《海洋环境光学监测关键技术与仪器》

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该项目属仪器仪表科学技术领域,涉及海洋光学仪器仪表技术。海洋环境光学监测技术是中国海洋环境立体监测技术的重要组成部分,在水色遥感定标检验及算法开发、海洋生态环境监测、水下目标探测等应用领域具有重大作用。攻克中国海洋环境光学监测关键技术、发展自主知识产权的观测仪器显得十分重要。该项目针对海洋环境光学监测技术的关键科技问题进行研究,取得成果包括:1)在国内首次研制了海洋光学浮标,实现了海水光辐射长时间序列的高光谱在线监测,解决了高稳性光学浮标平台技术、海洋光学传感器防污染技术、浮标及光学探头的阴影效应、无人值守情况下长时间序列监测的自动数据采集技术、浮标状态的远程监控以及浮标数据的远程实时通讯技术等关键技术;2)在国内首次基于长光程液芯波导技术、高光谱分析技术以及自动进样技术,研发了高精度海水营养盐在线监测仪器,将营养盐的测量灵敏度从通常的μM提升到nM量级,并推动该技术产业化示范;3)在国内首次基于三通道高光谱同步测量技术,研制了可对冰面与冰下辐照度或辐亮度进行同步快速测量仪器,解决了海冰双向反射、海冰透射及折射等监测关键技术;4)在国内首次基于阵列式探测原理,研制了多角度海水体散射函数剖面测量仪,实现了水下200米深度范围内水体体散射函数的同步快速测量,提出了一种基于散射体估算的体散射函数定标方案,解决了海水体散射函数监测关键技术。申请国家专利29项,其中已获授权发明专利19项,授权实用新型专利6项,公开发明专利4项;获授权软件登记5项;发表论文71篇,其中被SCI收录25篇、EI收录26篇。该项目成果在海洋环境光学监测关键技术的理论研究、仪器研制和应用中具有显著的创新性,在海洋光学浮标技术、海水营养盐现场高精度测量技术、海冰光辐射测量技术、水体散射相函数测量技术的理论研究和仪器研制中具有原创新和实用性,总体上达到国内领先水平;在水下高光谱辐射测量技术、长光程液芯波导样品池、自动进样及过滤技术、水体散射相函数同步快速测量技术、营养盐现场检测灵敏度等方面达到国际先进水平;在海洋光学浮标体的设计、水下光学仪器防污染技术等方面达到国际领先水平。成果的相关技术及仪器已应用于中国近海水体环境监测及HY-1B水色遥感定标、近海赤潮监测、渤海海冰光辐射监测、水体光散射相函数监测,海水营养盐检测技术及仪器已被广东省开展产业化示范,正在产业化转化阶段。成果解决了海洋环境光学监测技术及仪器的多项关键技术难题,大幅提高了技术水平,促进了中国海洋环境光学监测技术及仪器科学的发展。

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