前言

海洋环境监测是海洋生态环境保护、海洋资源勘探，以及海事监督管理的基础，是海洋生态文明建设和海洋经济发展的重要支撑。然而，传统的海洋环境监测系统存在监测手段单一、监测范围小、监测实时性差和监测安全性能低的缺陷。在这种背景下，采用高度智能化和网联化的新型监测技术和监测装备，不仅可以提高信息采集和处理的效力，还可以联通不同的海洋环境监测体系，进而形成新型的海天耦合海洋环境无人监测系统，实现对海洋环境多维度、多粒度和多尺度的全方位实时监测。毫无疑问，这将是未来海洋环境监测系统的发展方向。

本书不仅对基于水面无人艇（unmanned surface vehicles，USV）、自主式水下航行器（autonomous underwater vehicles，AUV）和微小卫星的三种新型无人监测技术的工作原理进行了详细阐述，还结合作者多年的科研工作经验，探讨了海天耦合无人监测系统的整体架构和相关应用。本书的内容框架如下：

第1～3章阐述了海洋环境监测系统的概况，以便读者了解海洋环境监测的背景和意义、海洋环境监测系统的发展现状及发展趋势。

第4～8章、第9～14章、第15～19章分别论述了USV水面环境监测系统、AUV水下环境监测系统、微小卫星天基海洋环境监测系统的发展历史、基本组成部分及其关键技术。其中，第7章、第13章和第18章重点讨论了水面、水下和天基监测技术的工作原理及相应的载荷传感器；第8章、第14章和第19章详细介绍了常用的水面、水下和卫星通信技术的工作原理和相应的组网机制。

第20～22章论述了基于人工智能和大数据的海洋监测信息处理架构、算法和应用实例。其中，第21章重点介绍了基于深度学习的海洋大数据挖掘算法；第22章给出了具体的海洋监测数据应用实例，以便读者更好地理解海洋监测系统的作用和现实意义。

在本书的末尾，作者总结了未来海洋环境监测中的四大重点研究方向和挑战，值得广大科研工作者进一步探索。(https://www.daowen.com)

本书作者在海洋工程装备领域具有丰富的理论知识和项目经验，长期与国内外从事海洋监测方向的高校和公司保持密切合作关系。为了满足广大读者群体的需要，作者尽量用浅显易懂的语言来阐述海洋环境监测系统的技术部分。

本书适合作为无人海事系统领域从事管理、教学、科研和使用的各类人员的参考用书。与国内外同类书籍相比，本书的理论性和技术先进性更强。

最后，衷心感谢参与本书编撰和校正工作的研究者（郭俊琪、周润东、孙晨阳、禤舒琪、张天琳、朱雷鸣），以及出版社的工作者，感谢他们辛勤的付出和细致严谨的工作态度。感谢广大读者对于本书的关注和支持，并真诚希望对于本书中的缺点和错误给予指正。

作　者

2020年7月