随着陆地和浅海资源的日益消耗,海洋天然水合物资源因其储量丰富、清洁环保逐渐成为世界关注的焦点。由于海洋天然气水合物开发易诱发地质灾害,加剧温室效应,造成海洋生态污染,因此开发前后必须加强海底环境变化监测。国家重点研发计划项目“水合物开发环境原位监测与探测技术”提出了对水合物开发区域沉积物土力学性质、温压场、海底地形形变及海底渗流进行长期环境原位监测研究。在此背景下,本论文提出设计一套用于对水合物环境监测数据进行集中化管理与统一化显示的海洋水合物环境原位综合监测系统。通过对水合物环境监测数据资源整合和管理,实现试采区海底环境综合监测,辅助操作人员进行分析与决策。论文对水合物综合监测系统进行深入而全面的分析,明确系统业务需求及技术指标,分析并总结主要存在的问题,采用UML统一建模语言构建系统功能模型和动态交互模型,为系统后续开发奠定基础。为应对海上复杂环境,建立星型以太网络通信结构,配合高性能服务器构建系统硬件平台,采用面向对象编程思想和C#语言设计系统软件功能和体系架构。为保障综合监测系统与其他监测系统终端稳定通信,采用组件技术开发了适用于各水合物监测系统终端的通信复用组件,基于二进制序列化技术制定统一的通信协议,优化系统间通信交互方式。为完成对多类型水合物监测数据的快速解析与动态监测,基于静态工厂模式设计系统数据访问接口,提出“多线程+数据日志表”模式实现监测数据接收与显示分离,确保数据的接收与图像化显示同步。为了实现对水合物环境监测数据有效保护,设计RSA-DES混合加密算法提高数据的保密性和传输的安全性。为了直观显示海底地形变化,研究三次样条插值算法对海底三维地形图像优化。最后采用实验室模拟和系统联调相结合方式进行系统测试。测试结果表明,水合物综合监测系统能够实现与其他监测系统终端的网络通信、数据解析及动态监测任务,系统运行良好。系统通信响应时间、对监测数据的解析效率等性能均达到设计标准,验证了水合物综合监测系统的有效性与实用性。