[0001] 本实用新型涉及海岸地貌监测技术领域，具体涉及一种适用于基岩海岸的集成式海岸侵蚀监测系统。

[0002] 目前海岸地貌领域对于海岸侵蚀的监测技术主要有卫星遥感、海岸监控、波浪监测和海岸微震监测等。卫星遥感技术是利用多时相卫星遥感影像监测海岸线的动态变化，能够不受监测环境的限制而实现大区域的监测，是近年来海岸学家对海岸演化监测最常用的技术手段。但是卫星遥感数据极易受到云遮和野外的影响，并且卫星遥感数据的分辨率较低(通常大于2.5米)，数据受卫星回归周期的影响而往往具有较长的时间间隔(大于6天以上)，难以对海岸侵蚀过程进行高精度连续长序列监测。海岸监控技术主要是利用高清摄像设备对海岸进行连续监控拍摄，能够记录到完整的海岸演化视频数据，并且能够对数据进行本地储存或通过网络传播形式将数据回传到基地实验室。但海岸监控仅仅能对基岩海岸的侵蚀过程进行记录，并不能记载海岸侵蚀发生时的海浪强度、海岸响应等物理特性。深海波浪浮标能够连续记录波浪参数，并通过卫星传输的方式实现数据的实时连续传输，能够对极端波浪进行提前预警。但深海波浪浮标仅适合布设在深水区，无法反应波浪经海底地形摩擦后到达海岸时的波浪情况。压力式波潮仪的体积较小，非常方便布设在浅水区域记录波浪和潮汐参数，波潮仪采用自容式采集方式，能够自行存储长时序列的波浪脉冲数据。但波潮仪仅仅能够够刻画最后作用到海岸上的波浪强度，无法反应其与海岸侵蚀的耦合关系。地震仪主要被用来记录环境中各种震源产生的震动，宽频普地震仪以其频带宽的特性可以记录更多源的地震信息，并且地震仪也可在锂电池组的供电下实现自容式作业，完整记录长时序列的地震信号。该技术此前未能单独用于基岩海岸侵蚀监测，主要是因为地震仪本身无法反应海岸侵蚀强度，而且震源的来源和发生时间也较难确认，因此该技术在分离频谱数据进行分析时往往很难确认地震信号与海浪拍击海岸时间的对应关系。以上海岸监测技术虽然正在逐渐成熟，但它们自身采集的数据都较为单一，各项数据之间的对应关系较弱，难以建立各数据之间的耦合关系，无法满足现代海岸地貌分析对多源数据的需求，因此极其需要一套能够采用统一授时且同时连续记录数据的集成式海岸侵蚀监测技术。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种适用于基岩海岸的集成式海岸侵蚀监测系统，解决传统单一海岸监测技术分别获取数据难以系统匹配的难题。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

[0005] 一种适用于基岩海岸的集成式海岸侵蚀监测系统，包括：

[0006] 波浪浮标，布设在离岸大于50公里或水深大于50米的海域，用于获取离岸波浪信息并通过卫星通信方式发送至控制站；

[0007] 海岸监控设备，架设在基岩海岸顶部，通过控制站远程控制，用于获取基岩海岸的实时影像；

[0008] 压力式波潮仪，安装于基岩海岸底部，用于获取最终到达基岩海岸的波浪信息；

[0009] 地震仪，埋设在基岩海岸顶部，用于获取波浪拍击基岩海岸造成的微震信号。

[0010] 进一步地。所述波浪浮标、海岸监控设备、压力式波潮仪及地震仪通过GPS进行统一授时。

[0011] 进一步地。所述波浪浮标包括浮体和安装在浮体上的太阳能板、波浪传感器、GPS传感器、数据卫星传输组件和航标灯。

[0012] 进一步地，所述海岸监控设备包括可调安装支架和安装在可调安装支架上的高清摄像头、供电组件、内置数据存储器和数据远端传输部件。

[0013] 进一步地，所述可调安装支架还设置有用于保护高清摄像头的防护罩。

[0014] 进一步地，所述压力式波潮仪包括高精度波浪压力传感器、内置单片机、存储元件、电池仓和USB输出接口。

[0015] 进一步地，所述地震仪采用宽频带地震仪。

[0016] 进一步地，所述宽频带地震仪包括多向位移换能宽屏带地震摆锤、处理器、大容量存储器和锂电池组。

[0017] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

[0018] 1、本实用新型通过波浪浮标提前预警极端波浪向近岸传播，从而辅助决策适时调整海岸监控设备的拍摄角度，并开启监控数据实时回传，实现对极端波浪侵蚀基岩海岸过程监测捕捉的提前预警。同时，发挥海岸监控设备远程监控的优势，对基岩海岸的侵蚀过程进行连续长时序列监测，并且可以以海岸监控的影像资料为基础，将波潮仪和宽频地震仪数据与明显海岸侵蚀事件的发生时间进行对应。采用数据自容型压力式波潮仪，易于布设在基岩海岸潮间带区域，能够记录波浪高度、周期和潮汐高度等基础物理海洋数据，揭示最终到达近岸作用于基岩海岸上的波浪强度。宽频带地震仪能够准确记录海浪作用于基岩海岸上所产生的微震信号，并且利用其记录频带宽的特点实现对不同海浪强度和不同海岸侵蚀事件所产生多频谱地震信号的数据抽取和清洗。

[0019] 2、本实用新型集成以上单一设备的优点，首先利用离岸设备(波浪浮标)解决对极端波浪的提前预警，以保证对近岸设备(海岸监控设备、压力式波潮仪、宽频带地震仪)进行及时调整，从而最大程度的捕捉基岩海岸侵蚀事件的发生过程，其次可将海岸侵蚀影像、海岸波浪、潮汐强度和波浪拍击基岩海岸产生的地面震动进行耦合分析，为理清波浪强度、地震波频和海岸侵蚀之间的关系提供观测支撑。

[0020] 3、本实用新型的监测系统使用统一授时，能够记录同一波浪侵蚀基岩海岸事件发生时的多源数据，是构建海岸侵蚀预警系统的重要基础，更有助于全面提高我国对于基岩海岸侵蚀灾害的防灾减灾能力。

[0021] 4、本实用新型的移植性较强，在完成单个区域的监测任务后，可以重复使用用于对其他基岩海岸侵蚀过程的监测。

[0024] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

[0025] 实施例

[0026] 如图1所示，本实施例的一种适用于基岩海岸的集成式海岸侵蚀监测系统，主要分为离岸监测部分和近岸监测部分，离岸监测部分包含一个波浪浮标1，近岸监测部分包含一台压力式波潮仪5、一台海岸监控设备和一台宽频带地震仪7。

[0027] 其中，离岸设备(波浪浮标1)主要记录区域大范围波浪背景场特征，特别是对可能产生海岸侵蚀的极端风浪进行提前警示，以便于对近岸设备的及时部署调整。近岸设备(压力式波潮仪5、宽频带地震仪7和海岸监控设备)主要负责记录基岩海岸侵蚀发生过程所对应的影像、波高和地震信息。波浪浮标1和海岸监控设备的数据通过卫星传输、网络通信形式进行远程实时传输，压力式波潮仪5和宽频带地震仪7数据采用自容式储存形式通过人工下载方法获取。所有监测数据经采集后由海岸地貌学或防灾减灾科研人员进行联合分析，使得监测数据成为揭示波浪动力侵蚀海岸机制的科学基础。具体的：

[0028] 波浪浮标1可商购获得，主要由浮体、太阳能板、波浪传感器、GPS传感器、数据卫星传输组件和航标灯等构成，标体直径小于3米，采样频率不低于4赫兹，布设在离岸大于50公里或水深大于50米海域，通过卫星通信方式每个小时回传有效波高、最大波高、有效波周期和平均波周期等物理海洋参数至岸上的控制站。

[0029] 压力式波潮仪5可商购获得，包含高精度波浪压力传感器、内置单片机、存储元件、电池仓和USB输出接口等，采用下埋式安装方法置于基岩海岸6底部，高精度波浪压力传感器应隐没于基岩海岸潮间带平均海面高度以下，采样频率不低于2赫兹，单次电源供电数据存储数量不少于5000万条，记录波浪最终到达基岩海岸6时的最大波高、有效波高、波平均周期、波有效周期、波浪能量和潮位高度等波浪和潮流信息。

[0030] 海岸监控设备可商购获得，通过控制站远程控制，用于拍摄极端海浪拍击海岸、岩壁崩裂和岸线后退等侵蚀过程，包含高清摄像头5、供电组件、内置数据存储器、数据远端传输部件和可调安装支架8等。可调安装支架8固定在基岩海岸6顶部，高清摄像头5安装在可调安装支架8上，根据海岸实际地形对可调安装支架8的长度进行调整，保证高清摄像头5能拍摄到完整的岩壁画面。供电组件可选用太阳能板、锂电池组或接市电为高清摄像头5供电，数据远端传输部件可选用内置流量卡将实时监控数据通过无线网路回传给控制站，同时，内置数据存储器可保留不少于2周的监控数据，以预防极端天气影响监控数据网络传输造成的数据空缺。本实施例中，高清摄像头5选用1080P彩色高分辨率摄像头，采用广角和5倍电动变焦镜头，考虑到监控区域位于海岸边，摄像头应该外加具有防晒、防雨和防尘等三防功能的防护罩，可调安装支架8则包括不短于5米的横杆，辅以斜拉钢缆固定以保证支架整体的抗风性。

[0031] 宽频带地震仪7可商购获得，内置多向位移换能宽屏带地震摆锤、处理器、大容量存储器和锂电池组，埋设在基岩海岸6顶部，且离岸边距离大于5米以上，带宽记录范围在0赫兹到80赫兹之间，允许64GB以上的存储介质接入用于数据自容式保存，作业功率不高于5W，以满足单次锂电池组供电连续3个月以上的作业时长需求，样频率不低于5赫兹，从而保证对海浪拍击海岸造成的微震信号的连续记录。

[0032] 波浪浮标1、压力式波潮仪5、宽频带地震仪7和海岸监控设备在启用时需利用GPS进行统一授时，并在维护阶段进行授时检查，从而保证整套海岸侵蚀监测系统的时间一致性。为保证系统在应用过程中的稳定性，需要对系统中的离岸设备按照不低于6个月一次的频率进行维护，对近岸设备需要每2个月进行一次电池更换和数据下载备份维护。此外，为了避免系统各项设备遭到破坏和丢失，需要在应用区进行应用运行说明，并对各设备进行所属权表明，最大限度保护设备免遭恶意破坏和盗抢。

[0033] 上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。