近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法與裝置。一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測裝置，包括四邊架、連接部、儀器倉和微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組；一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法，包括裝置連接與儀器調(diào)試，裝置投放，裝置作業(yè)與回收等步驟。該裝置可用于實時探測潮汐變化、定點水深的時序變化、海底三維地形變化和海底微地貌變化，從而達到監(jiān)測海底微地形地貌變化之目的。本發(fā)明適用于多種底形和底質(zhì)的海底地形地貌動態(tài)觀測，安全穩(wěn)定，安裝拆卸便捷，可集成多種海洋觀測儀器。本發(fā)明可在海底地形地貌近底探測、海洋測繪、海洋監(jiān)測、海洋工程和海洋科學研究中廣泛使用。
【專利說明】近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法與裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種近海底動態(tài)觀測方法與裝置，具體是指一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法與裝置。
【背景技術】
[0002]海底地形地貌變化監(jiān)測保障是海洋預報、工程設計、資源開發(fā)、海洋管理、海域劃界、國防安全和海底科學研究的基礎。受自然因素，如:泥沙運動、水動力、天氣過程和突發(fā)事件等，以及人類活動的復雜影響，導致這些區(qū)域海底地形地貌常發(fā)生劇烈變化，甚至引發(fā)致命后果，嚴重的海底災害，環(huán)境惡化和生態(tài)系統(tǒng)失衡等，直接影響海洋經(jīng)濟發(fā)展、航道安全、海洋工程安全。
[0003]使用傳統(tǒng)的單波束測深和多波束測深等技術手段進行重復測量可實現(xiàn)一定時間段內(nèi)的海底地形地貌變化探測，但針對短周期的快速海底地形地貌變化過程，這些傳統(tǒng)方法無能為力，需要借助近海底的技術方法與裝置進行實時監(jiān)測。
[0004]目前，現(xiàn)有的近海底動態(tài)觀測技術，主要存在以下缺點:(I)海底底形與底質(zhì)復雜多變，不僅體現(xiàn)在海底地形坡度多變，還體現(xiàn)在海底底質(zhì)多變，可能是砂、泥或基巖，導致儀器收放難度大；(2)儀器對施放位置的要求較高，往往需要尋找非常平坦的海區(qū)進行儀器釋放，因為儀器是否垂直海底面觀測直接影響數(shù)據(jù)質(zhì)量，但在動態(tài)的船舶上很難實現(xiàn)儀器裝置的準確釋放；(3)現(xiàn)有儀器裝備探測的海底地形地貌數(shù)據(jù)類型少，很難揭示海底地形地貌變化規(guī)律，也難以保障海底地形安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測
方法與裝置。
[0006]本發(fā)明近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測裝置采用如下技術方案:
一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測裝置，包括四邊架、連接部、儀器倉和微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組，四邊架由拉環(huán)、斜四邊架、上支架、下支架、支柱和防陷板組成，構成裝置的外框架；連接部主要由萬向軸、上法蘭盤、下法蘭盤組成，四邊架通過連接部連接儀器倉；儀器倉通過倉底部儀器孔固定微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組。
[0007]作為優(yōu)選，所述裝置中的斜四邊架為四角錐型結構，拉環(huán)連裝斜四邊架頂角，拉環(huán)用于投放和標識裝置；斜四邊架四角連裝上支架、下支架和支柱，四邊架起負重與支撐科學儀器作用；支柱尾端連裝防陷板，圓形的防陷板增大裝置受力面積。
[0008]作為優(yōu)選，所述裝置中的四邊架中心連裝連接部，連接部中的萬向軸連裝上法蘭盤，萬向軸確保儀器倉始終豎直向下；下法蘭盤通過焊接處連裝儀器倉，上法蘭盤、下法蘭盤通過上螺孔、下螺孔固定，儀器倉可根據(jù)需要拆卸與更換。
[0009]本發(fā)明近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法采用如下技術方案:
一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法，包括下列步驟: 步驟1:裝置連接與儀器調(diào)試
1.1)檢查所述的裝置的四邊架、連接部、儀器倉是否焊接牢固，所述的萬向軸轉(zhuǎn)向是否靈活正常，所述的上法蘭盤，下法蘭盤是否連接牢固，所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組是否固定；
1.2)檢查所述的壓力傳感器，高度計，存儲單元，三維聲吶，海底攝像機是否正常工作；將所述的高度計和海底攝像機連接電腦，檢查數(shù)據(jù)是否正常接收；
步驟2:裝置投放
2.1)量取所述的高度計距離所述的裝置底部的高度，作為判斷裝置是否投放到海底的依據(jù)；
2.2)所述的拉環(huán)連接繩索，所述的高度計和海底攝像機連接數(shù)據(jù)線，所述的數(shù)據(jù)線與繩索固定；
2.3)投放過程中，所述的高度計的數(shù)據(jù)和海底攝像機的畫面實時接收，當所述的高度計的高度與步驟2.1中所述的高度相一致時，認為儀器已投放至海底，同時通過所述的海底攝像機觀察周圍地形是否合適裝置放置，實現(xiàn)裝置投放的動態(tài)監(jiān)視；
步驟3:裝置作業(yè)與回收
3.1)所述的裝置投放完畢后，所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組即可正常工作，其中所述的壓力傳感器用于探測潮汐變化，所述的高度計用于探測定點水深的時序變化，所述的三維聲吶用于探測海底三維地形變化，所述的海底攝像機用于實時監(jiān)測海底微地貌變化，所述存儲單元用于實時存儲微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組探測的海底地形地貌變化數(shù)據(jù)；
3.2)所述的裝置完成作業(yè)后，所述的拉環(huán)連接繩索進行回收。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
(I)安全性。防陷板結構增大了裝置的受力面積，適用于沙質(zhì)和泥質(zhì)等復雜海底觀測；負重支柱增加裝置的慣性，降低了裝置傾倒和被掩埋的危險性。
[0011](2)穩(wěn)定性。四邊架結構在海底可穩(wěn)定施放；萬向軸結構保證觀測設備垂直海底觀測而不受海底微地形起伏影響，保障獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
[0012](3)可拆卸性。法蘭盤結構便于儀器安裝、拆卸與更換。
[0013](4)多功能性。壓力傳感器可探測潮汐變化；高度計可定點探測海底地形變化；三維聲納可探測海底微地形面的動態(tài)變化；海底攝像機可拍攝海底地形地貌的動態(tài)變化影像；儀器倉結構可容納多種海洋觀測儀器。
[0014]本發(fā)明可在海底地形地貌近底探測、海洋測繪、海洋監(jiān)測、海洋工程和海洋科學研究中廣泛使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明的俯視結構示意圖；
圖3是圖1中防陷板的側(cè)視結構示意圖；
圖4是圖3的俯視結構意圖；
圖5是圖1中連接部上法蘭盤的俯視結構示意圖； 圖6是圖5的側(cè)視結構示意圖；
圖7是圖1中連接部下法蘭盤的仰視結構示意圖；
圖8是圖7的側(cè)視結構意圖；
圖9是圖1中儀器倉的側(cè)視結構示意圖；
圖10是圖9的俯視結構意圖；
圖11是圖10的仰視結構示意圖；
圖12是圖1中微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組的結構示意圖。
[0016]圖中:1、四邊架，1.1拉環(huán)，1.2、斜四邊架，1.3、上支架，1.4、下支架，1.5、支柱，1.6、防陷板，2、連接部，2.1、萬向軸，2.2、上豎桿，2.3、上法蘭盤，2.4、上螺孔，2.5、下法蘭盤，2.6、下螺孔，2.7、下豎桿，3、儀器倉，3.1、儀器倉支架，3.2、焊接處，3.3、儀器孔，4、微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組，4.1、壓力傳感器，4.2、高度計，4.3、存儲單元，4.4、三維聲吶，4.5、海底攝像機。
【具體實施方式】
[0017]為能進一步了解本發(fā)明的技術內(nèi)容、特點及功效，茲列舉以下實例，并配合附圖詳細說明如下。
[0018]實施例1
一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測裝置，參照附圖1、2，四邊架I由拉環(huán)1.1、斜四邊架
1.2、上支架1.3、下支架1.4、支柱1.5和防陷板1.6 (參照附圖3、4)組成，構成裝置的外框架；斜四邊架1.2為四角錐型結構，拉環(huán)1.1連裝斜四邊架1.2頂角，拉環(huán)1.1起投放與標識裝置作用；斜四邊架1.2四角連裝上支架1.3、下支架1.4和支柱1.5，起負重與加固裝置作用；支柱1.5尾端連裝防陷板1.6，圓形的防陷板1.6增大裝置受力面積。四邊架I中心連裝連接部2，連接部2中的萬向軸2.1焊接上豎桿2.2連裝上法蘭盤2.3 (參照附圖5、6)，萬向軸2.1確保儀器倉3始終豎直向下；下法蘭盤2.5 (參照附圖7、8)通過下豎桿2.7焊接儀器倉3頂部焊接處3.2連裝儀器倉3，上法蘭盤2.3、下法蘭盤2.5通過上螺孔2.4、下螺孔2.6固定；儀器倉3 (參照附圖9、10、11)通過倉底部儀器孔3.3固定微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組4 (參照附圖12)，包括壓力傳感器4.1，高度計4.2，三維聲吶4.4，海底攝像機4.5以及存儲單元4.3組成。
[0019]實施例2
一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測裝置，連接部2的上法蘭盤2.3、下法蘭盤2.5通過上螺孔2.4、下螺孔2.6固定，儀器倉3可根據(jù)需要拆卸與跟換；儀器倉3通過倉底部儀器孔3.3固定微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組4，可依據(jù)不同的研究目的，添加或更換儀器。其余同實施例1。
[0020]實施例3
一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法，包括下列步驟:
步驟1:裝置連接與儀器調(diào)試
1.1)檢查所述的裝置的四邊架1、連接部2、儀器倉3是否焊接牢固，所述的萬向軸2.1轉(zhuǎn)向是否靈活正常，所述的上法蘭盤2.3，下法蘭盤2.5是否連接牢固，所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組4是否固定； 1.2)檢查所述的壓力傳感器4.1，高度計4.2，存儲單元4.3，三維聲吶4.4，海底攝像機
4.5是否正常工作；將所述的高度計4.2和海底攝像機4.5連接電腦，檢查數(shù)據(jù)是否正常接收；
步驟2:裝置投放
2.1)量取所述的高度計4.2距離所述的裝置底部的高度，作為判斷裝置是否投放到海底的依據(jù)；
2.2)所述的拉環(huán)1.1連接繩索，所述的高度計4.2和海底攝像機4.5連接數(shù)據(jù)線，所述的數(shù)據(jù)線與繩索固定；
2.3)投放過程中，所述的高度計4.2的數(shù)據(jù)和海底攝像機4.5的畫面實時接收，當所述的高度計4.2的高度與步驟2.1中所述的高度相一致時，認為儀器已投放至海底，同時通過所述的海底攝像機4.5觀察周圍地形是否合適裝置放置，實現(xiàn)裝置投放的動態(tài)監(jiān)視；
步驟3:裝置作業(yè)與回收
3.1)所述的裝置投放完畢后，所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組4即可正常工作，其中所述的壓力傳感器4.1用于探測潮汐變化，所述的高度計4.2用于探測定點水深的時序變化，所述的三維聲吶4.4用于探測海底三位地形變化，所述的海底攝像機4.5用于實時監(jiān)測海底微地貌變化，所述存儲單元4.3用于實時存儲微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組探測的海底地形地貌變化數(shù)據(jù)。
[0021]3.2)所述的裝置完成作業(yè)后，所述的拉環(huán)1.1連接繩索進行回收；
將海底攝像機同時用于投放過程的監(jiān)視和到達工作海底的監(jiān)測有助于提高監(jiān)測成功率，尤其適用于未知或環(huán)境多變海域海底的研究和探索。
[0022]實施例4
因為近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測裝置為了適應海底的惡劣環(huán)境，整體上已經(jīng)具有安全性和穩(wěn)定性，所以投放到海底的過程是可以選擇的。沒有實時監(jiān)視的情況下，也可以順利到達欲工作的海底，開展監(jiān)測工作。有時候，為了節(jié)省電力，或者重復監(jiān)測時，關閉實時監(jiān)視顯得有所必要。
【權利要求】
1.一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，它包括四邊架(I)、連接部(2)、儀器倉(3)和微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組(4)，四邊架(I)包括拉環(huán)(1.1)、斜四邊架(1.2)、上支架(1.3)、下支架(1.4)、支柱(1.5)和防陷板(1.6)，構成所述裝置的外框架；連接部(2)主要由萬向軸(2.1)、上法蘭盤(2.3)、下法蘭盤(2.5)組成，四邊架(I)通過連接部(2)連接儀器倉(3);儀器倉(3)內(nèi)安置微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組(4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的通過儀器倉(3)底部設有倉底部儀器孔(3.3)，通過所述的倉底部儀器孔(3.3)固定所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組(4)。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的斜四邊架(1.2)為四角錐型結構，拉環(huán)(1.1)連裝斜四邊架(1.2)頂角，斜四邊架(1.2)四角連裝上支架(1.3)、下支架(1.4)和支柱(1.5)，四邊架(I)起負重與支撐作用；支柱(1.5)尾端連裝防陷板(1.6)，圓形的防陷板(1.6)增大受力面積。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的四邊架(I)的中心連裝連接部(2)，所述的連接部(2)進一步包括上豎桿(2.2)、下螺孔(2.6)、上螺孔(2.4)、下豎桿(2.7)，所述的萬向軸(2.1)通過上豎桿(2.2)連裝上法蘭盤(2.3)，下法蘭盤(2.5)通過下豎桿(2.7)、焊接處(3.3)連裝儀器倉(3);上法蘭盤(2.3)、下法蘭盤(2.5)通過上螺孔(2.4)、下螺孔(2.6)使用螺栓固定。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組(4)包括壓力傳感器(4.1)、高度計(4.2)，三維聲吶(4.4)，海底攝像機(4.5)以及存儲單元(4.3)，壓力傳感器(4.1)、高度計(4.2)，三維聲吶(4.4)，海底攝像機(4.5)分別與存儲單元(4.3)相連。
6.一種近海底微地形地貌動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟1:裝置連接與儀器調(diào)試 .1.1)檢查所述的裝置的四邊架(I)、連接部(2)、儀器倉(3)是否焊接牢固，所述的萬向軸(2.1)轉(zhuǎn)向是否正常，所述的上法蘭盤(2.3)，下法蘭盤(2.5)是否連接牢固，所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組(4)是否固定； .1.2)檢查所述的壓力傳感器(4.1)，高度計(4.2)，存儲單元(4.3)，三維聲吶(4.4)，海底攝像機(4.5)是否正常工作；將所述的高度計(4.2)和海底攝像機(4.5)連接電腦，檢查數(shù)據(jù)是否正常接收； 步驟2:裝置投放 .2.1)量取所述的高度計(4.2)距離所述的裝置底部的高度，作為判斷裝置是否投放到海底的依據(jù)； .2.2)所述的拉環(huán)(1.1)連接繩索，所述的高度計(4.2)和海底攝像機(4.5)連接數(shù)據(jù)線，所述的數(shù)據(jù)線與繩索固定； .2.3)投放過程中，所述的高度計(4.2)的數(shù)據(jù)和海底攝像機(4.5)的畫面實時接收，當所述的高度計(4.2)的高度與步驟2.1中所述的高度相一致時，認為儀器已投放至海底，同時通過所述的海底攝像機(4.5)觀察周圍地形是否合適裝置放置，實現(xiàn)裝置投放的動態(tài)監(jiān)視； 步驟3:裝置作業(yè)與回收 .3.1)所述的裝置投放完畢后，所述的微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組(4)即可正常工作，其中所述的壓力傳感器(4.1)用于探測潮汐變化，所述的高度計(4.2)用于探測定點水深的時序變化，所述的三維聲吶(4.4)用于探測海底三維地形變化，所述的海底攝像機(4.5)用于實時監(jiān)測海底微地貌變化，所述存儲單元(4.3)用于實時存儲微地形地貌動態(tài)監(jiān)測儀器組探測的海底地形地貌變化數(shù)據(jù)； ·3.2)所述的裝置完成·作業(yè)后，所述的拉環(huán)(1.1)連接繩索進行回收。
【文檔編號】G01C13/00GK103438870SQ201310373682
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權日:2013年8月26日
【發(fā)明者】吳自銀, 周潔瓊, 李守軍, 尚繼宏, 趙荻能, 周勐佳 申請人:國家海洋局第二海洋研究所