南海研究站主要研究成果简介
森林高分辨率遥感影像数据采集平台
热带森林高分辨率遥感影像数据采集平台由可见光高分辨率成像子系统和极化干涉合成孔径雷达系统组成,该平台安装在无人机的下方,用于进行热带森林信息采集及成像。可见光高分辨率成像子系统的主要功能是搭载在无人机上,以获取高质量的图像信息,用于热带森林的三维重建;能够存储尽可能多的图像信息,从而保证在无人机按轨迹进行数据采集时,存储所有拍摄的图像信息,这不仅需要硬件系统的处理速度要快,还需要在软件上提供更有效的图像编码方式来压缩图片,提高系统的数据存储能力。
无人机搭载合成孔径雷达升空时间短、操作简单、可以迅速到达观测区进行飞行,特别适合对近距和带状地区(深林、河道、山丘等)成像,能大大增强无人机的探测能力。干涉合成孔径雷达能实现对观测目标的三维成像,即能够获取目标的三维坐标。极化干涉合成孔径雷达则是将雷达干涉测量与极化测量进行结合,能够充分发挥极化测量的优势,有效解决散射机制存在的局限性问题,提高干涉测量的精确度,进一步得到准确的测量结果。
该系统可对森林火灾及病虫害等进行无人智能检测及预警。
物联网监测系统
本系统用于综合监测雨量、风速风向、负氧离子、PM2.5、光照度、温度和湿度的环境因子数据,经处理后将环境因子数据通过无线传输方式发送至基站,系统包括:雨量检测模块、风速风向检测模块、负氧离子检测模块、PM2.5检测模块、光照度检测模块、温湿度检测模块、数据处理模块和数据存储器。通过集成多个环境因子监测模块及无线传输模块,集成度高;通过采用防湿电路,能应用于森林潮湿的环境;通过采用软件补偿算法,使得本系统能适应不同的气候及环境。本系统设计了一套基于国产密码及LoRa协议的大规模物联网终端安全接入方法及安全接入系统,能够很好地解决数据传输过程中经常出现的数据出错、数据不完整、数据丢失以、数据与时间不对以及数据传输安全应等问题。整个系统由终端、网关、认证服务节点、管理服务节点、LoRaWAN服务节点和数据库服务节点六部分组成。
光雷联动海域监视系统
本产品融合雷达和岸基光电等多源信息实现了近海海面目标的实时监测。其基本原理是雷达用于远海目标的扫描和跟踪,待雷达锁定目标后,如该目标进入岸基光电系统的扫描范围则岸基光电将自动搜索并锁定该目标,并回传目标的现场视频图像,以此可在监控大屏无障碍地观测到监测海域的全景信息和目标的现场图像信息。本系统支持组网部署,在高速点对点微波无线通信模块支持下,可实现多个岛屿的组网监视。本系统核心技术全部为自研,突破了强海杂波背景下的雷达目标精准检测以及恶劣工况下的海面视觉目标检测与识别等多项关键技术,实现了光电与雷达系统的高效联动和融合信号目标探测,在IEEE GRSL、IEEE ICME等国内外期刊和顶会发表论文10多篇,申请专利近10项。
海洋环境监测浮标
项目针对现有海洋环境监测系统存在的监测实时性低、监测时间短、监测要素单一等问题,研究面向海洋环境应用的浮标平台、多传感器互联、采集与存储、“太阳能电池+蓄电池”长时供电、“北斗+4G”双链路实时通信、远程运行管理与控制等关键技术,设计研制基于浮标的近海海洋环境立体监测系统。系统以太阳能作为长期电能供给,可实现对气象(风速、风向、气温、气压),水质(pH、浊度、溶解氧),分层水文(温度、压力、盐度)等海洋环境参数的长时在线立体监测,并具有北斗授时同步、浮标位置上报、浮标移位告警等辅助功能。
分裂波束与全向水平波束鱼探仪
鱼探仪是海洋渔业资源监测、调查和评估及渔业捕捞的有效技术手段。分裂波束鱼探仪利用回声探测原理获得高分辨率的渔业资源的声学映像,能够给出监测区域渔业资源数量、密度和分布,并能够对单体定位和跟踪,为水产养殖和渔业资源管理提供准确的数据。全向水平波束鱼探仪利用全向多波束电子扫描技术,获得水下全向360°水体中鱼群高分率的声学图像,评估鱼群的位置,深度及资源数量,并能对重要经济鱼群进行跟踪和识别,能够为工作人员提供精确的鱼群信息,指导捕捞人员进行精准的网具控制,实现远洋渔业智能化的精准捕捞。鱼探仪广泛用于水产养殖,渔业调查、海洋渔业资源评估,海洋生态监测及渔业捕捞等领域。
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