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海洋环境监测站位方法与应用-上海环境科学集

【摘要】:The Optimisation Method for Marine Environmental Monitoring Siting and Its Application范海梅 纪焕红 刘鹏霞 张正龙 周红宏Fan Haimei Ji Huanhong Liu Pengxia Zhang Zhenglong Zhou Honghong摘要 探讨了海洋环境监测站位优化步骤、方法和基本原则。本文探讨了海洋环境监测站位优化步骤、方法和基本原则。监测方案的优化设计与海洋环境评价是相辅相成的,监测方案的优化与评估是基于历史的监测评价结果,而科学合理的海域环境评价是基于更合理的监测方案。

The Optimisation Method for Marine Environmental Monitoring Siting and Its Application

范海梅 纪焕红 刘鹏霞 张正龙 周红宏(国家海洋局东海环境监测中心,上海201206)

Fan Haimei Ji Huanhong Liu Pengxia Zhang Zhenglong Zhou Honghong(East China Sea Environmental Monitoring Centre,State Oceanic Administration,Shanghai 201206)

摘要 探讨了海洋环境监测站位优化步骤、方法和基本原则。指出了站位优化的4 个步骤:明确监测目标;分析监测海域特征,给定抽样框架;确定站位优化方法,选择最优的监测站位;监测站位优化评估。分析表明:监测目标是进行站位优化的基础和切入点,也是选择确切的优化方法的前提;抽样框架是通过深入分析监测海域环境特征给出的;科学合理的空间数据分析方法是监测站位优化和监测评价的有效手段;优化后的站位更能最大限度地获取海洋环境信息,从而更客观地评价海域环境,为海域管理提供决策基础。

关键词:站位优化 抽样框架 通用随机方格分层算法 赤潮监控区 长江口

上海市海洋局科研基金(编号:沪海科2016-05)资助。第一作者范海梅,女,1976年生,2006年毕业于中国海洋大学海洋环境学院博士,高级工程师。(www.chuimin.cn)

Abstract Optimisation of marine environmental monitoring siting was carried out in the following four steps: to def ine monitoring targets,to analyse features of the sea area to be monitored for presetting a sampling scheme,to determine the optimisation method for choosing optimal monitoring sites,and to evaluate the siting layout.It has indicated that the monitoring targets were the basis and initial point to conduct the siting optimisation as well as the prerequisite to select an adaptable optimisation method.The sampling scheme was obtained through a thorough analysis on environmental features of the sea area to be monitored,and a scientif ic and rational method for analysing spatial data was the effective means for the siting optimisation and environmental evaluation.Through using the optimised sites,the marine environmental information could be acquired to the maximum so as to evaluate the marine environment more objectively whilst providing a decision-making basis for the marine management.

Key words:Optimisation of monitoring siting Sampling scheme Generalized random tessellation stratif ied Red tide monitoring area Yangtze estuary

监测方案的设计是海洋环境监测与评价体系中最为重要的一个环节。监测要素、监测时间和频率、监测站位、监测手段等的选择确定以及监测数据的分析与处理解释,都是监测方案需要解决的问题[1],因此,科学合理的监测方案能够保证资料的收集、处理分析满足海洋环境评价和管理的需求。优化监测方案是在现有监测体系的基础上,结合监测投入、管理需求、监测目的,对监测站位、监测要素、监测频率等进行评估优化,从而获取足够的环境信息量,使得监测投入效益最大化,达到环境评价和管理的要求。随着监测投入的增多,基于多年的海域环境监测要素的分布特征和科学的站位优化方法,对现有的监测站位进行梳理和优化,是非常有必要的。

本文探讨了海洋环境监测站位优化步骤、方法和基本原则。站位优化过程一般由4 个步骤完成:明确监测目标;分析监测海域特征,给定抽样框架;确定站位优化方法,选择最优的监测站位;监测站位优化评估。监测方案的优化设计与海洋环境评价是相辅相成的,监测方案的优化与评估是基于历史的监测评价结果,而科学合理的海域环境评价是基于更合理的监测方案。监测方案的设计和海域环境评价都需要环境信息系统的空间分析。地理空间数据分析应该包括分析方法的选择、数据处理、结果分析、误差评判等过程,整个过程也贯穿于监测站位优化的方法。