南海研究站主要研究成果簡介
森林高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)采集平臺
熱帶森林高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)采集平臺由可見光高分辨率成像子系統(tǒng)和極化干涉合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)組成，該平臺安裝在無人機的下方，用于進(jìn)行熱帶森林信息采集及成像?？梢姽飧叻直媛食上褡酉到y(tǒng)的主要功能是搭載在無人機上，以獲取高質(zhì)量的圖像信息，用于熱帶森林的三維重建;能夠存儲盡可能多的圖像信息，從而保證在無人機按軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時，存儲所有拍攝的圖像信息，這不僅需要硬件系統(tǒng)的處理速度要快，還需要在軟件上提供更有效的圖像編碼方式來壓縮圖片，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲能力。
無人機搭載合成孔徑雷達(dá)升空時間短、操作簡單、可以迅速到達(dá)觀測區(qū)進(jìn)行飛行，特別適合對近距和帶狀地區(qū)（深林、河道、山丘等）成像，能大大增強無人機的探測能力。干涉合成孔徑雷達(dá)能實現(xiàn)對觀測目標(biāo)的三維成像，即能夠獲取目標(biāo)的三維坐標(biāo)。極化干涉合成孔徑雷達(dá)則是將雷達(dá)干涉測量與極化測量進(jìn)行結(jié)合，能夠充分發(fā)揮極化測量的優(yōu)勢，有效解決散射機制存在的局限性問題，提高干涉測量的精確度，進(jìn)一步得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
該系統(tǒng)可對森林火災(zāi)及病蟲害等進(jìn)行無人智能檢測及預(yù)警。
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)
本系統(tǒng)用于綜合監(jiān)測雨量、風(fēng)速風(fēng)向、負(fù)氧離子、PM2.5、光照度、溫度和濕度的環(huán)境因子數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后將環(huán)境因子數(shù)據(jù)通過無線傳輸方式發(fā)送至基站，系統(tǒng)包括：雨量檢測模塊、風(fēng)速風(fēng)向檢測模塊、負(fù)氧離子檢測模塊、PM2.5檢測模塊、光照度檢測模塊、溫濕度檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲器。通過集成多個環(huán)境因子監(jiān)測模塊及無線傳輸模塊，集成度高；通過采用防濕電路，能應(yīng)用于森林潮濕的環(huán)境；通過采用軟件補償算法，使得本系統(tǒng)能適應(yīng)不同的氣候及環(huán)境。本系統(tǒng)設(shè)計了一套基于國產(chǎn)密碼及LoRa協(xié)議的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)終端安全接入方法及安全接入系統(tǒng)，能夠很好地解決數(shù)據(jù)傳輸過程中經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)出錯、數(shù)據(jù)不完整、數(shù)據(jù)丟失以、數(shù)據(jù)與時間不對以及數(shù)據(jù)傳輸安全應(yīng)等問題。整個系統(tǒng)由終端、網(wǎng)關(guān)、認(rèn)證服務(wù)節(jié)點、管理服務(wù)節(jié)點、LoRaWAN服務(wù)節(jié)點和數(shù)據(jù)庫服務(wù)節(jié)點六部分組成。
光雷聯(lián)動海域監(jiān)視系統(tǒng)
本產(chǎn)品融合雷達(dá)和岸基光電等多源信息實現(xiàn)了近海海面目標(biāo)的實時監(jiān)測。其基本原理是雷達(dá)用于遠(yuǎn)海目標(biāo)的掃描和跟蹤，待雷達(dá)鎖定目標(biāo)后，如該目標(biāo)進(jìn)入岸基光電系統(tǒng)的掃描范圍則岸基光電將自動搜索并鎖定該目標(biāo)，并回傳目標(biāo)的現(xiàn)場視頻圖像，以此可在監(jiān)控大屏無障礙地觀測到監(jiān)測海域的全景信息和目標(biāo)的現(xiàn)場圖像信息。本系統(tǒng)支持組網(wǎng)部署，在高速點對點微波無線通信模塊支持下，可實現(xiàn)多個島嶼的組網(wǎng)監(jiān)視。本系統(tǒng)核心技術(shù)全部為自研，突破了強海雜波背景下的雷達(dá)目標(biāo)精準(zhǔn)檢測以及惡劣工況下的海面視覺目標(biāo)檢測與識別等多項關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了光電與雷達(dá)系統(tǒng)的高效聯(lián)動和融合信號目標(biāo)探測，在IEEE GRSL、IEEE ICME等國內(nèi)外期刊和頂會發(fā)表論文10多篇，申請專利近10項。
海洋環(huán)境監(jiān)測浮標(biāo)
項目針對現(xiàn)有海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)存在的監(jiān)測實時性低、監(jiān)測時間短、監(jiān)測要素單一等問題，研究面向海洋環(huán)境應(yīng)用的浮標(biāo)平臺、多傳感器互聯(lián)、采集與存儲、“太陽能電池+蓄電池”長時供電、“北斗+4G”雙鏈路實時通信、遠(yuǎn)程運行管理與控制等關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計研制基于浮標(biāo)的近海海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)以太陽能作為長期電能供給，可實現(xiàn)對氣象（風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓），水質(zhì)（pH、濁度、溶解氧），分層水文（溫度、壓力、鹽度）等海洋環(huán)境參數(shù)的長時在線立體監(jiān)測，并具有北斗授時同步、浮標(biāo)位置上報、浮標(biāo)移位告警等輔助功能。
分裂波束與全向水平波束魚探儀
魚探儀是海洋漁業(yè)資源監(jiān)測、調(diào)查和評估及漁業(yè)捕撈的有效技術(shù)手段。分裂波束魚探儀利用回聲探測原理獲得高分辨率的漁業(yè)資源的聲學(xué)映像，能夠給出監(jiān)測區(qū)域漁業(yè)資源數(shù)量、密度和分布，并能夠?qū)误w定位和跟蹤，為水產(chǎn)養(yǎng)殖和漁業(yè)資源管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。全向水平波束魚探儀利用全向多波束電子掃描技術(shù)，獲得水下全向360°水體中魚群高分率的聲學(xué)圖像，評估魚群的位置，深度及資源數(shù)量，并能對重要經(jīng)濟魚群進(jìn)行跟蹤和識別，能夠為工作人員提供精確的魚群信息，指導(dǎo)捕撈人員進(jìn)行精準(zhǔn)的網(wǎng)具控制，實現(xiàn)遠(yuǎn)洋漁業(yè)智能化的精準(zhǔn)捕撈。魚探儀廣泛用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，漁業(yè)調(diào)查、海洋漁業(yè)資源評估，海洋生態(tài)監(jiān)測及漁業(yè)捕撈等領(lǐng)域。
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