องค์ประกอบด้านสิ่งแวดล้อมทางทะเลประกอบด้วย อุตุนิยมวิทยาทางทะเล อุทกวิทยาทางทะเล ธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ทางทะเล ฟิสิกส์ทางทะเล เคมีทางทะเล ชีววิทยาทางทะเล เป็นต้น ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบหลายมิติ เช่น ส่วนติดต่อระหว่างทะเลกับอากาศ และชั้นบรรยากาศเบื้องล่าง (เช่น เมฆ ฝน หมอก ความดันอากาศ อุณหภูมิ เป็นต้น) และพื้นผิวทะเล (เช่นลม, คลื่น, น้ำแข็ง, พายุซัดฝั่ง, ละอองน้ำเค็ม, รังสีจากดวงอาทิตย์, อุณหภูมิ, ความเค็ม, น้ำขึ้นน้ำลงเป็นต้น) ใต้น้ำ (เช่นคลื่นภายใน, การไหลเวียน, ชั้นอุณหภูมิแปรผัน, ช่องเสียง, ความหนาแน่น, การนำความร้อน, ความลึกและพื้นทะเล (เช่น ธรณีวิทยา ธรณีสัณฐานวิทยา สนามแม่เหล็ก สนามแรงโน้มถ่วง ฯลฯ)

การจำแนกประเภทอุปกรณ์ตรวจวัดสิ่งแวดล้อมทางทะเล

อุปกรณ์ตรวจวัดสภาพแวดล้อมทางทะเลได้รับการออกแบบมาเพื่อรวบรวมข้อมูลสภาพแวดล้อมทางทะเล ซึ่งโดยทั่วไปเราเรียกว่าอุปกรณ์สังเกตการณ์ สำรวจ ตรวจสอบ และทำแผนที่ทางทะเล ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ ตัวเก็บรวบรวมข้อมูล ตัวประมวลผล และแพลตฟอร์มการสังเกตการณ์แบบต่างๆ ทั้งแบบติดตั้งอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่ ทั้งบนอวกาศ ในอากาศ บนฝั่ง และในทะเล (ทั้งบนผิวน้ำและใต้น้ำ)

อุปกรณ์ตรวจวัดสภาพแวดล้อมทางทะเลมีหลากหลายประเภท จำแนกตามองค์ประกอบทางสิ่งแวดล้อมได้ เช่น อุณหภูมิ ความเค็ม ความลึก คลื่น กระแสน้ำ น้ำขึ้นน้ำลง ลม เสียง และสนามแม่เหล็ก เป็นต้น จำแนกตามชนิดของเซ็นเซอร์ได้ เช่น เซ็นเซอร์เสียง เซ็นเซอร์แสง เซ็นเซอร์ไฟฟ้า เซ็นเซอร์ความร้อน และเซ็นเซอร์แม่เหล็ก เป็นต้น จำแนกตามหลักการโครงสร้างได้ เช่น เครื่องมือวัดเสียง เครื่องมือวัดแสง เครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือวัดเชิงกล และเครื่องมือตรวจวัดระยะไกลและระบบส่งข้อมูลทางไกล เป็นต้น จำแนกตามพาหนะที่ใช้ได้ เช่น เครื่องมือบนเรือ เครื่องมือใต้น้ำ เครื่องมือทุ่น เครื่องมือสถานีชายฝั่ง เครื่องมือบนเครื่องบินและดาวเทียม เป็นต้น จำแนกตามสิ่งที่วัดได้ เช่น เครื่องมือวัดอุณหภูมิ เครื่องมือวัดความเค็ม เครื่องมือวัดคลื่น เครื่องมือวัดกระแสน้ำ เครื่องมือวัดปริมาณเกลือในอาหาร เครื่องมือวัดแรงโน้มถ่วงและแรงแม่เหล็ก เครื่องมือตรวจวัดตะกอนพื้นทะเล เครื่องมือวัดแพลงก์ตอนและสิ่งมีชีวิตหน้าดิน เป็นต้น

อุปกรณ์ตรวจวัดสภาพแวดล้อมทางทะเลสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลัก ได้แก่ เครื่องมือตรวจวัดคุณสมบัติทางกายภาพของทะเล เครื่องมือตรวจวัดคุณสมบัติทางเคมีของทะเล เครื่องมือตรวจวัดทางชีววิทยาของทะเล และเครื่องมือตรวจวัดทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ของทะเล ในบรรดาอุปกรณ์เหล่านี้ เครื่องมือตรวจวัดทางทะเลสำหรับเรือมีหลากหลายที่สุด โดยสามารถแบ่งย่อยตามวิธีการใช้งานได้เป็น ประเภทใช้แล้วทิ้ง ประเภทกลับสู่ทะเลเอง ประเภทแขวนลอย และประเภทลากจูง เครื่องมือใช้แล้วทิ้งจะใช้โดยการทิ้งส่วนเซ็นเซอร์ลงทะเล และข้อมูลที่ได้จะถูกส่งไปยังเรือผ่านสายไฟหรือคลื่นวิทยุ เซ็นเซอร์จะไม่ถูกเก็บกลับหลังจากใช้งาน เครื่องมือกลับสู่ทะเลเองจะจมลงทะเลระหว่างการตรวจวัด และหลังจากเสร็จสิ้นภารกิจการวัดหรือการเก็บตัวอย่างแล้ว จะถอดน้ำหนักถ่วงออกและกลับสู่ผิวน้ำด้วยแรงลอยตัวของตัวเอง เครื่องมือแขวนลอยจะถูกส่งลงทะเลจากด้านข้างของเรือโดยใช้รอกของเรือ และใช้สำหรับการตรวจวัดเมื่อเรือจอดทอดสมอหรือลอยลำ เครื่องมือลากจูงจะถูกวางลงทะเลจากท้ายเรือและลากไปด้านหลังเรือเพื่อทำการตรวจวัดขณะเรือแล่น

อุปกรณ์สำหรับการสังเกตการณ์ การสำรวจ การเฝ้าระวัง และการทำแผนที่มหาสมุทร มีลักษณะร่วมกันหลายประการในแง่ของประเภทเครื่องมือ องค์ประกอบการวัด วิธีการทำงาน การประมวลผลข้อมูล และผลลัพธ์ที่ได้ อย่างไรก็ตาม วัตถุประสงค์ในการใช้งานและข้อกำหนดของผลลัพธ์นั้นแตกต่างกัน ดังนั้นจึงมักเป็นเรื่องยากที่จะจำแนกประเภทอย่างเฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่น เรือสำรวจมหาสมุทรสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งแพลตฟอร์มปฏิบัติการสำหรับการสำรวจมหาสมุทรและแพลตฟอร์มปฏิบัติการสำหรับการเฝ้าระวังและทำแผนที่มหาสมุทร อีกตัวอย่างหนึ่งคือ เครื่องวัดกระแสน้ำแบบอะคูสติกดอปเปลอร์ (ADCP) ซึ่งเป็นอุปกรณ์สังเกตการณ์สำหรับการสำรวจมหาสมุทรและการเฝ้าระวังมหาสมุทร และเมื่อใช้ในการวางแผนโครงการก่อสร้างท่าเรือในมหาสมุทร ก็จะกลายเป็นอุปกรณ์สังเกตการณ์สำหรับการทำแผนที่มหาสมุทร

อุปกรณ์สำรวจมหาสมุทรประกอบด้วยแพลตฟอร์มทางทะเลต่างๆ เช่น ดาวเทียมสำหรับการสำรวจระยะไกล อากาศยานไร้คนขับ เครื่องร่อนคลื่น เครื่องร่อนใต้น้ำ ยานใต้น้ำอัตโนมัติ (AUV) เรือดำน้ำไร้คนขับควบคุมระยะไกล เรือไร้คนขับบนผิวน้ำ ระบบที่ติดตั้งบนพื้นทะเล เรือสำรวจมหาสมุทร เป็นต้นทุ่นลอยในมหาสมุทรเครือข่ายสังเกตการณ์มหาสมุทรแบบเรียลไทม์ รวมถึงอุปกรณ์วัดหรือเซ็นเซอร์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์เสียงเครื่องวัดกระแสน้ำแบบดอปเปลอร์ (ADCP)เครื่องมือวัดความลึกใต้น้ำ ได้แก่ เครื่องวัดความลึกแบบหลายลำแสง โซนาร์แบบสังเคราะห์รูรับแสง (SAS) เครื่องมือวัดอุณหภูมิ ความเค็ม และความลึก (CTD) เครื่องวัดสนามแม่เหล็กในมหาสมุทร โซนาร์แบบสแกนด้านข้าง เครื่องวัดความโน้มถ่วงในมหาสมุทร ระบบแผ่นดินไหวแบบช่องสัญญาณเดียว เครื่องวัดการไหลของความร้อนใต้ทะเล ระบบกำหนดตำแหน่งเสียงใต้น้ำ กับดักตะกอน ระบบโซนาร์สามมิติ เครื่องวัดระดับน้ำ และอุปกรณ์นำทางเฉื่อยใต้น้ำ