地位。
以这次航行试验成功为基础，海洋科学技术中心还计划开发性能更高的无人驾驶深海探测器，并且使用燃料电池作动力源。
海洋科学调查船担负着调查海洋、研究海洋的责任，是利用和开发海洋资源的先锋。
第一章 海洋调查和探测技术(part2).
（二）侧扫声纳
• 又称“旁视声纳”或“海底地貌仪” • 侧扫声纳的水平波束角极窄 , 般只 有 1.5°-2.5°, 垂直波束角为 10° - 30° • 组成：拖曳体 、拖缆、绞车收放装 置、发 射接收系统及终端记录装 置组成。
侧扫声纳拖曳体
侧扫声纳示意图
• 发射机与换能器基阵相对应，分左右两个 发射机，统一于主控同步触发脉冲，产生 的振荡脉冲分别送入左右换能器阵列，转 换成声波脉冲向两侧海底辐射 。 • 为补偿回波随时间（距离）增大引起的声 波衰减，接收机设有时间增益控制，放大 倍数随着声波传播时间变化。
• 拖鱼上的两个换能器, 在与船迹垂直方向上 分别发射一个扇形声 波束,在水平面中波束 宽度一般是1° -2 °, 在垂直面内一般为 20 °-30°, 并且相对水 平面倾斜 10 °
• 侧扫声呐换能器收到海底 各点回波的时间有先后之 分,故记录器在将一次声 波脉冲发射过程中的各点 回波记录时,是按先后次 序依次记录在一条横线上 的。 • 如图所示,0 为零位线,M 为海面线, 它是从海面M 反射回来的回波信号记录 线,OM为换能器吃水深度; A为海底回波信号记录 线,OA(Hf)为换能器至海 底的深度;c为礁顶。
• 颠倒温度计测温记录的整理 • (1) 利用颠倒温度计测标准层水温时, 温度 计读数须作器差订正。 • 闭端温度计还原订正值
• T--经器差订正后的主温表读数;t 经器差订正后的 補温温表读数 , Vo --闭端颠倒温度计的主温表自 接受泡至刻度0℃处的水银容积 , 以温度度数表示。
• （2） 开端颠倒温度计还原订正值 K'
d海底地貌的起伏、海底底 质的性质等有关外,还与传播路径的远近有关。 • 海底有一障碍物 (如暗礁、沉船等)：从a至b 这一段海底基本是平坦的,由于接收机时间增益控 制电路的补偿作用,α至b线的黑度是均匀的。而 隆起物正面b至c一段海底,由于声波的掠射角增大, 反向散射回波强,记录bc段的黑度就加深了。过了 C点以后,由于Oc和Od的斜距有一个突变,因而就有 一段时间内没有回波信号, 直到d点为止,cd 段在 记录纸上就没有记录。再向前,de 段又是平坦海 底。回波记录与 ab 段又一样。
海洋调查与监测
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使用无人浮标站取得全天候的连续资科
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固定浮标是用锚将观测浮标固定在一定的海域内，用 水上、水下仪器监视天气和水体的变化，包括温度、盐度、 海流及水面波浪的变化。
自由漂移浮标(包括水上漂流浮标)，能随波逐流地自 由运动，可以测旦不同位置的天气、温度和海浪，它漂移 的轨迹可以描述海流空间的变化。
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海洋遥感技术时期
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航空遥感和航天遥感有许多共同点，也各有所长和 缺乏，它们是相辅相成的。
飞机可以空投XBT测量海温垂直剖面，进行海水取 样；用专门的浮标装置直接测量海流利海浪；投弃式声学 浮标探测海水声学持性和进行水下声学监测；机载气象传 感器可直接测量大气参数等。
飞机上的海洋遥感器受大气和其他环境因素影响小， 测量结果比航天遥感器准确可靠，是卫星遥感器试验、开 展和地面校准所必不可少的。
如果这种能力得到海洋相大气锅台模式的证实，就 为现今的观测系统和数据系统，以及预报的设计提供了科 学依据。
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世界大洋环流实验(WOCE)
开展对气候变化有用的模式，搜集检验 模式所必需的数据；
确定WOCE特殊数据及表示海洋长期特 性的代表；
寻找测定大洋环流长期变化的方法。
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极地方案
海洋调查一般是在选定的海区、测线和测点上布设和 使用适当的仪器设备，获取海洋环境要素资料，揭示并说 明其时、空分布和变化规律，为海洋科学研究、海洋资源 开发、海洋工程建设、航海平安保证、海洋环境保护、海 洋灾害预防提供根底资料和科学依据。
海洋调查一般分为综合调查和专业调查两大类。
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单船调查时期
海洋试验与海洋工程勘探技术
海洋试验与海洋工程勘探技术海洋试验与海洋工程勘探技术是指在海洋领域进行的一系列试验和勘探活动，旨在深入研究海洋的物理、化学、生物等特性，解决海洋工程设计和建设中的技术难题，提高海洋资源的开发利用效率。
本文将从海洋试验和海洋工程勘探技术两个方面进行详细介绍。
海洋试验是利用实验方法对海洋进行原位观测和调查，以获取海洋环境参数和物理过程参数的科学数据。
在海派示踪试验中，科学家使用示踪剂将荧光物质或放射性物质投放到海洋中，通过对示踪剂在海洋中的运动和传输进行观测和分析，可以研究海流、水体混合和污染物传输等现象。
这种试验方法可以帮助科学家更好地了解海洋生态系统的运行规律，评估海洋环境对人类活动的响应和适应能力。
另外一种海洋试验方法是利用遥感技术，通过卫星等远距离设备对海洋进行观测。
遥感技术可以获取海洋的表面温度、盐度、色度、浊度等信息，以及海洋生物量和叶绿素含量等生物参数。
这些数据对海洋资源的有效管理和海洋生态系统的保护具有重要意义。
同时，海洋试验还可以使用水下设备，如自动潜标和浮标，对海洋的水质、海洋生物和底层沉积物等进行观测。
海洋工程勘探技术则是指在海洋领域进行的勘探活动，旨在获取海底地质、地形、水深等信息，为海洋工程建设提供依据。
海洋工程建设需要详细了解海底的地质和地形特征，以便进行合理的设计和施工。
为此，科学家和工程技术人员使用声纳技术进行海底地质勘探，通过发射声波并接收其回波来构建海底地形和地壳结构的图像。
这种技术被广泛应用于海底油气勘探和海洋能源开发等领域。
另外一种常见的海洋工程勘探技术是海底取样和观测。
科学家使用浮标、潜水器和无人潜水器等设备，将设备和仪器送入海洋深处，进行海底地质的取样和观测活动。
海底取样可以获取海底沉积物样本，以及海底岩石和矿产资源等信息，为海洋工程的材料选择和建设提供依据。
海底观测则可以获得海底生物、海床植被、海底地形等信息，为海洋生态保护和工程设计提供参考。
海洋试验与海洋工程勘探技术的发展对于促进海洋资源的可持续利用和保护海洋生态环境具有重要意义。
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第一部分
1872年12月—1876年5
月
英国皇家学会组织了
“挑战者”号在大西洋、
太平洋和印度洋历时3
年5个月进行环球海洋
考察。
“挑战者”号为三桅蒸汽
动力帆船，船长226英
尺(68.9米)，2300吨
挑战者
级，航程12.6万公里
人类历史上首次综合性的海洋科学考察
“挑战者”号上的动物实验室
“挑战者”号上的化学实验室
采集了大量海洋动植物标本和海水、海底底质样品，发现了715个新属及4717个海洋生物新种，其中甲壳类约1000种；发现大量深海动物，证明生物在深海可以生存，能够承受巨大水压；
编制了第一幅世界大洋沉积物分布图；此外还测得了调查区域的地磁和水深情况。
第一次使用了颠倒温度表。
经过测量，了解到海洋深层水温的分布规律； 根据海水分析结果，得到世界各海域海水化学成分恒定的重要结论；绘制了等深线图；首次在大西洋加那利群岛、太平洋塔希提岛和夏威夷群岛附近深海底采到了锰结核，并发现了深海软泥和红粘土。
这些调查获得的全部资料和样品，经76位科学家长达23年的整理分析和悉心研究，最后写出了50卷计2.95万页的调查报告。
插图3000张。
被誉为“奠基性调查”
从生物综合性调查到海水物化性质和地质地貌地调查阶段
1925一1927年德国“流星”号在南大西洋进行了14个断面的水文测量，1937一1938年又在北大西洋进行了7个断面的补充观测，共获得310多个水文站点的观测资料。
这次调查以海洋物理学为主，内容包括水文、气象、生物、地质等，并以观测精度高著称。
这次调查的一项重大收获是探明了大西洋深层环流和水团结构的基本特征。
另外，第一次使用回声测仪探测海底地形，经过7万多次海底探测，结果发现海底也像陆地一样崎岖不平，从而改变了以往所谓“平坦海底”的概念。
新建海洋调查船大发展时期
首次使用
计算机
“美国阿特兰蒂斯II”号调查船
中国第一艘海洋调查船“金星”号，是1956年用一艘远洋救生拖轮改装而成的，适用于浅海综合性调查。
“金星”号投入使用20多年，为研究渤海、黄海、东海测取了大量资料。
60年代开始，中国先后建造和引进了大批大、中、小型调查船。
中国的海洋调查船具有船体较大、生活与工作条件较好的特点。
1.专用的探测仪器装置、起吊设备、工作甲板、实验室、船员长期工作和生活的设施。
2.船体坚固，有良好的稳定性和抗浪性。
3.操纵灵活，且具稳定的慢速推进性能。
4.准确可靠的导航定位系统。
5.充足和完备的供电能力，对于水声专业调查船，需另设无干扰电源。
按海区分类：
近海调查船、远洋调查船 按调查任务分类：
综合调查船
专业调查船
特殊调查船
综合调查船：从事海洋基础科学实验的综合调查。
综合调查船仪器设备系统可同时观测和采集海洋水文、气象、物理、化学、生物和地质基本资料和样品，并具备进行数据整理分析、样品鉴定和初步综合研究所需的条件和手段。
必须具有优良的稳定性、操纵性、续航能力、自持能力，防摇防震防噪声干扰以及供电、导航、低速等性能。
船体较综合调查船小，任务单一。
常见的有海洋测量船、海洋物理调查船、海洋气象调查船、海洋地球物理调查船、
海洋渔业调查船和打捞救生船。
特种海洋调查船
按专门任务建造的结构特殊的调查船，如：①航天用远洋测量船。
仪器设备可考察高层大气，接收卫星或宇宙飞船等太空装置发来的信号，并可向太空装置发布指令等。
②极地考察船。
船体特别坚固，具破冰行驶能力和防寒性能。
③深海钻探船。
能进行海底钻井、采样、深海调查等。
①航天用远洋测量船
我国的“远望”号航天测量船
“远望号”是中国航天远洋测控船队的名称，中国目前拥有6艘远洋测控船，分别命名为远望一号至远望六号。
“远望”号测量船是中国在20世纪70年代研制成功的一艘现代化测量船。
“远望”一号建成于1977年8月，“远望”二号建成于1978年9月。
该舰舰长190米，宽22.6米，高38.6米，排水量21000吨。
在“远望”号测量船上装备有完善的导航设备和精密的测量系统。
它的导航设备除了一般舰船上使用的光学、天文导航设备、惯性导航设备、无线电导航设备外，还装备卫星导航和声呐信标导航设备，从而可以精确测量船位，保证对导弹、卫星、飞船测量的精确。
1980年5月第一枚远程运载火箭测量
1980年10月潜艇发射运载火箭测量
1990年亚洲一号测量
1997年东方红三号，风云二号
2005年“神六”飞船载人航天试验中。
四艘“远望”号测量船分别布阵于太平洋（远望一号，远望二号）、大西洋（远望三号）、印度洋（远望四号）执行对“神六”飞船的测控任务 2008年神七测量
②极地考察船
为考察两级而建造的船体坚固、破冰能力强、防寒性能好的调查船。
美国1973年“极星”可破冰6m冰层。
前苏联1975年、“M萨莫夫”1.7m冰层
我国极地考察船“雪龙”号，直升机，80人
“极地号”在改装之前,原是一艘超龄不用的干货船,改装后于1986年冬至1987年春首航南极长城站,并在南太平洋进行海洋考察。
1988年冬至1989年春又航行南极中山站,遇到冰山崩塌,小汽车般大小的冰块,撞击船舷,船首破裂进水,在穿过西风带到澳大利亚途中,遇到特大风浪的袭击,船倾斜30°多,都能安全脱险。
（3）深海采矿钻探船－为试验开采洋底锰结核矿而建。
美国采矿船“格洛玛•勘探者”号，1974年建，35000t排水量，
具有海底采矿、打捞、铺设海底管线和海洋调查多种功能。
我国极地考察船“雪龙”号
我国第三代极地考察破冰船“雪龙”号于1993年从乌克兰进口。
前苏联解体后,中国以1750万美元低价购得,然后船厂按照中国的需求于1993年3月25日改造完工。
该船耐寒,能以0.5节航速连续冲破1.2米厚的冰层,技术性能先进,属国际领先水平,也是我国进行极区科学考察的唯一的一艘破冰船。
自1994年10月首航南极以来,“雪龙”号已先后11次赴南极、3次赴北极执行科学考察与补给运输任务。
计算机网络化
低速操控性
导航设备
动力定位性
实验室、作业区布局和调查设备 调查船新型船体设计
海洋浮标为一类载有探测用的各类传感器的海上平台。
海洋浮标作用：为海洋环境预报、航海运输、海洋科学研究以及海洋开发，提供实时的海洋信息。
我国第一个海洋海洋浮标HFB-1，1978年青岛研制，1979年安装在黄海南部。
特点：连续定点工作、抵御恶劣环境、定时测量。
浮标HFB-1测量的海洋水文气象要素： 流速、流向、表层水温、10m层深水温、风速、风向、气温、相对湿度、气压。
海洋浮标的分类
（1）锚泊浮标：又称海洋资料浮标或海洋遥测浮标。
（2）漂流浮标：可以在海上随波逐流地收集大面积有关海洋资料。
（3）潜标：可潜于水中，主要用于深海测流和深层水文要素。
包括海上测报和岸上接受两部分
（一）海上测报部分
浮体---为仪器设备载体---多采用圆形
漂流浮漂采用圆锥柱状体
传感器系统---各种海洋水文、气象测量。
数据采集和处理系统 通信系统
电源系统
锚泊系统
（二）岸上接收部分
包括遥控发射机、遥测接收机、天线（菱形、笼形或卫星接收天线）、时序控制器、解调译码器、计算机、记录媒介。
近海布设：美国70个，日本4个，泰国7个。
世界上第一颗海洋研究卫星
1978年6月26日美国（Seasat-A）
每昼夜14周，36小时将地球的海洋95%监测一遍。
航天遥感始于1960年，气象卫星-海洋研究
一.遥感工作平台
（一）地面遥感平台 （二）船舶遥感平台 （三）航空工作平台 （四）航天遥感平台
二.遥感传感器
（一）可见光传感器 （二）红外传感器 （三）微波传感器
三.遥感信息处理
（1）把用户看不懂的信息转换成用户看的懂的信息。
如照片、图片等
（2）把图像（照片）中不明显的信息显现出来
（3）把图像（照片）中的灰阶数字化 目前两种：电子光学影像增强技术，计算机信息处理技术
四.遥感技术在海洋中的应用
（1）海洋气象学
观测台风，灾害预报
（2）海洋水文学
海面温度、盐度、海流和海冰
（3）海洋生物学
观测海水的水色、透明度、叶绿素。
（4）海洋渔业
侦查渔群，生物发光的利用。
（5）海洋环境监测
石油污染，热污染，污水和固定垃圾点，赤潮。
突发事件：船漏，海难，井喷，非法排污
（6）海洋航运
航行安全：冰山，海冰，海浪
（7）海洋工程
可见光遥感可用于观测海岸、海峡和河口的形态、波浪折射、沿岸泥沙搬运等，
用于浅滩定位和浅海海底制图。
利于浅海施工，港湾建设
多层次，立体、多角度和全天候体系。