尼尔森等人提出了基于整体环境监测方法的综合环境制图和监测(integrated environmental mapping and monitoring,IEMM)概念,该方法根据目的和对象或感兴趣区域进行调整。提议的IEMM概念描述了这样一个系统的不同步骤:从调查任务到选择参数,传感器,传感器平台,数据收集,数据存储,分析和数据解释,实现可靠的决策。除了基本参数的测量之外,数据解释的质量还取决于数据的空间和时间分辨率,以及覆盖范围。因此,在任务规划过程中必须考虑空间和时间的动态。
相关技术平台的时间和空间分辨率,以及覆盖能力如图13.3所示,对应数量级表示。空间和时间的覆盖和需求将取决于任务目的,而不同的决策者,如科学家,政府人员和企业家可能有另外的需求。正如Nilssen等人所建议的那样:平台的能力和局限性,任务目的和目标或领域,以及参与综合运营的能力,包括互补平台具有相同的重要性。在这种情况下,水下平台可以是着陆器或系泊设备、ROV、AUV和滑翔机。为了取得成功,各个平台的改进以及与网络中不同平台的集成都非常重要。这种综合方法包括USV、船舶、UAV、飞机和卫星遥感等。最近,对UAV和自主的研究增加了将低成本无人机作为传感器平台和通信集线器应用于地面或空中传感器平台之间的兴趣。支持AUV作业的母船,与发射船有一定距离。
图13.3 不同平台的空间和时间分辨率和覆盖范围
对于沉船,分解的时间常数是多年,这取决于水深,温度和位置。沉船的分解可能需要几年甚至几千年。然而,对于地质变化,时间常数大多在数千至数百万年的数量级,使得过程的动态不可观察。对于行业发展,人们可能对航道或其他可能在几年内发生变化的结构感兴趣;生物和海洋过程通常具有更低的时间常数,并且可以更快速度地改变几十年。这样的过程可以是浮游生物的分布或两个不同水体之间的混合;对于潮汐等海洋学过程,可以使用声学多普勒电流分析仪观察到电流和时间变化,时间常数可以达到数小时至数年。(www.xing528.com)
过程精度既定义了所需的传感器精度,又定义了所需的导航精度。表13.1反映了试图使用有效载荷传感器记录的过程的典型动态,参见图13.3中提出的过程时间常数的数字是为了强调过程动态规划运作的影响而进行的概括。在这种情况下,时间常数超过十年的过程可以被认为是不变的。当时间常数介于10年和1周之间时,可以使用重复的时间序列调查来记录。当时间常数低于1周时,可以尝试在单个操作中解决。较低的时间常数需要较高的时间分辨率,可能需要多个水下平台,或者可能需要着陆器。
表13.1 通过仪器测量的过程的时间常数
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