基于北斗船位数据的浙江省流刺网捕捞努力量特征分析

基于北斗卫星获得的2017年浙江省流刺网渔船沿海生产数据,应用时空统计方法,对浙江省流刺网渔业的捕捞行为时空分布进行了分析.结果表明,流刺网渔船生产大部分集中在近岸海域,向北最远达到34°N,定位在连青石渔场,距离母港626 km;向南最远达26°N,定位在闽东渔场,距离母港309 km;向东最远达126°E,定位在江...     

基于北斗船位数据的南海外海灯光罩网渔船作业特征研究

灯光罩网是中国南海外海主要捕捞作业方式之一。为加强对南海外海灯光罩网渔船生产监测和渔船捕捞活动的有效管理,根据2017年2—5月南海外海灯光罩网渔船北斗船位数据,分析定位时间、经纬度等特征,结合作业时间、等深线等采用多层过滤法判断渔船作业状态;通过阈值筛选渔船作业的位置和时间,采用过滤窗修正法对船位点状态进行修正,计算渔船作业时长,并与渔民实际记录的纸质捕捞日志进行对比分析。结果表明：北斗船位数据提取结果和渔民实际记录的结果误差较小,航次准确率为100%,航次天数准确率为94.30%;相同作业日期准确率为92.72%;作业时长总平均绝对误差为1.12 h,平均相对误差为2.1%,具有较好的一致性。研究设计的灯光罩网渔船状态判断、作业位置确定、作业时长提取和捕捞努力量计算方法可为灯光罩网作业分析和其捕捞强度量化提供新思路。     

基于北斗船位数据的拖网渔船捕捞努力量算法研究

渔船捕捞作业行为识别算法准确率直接影响捕捞努力量的估算精度,现有的捕捞作业行为识别算法存在特征局限及算力要求高等问题。基于2019—2021年辽宁省拖网渔船的北斗船位数据计算捕捞努力量,构造含空间信息的特征向量和基于极限梯度提升算法的拖网渔船捕捞作业行为识别模型。结果表明,模型的准确率、敏感性、特异性和马修斯相关系数分别为96.47%、99.58%、95.02%和0.923 4。捕捞努力量平均绝对误差为0.100 9 kW·h,均方根误差为0.985 1 kW·h。研究证实,提出的捕捞努力量算法精度较高,可为渔业资源评估和限额捕捞管理提供基础数据支撑。     

基于北斗船位数据的拖网捕捞追溯方法研究

水产品安全关系到国计民生,北斗船位数据辅助拖网捕捞追溯,将为水产安全管理增添新的手段。根据航速与航向差的阈值确定拖网渔船捕捞状态,计算累计捕捞时间,作为某区域一段时间的捕捞强度。通过船位追溯渔船、渔场、渔港,掌握水产品的来源与累计捕捞时间,再结合渔场、渔区等信息,实现水产品的追溯。文章研究了作业渔场位置、累计捕捞时间、捕捞努力量等信息的提取方法,实现了渔港的渔船追溯并获得渔港水产品的来源地,可准确到单个捕捞渔场。     

北斗船位数据提取拖网捕捞努力量算法研究

传统的捕捞努力量统计耗时费力,并且存在延时,不能及时了解宏观的捕捞强度,本研究以象山港拖网渔船为研究对象,选择安装北斗终端的1 508艘渔船,对北斗卫星船位监控系统所获取的渔船船位、航向、航速等信息进行分析挖掘,获得捕捞强度。根据航速统计获得每艘渔船处于捕捞状态的航速阈值,如拖网船300791捕捞状态船位点阈值的航向差最小和最大分别是-50和52°,航速最小和最大分别是0.9和2.0 m/s,两者结合判断捕捞状态点,再采用过滤窗修正,在各渔区格网计算一段时间内渔船捕捞状态点的累计捕捞时间,其值与渔船功率的乘积获得捕捞努力量,物理单位为kW·h,并制作累计捕捞kW·h的格点图和插值图。该方法具有实时、大范围、快速、分辨率高的特点,能够很好地服务于渔业资源保护。     

基于北斗船位数据的江苏渔船航次分析

北斗船舶监控系统(VMS)包含渔船的位置、航速等数据,能用于挖掘渔船作业的动态信息。利用VMS数据对江苏渔船的航次和平均离岸距离进行提取,分析不同船长、类型、作业期、地区等条件下航次和平均离岸距离的特点。结果显示:1)江苏不同作业类型渔船航次差别明显,刺网航次数量最多,占总航次数的84.6%,围网和张网作业渔船的平均离岸距离和平均作业时间大于其他作业类型,围网作业渔船最远可达174.02 km;2)江苏渔船大部分为中小型渔船,作业的平均离岸距离比较小,基本在80 km以内,平均离岸距离随着吨位和功率的增大而线性增大;3)全年的航次数量变化分布整体中间低两边高,4月、9~11月航次数较多,2月、5~7月航次数较少;4)江苏不同区县渔业差距较大,航次数最多的为南通启东市、如东县和盐城射阳县,渔船作业平均离岸距离最远的为苏州太仓市,最远可达332.38 km。研究结果可为江苏省渔业管理提供参考依据。     

基于渔业统计数据的南海区渔业资源可捕量评估

基于北斗船位数据的渔船监测系统可通过船位特征反映渔船作业特点,为渔业资源的开发管理提供科学依据。对2018年南海外海大型灯光罩网渔业进行了分析。结果显示,北斗船位监控系统共记录来自广东、广西、海南三省区的121艘大型灯光罩网渔船的8 821 681条船位记录,平均每天每艘船406条。北斗船位监控系统记录船位信息的频次在省份间存在差异,且外海明显多于近岸。根据船位数据可判断大型灯光罩网的作业天数及位置变化。其中渔船春季主要在南沙海区作业,夏季主要在珠江口外海作业,秋冬季在北部湾和中、西沙海区作业;2018年共作业19 986 d,作业天数从高到低依次为春季7 768 d (38.87%)、秋季4 738 d (23.71%)、冬季4 406 d (22.04%)、夏季3 074 d (15.38%)。此外,还探讨了应用北斗船位监控系统监测大型灯光罩网渔船的优势与不足,得出利用北斗船位监控系统对南海大型灯光罩网渔船进行监测,可以快速、全面地掌握南海大型灯光罩网渔业的空间分布和动态变化。     

北斗卫星数据提取耙刺渔船作业状态方法研究

耙刺类渔具对海底破坏力较强,对其捕捞特征研究有助于完善渔法规范。耙刺是耙掘浅海底栖贝类的主动性渔具,作业过程可以分为慢速、拖曳耙刺、航行三种状态,各状态航速差别明显,能通过航速大小进行区分。北斗船位数据记录了一系列船位点的时间、航速、经纬度等信息,根据航速频率变化率可以确定阈值,由阈值区分出拖曳耙刺状态和非拖曳耙刺状态,从而计算获得拖曳耙刺状态的累计时间和拖曳里程。利用样点验证显示状态判断正确率在98%以上,可以很好的为渔业分析与管理提供参考。     

基于神经网络和VMS的渔船捕捞类型辨别

不合理的捕捞方式会导致海洋渔业资源衰退以及海洋生态环境破坏。近年来,渔船监测系统已被用于渔船安全监督、渔业资源管理、海洋生态环境保护等方面。文章以中国近海15艘流刺网渔船、39艘拖网渔船、24艘流动张网渔船共78个样本为研究对象,以BP(back propagation)神经网络为研究模型,借助2014年北斗渔船监测系统(VMS)中对应渔船的航速和航向数据对其作业方式进行辨别。结果显示,基于航速和航向的渔船作业方式辨别正确率分别为93.6%和91%,两者均能较好地对捕捞类型进行分类,且航速的分类精度高于航向。拖网和流动张网渔船分类的正确率在90%以上,而流刺网渔船仅为70%,原因可能是流刺网在空间上的移动较复杂,减弱了航速和航向变化的规律性。     

基于北斗导航系统并兼容GPS的渔船寻迹仪电路设计

针对传统渔船跟踪仪在定向和跟踪过程中经常出现跟踪慢和不容易锁定等缺陷,提出一种用于跟踪渔船行进位置轨迹仪的电路设计与实现方法。它应用国产北斗卫星导航系统,同时兼容GPS和GSM/GPRS核心技术,实现对出海渔船的寻迹和跟踪。得到的寻迹仪具有寻迹速度快和跟踪准确的特性。结果显示,寻迹仪的定位精度可达5 m,重捕获时间小于0.8 s,当电路供电电压低于设定值或渔船航速超过设定值时,寻迹仪会自动发出报警信号。     

基于渔捞日志的海阳市流刺网船渔获状况分析

为探明流刺网船的捕捞作业情况,根据海阳市2014—2016年流刺网船的渔捞日志,对流刺网船渔获状况进行了分析,并对近海渔业资源利用动态进行了初步探讨。研究表明:流刺网船分为4种作业类型,分别是A类:交替使用海蜇(Rhopilema esculentum)漂流三重刺网、鲅鱼漂流单片刺网和对虾漂流三重刺网;B类:交替使用海蜇漂流三重刺网、对虾漂流三重刺网和青鳞小沙丁鱼(Sardinella zunasi)漂流单片刺网;C类:交替使用海蜇漂流三重刺网、鲅鱼漂流单片刺网、对虾漂流三重刺网和单拖网;D类:交替使用海蜇漂流三重刺网、对虾漂流三重刺网、青鳞小沙丁鱼漂流单片刺网和单拖网。B类的全年单船日平均渔获量低于同一年的其它3类,C、D两类的全年单船日平均渔获量年间波动较大,C类和D类大部分月份单船日平均渔获量都高于A类和B类。结果显示,不同类型各年常见优势种为海蜇、口虾蛄(Oratosquilla oratoria)和三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus),夏季4类作业类型渔获物群落结构相似度较高,A、C类在春季或秋季的部分月份渔获物群落结构相似度高,B、D类在春季和秋季的部分月份群落结构相似度较高。     

Application of NaLA,a fishing net configuration and loading analysis system,to bottom gill nets

ABSTRACT:   The net-shape and loading analysis system (NaLA) was developed to determine fishing net configuration and load in a previous study. The system has since been applied to general gill nets and aquaculture nets, and its validity has been proven through model experiments in tanks. In this study, the system was applied to estimate the dynamic behavior of a bottom gill net for walleye pollock, to test the system's applicability of the system to gear operations in the field. To obtain in situ data, four bottom gill net operations were performed in February 2004 off the coast of Sawara, Hokkaido, Japan. During operations, vertical displacements of the bottom gill net's float and sinker lines were measured as representative values of gear behavior, and ocean current direction, and speed at the gear position were observed simultaneously. Then, bottom gill net behavior was simulated using NaLA, incorporating observed environmental conditions and gear specifications. The resulting calculated behavior was compared to measured behavior in terms of the relationship between net height and environmental or setting conditions. Agreement between the calculated and measured net behavior was found. Thus, it is believe that our NaLA calculation model has the potential to simulate the dynamic behavior of bottom gill nets in situ .     

Effect of thin twine on gill net size-selectivity analyzed with the direct estimation method

ABSTRACT: To analyze the effect of thin twine on gill net size selectivity, a series of fishing experiments using gill nets of two twine thicknesses (no. 0.8 of 0.16 mm diameter and no. 3 of 0.28 mm diameter) and three nominal mesh sizes (41 mm, 46 mm and 51 mm) was conducted in outdoor water tanks containing a rainbow trout ( Oncorhynchus mykiss ) population of known size frequency. For nets of the same nominal mesh size, mesh openings of the no. 0.8 twine nets were approximately 2 mm larger than those of the no. 3 twine nets. The effects of both mesh opening and twine thickness are combined in the conventional analysis with the selectivity curve against fish length. Selectivity against the ratio of fish girth to mesh perimeter was calculated to avoid the direct effect of changes in mesh openings due to twine diameter at the same nominal mesh size. Results demonstrated that the thinner twine gill net was more likely to capture rainbow trout of smaller girth than the mesh perimeter. Fish with girths smaller than the mesh perimeter were often retained by the net with its body tangled by the thinner twine, possibly due to the increased flexibility of the thinner twine.     

北斗海洋浮标数据接收与控制终端软件

寻找中心渔场是渔业捕捞生产中备受关注的问题,北斗海洋浮标可为渔场快速搜寻提供有效支持。本研究基于北斗卫星短消息通信,用面向对象的方法设计终端软件,实现海洋浮标数据的接收与控制,利用传感器数据分解包为多帧方式解决北斗短消息数据量受限问题。终端软件通过哈希表管理接收数据,用队列管理回发的信息和命令,采用多线程管理多个浮标。浮标数据接收与控制终端软件经过5组数据收发测试,单帧数据收发成功率94.6%,多帧数据收发成功率90.5%,74条控制命令发送全部成功。浮标具有小型化、成本低、长期不间断运行等特点,可应用于渔业资源探测、海洋环境监测等数据采集服务。     

基于数字孪生技术的平面渔网破损检测方法研究

为防止渔网破损造成养殖鱼类逃逸,有必要对网衣进行破损检测。为了克服人工检测劳动强度大且效率低下的缺点,实现渔网的精准实时监测,本研究提出了一种基于数字孪生的网衣破损检测方法,可利用传感器代替人工监测。该方法首先从渔网的数值仿真模型获取大量的仿真传感数据,然后将数据用于人工神经网络的训练与测试,最后生成可进行网衣破损识别的数字孪生体。数字孪生体可根据传感器监测到的数据来判断网衣是否发生破损。在数值模拟中,考虑各种波浪条件以及网衣的破损情况。在训练人工神经网络中,将有效波高Hs、谱峰周期Tp以及横纲竖纲的拉力值作为输入变量,将网衣完整状态以及破损状态作为输出。经过测试分析,该识别模型根据传感器数据识别网衣是否破损的平均准确率为94.32%,由此可见,数字孪生技术能准确检测到渔网的损坏,可以作为网衣破损检测的一种新方法。     

拖速和曳纲长度对南极磷虾中层拖网网位的影响

利用2015年2—7月随青岛远洋捕捞有限公司南极磷虾(Euphausia superba)大型中层拖网渔船"明开轮"赴南极南舍得兰群岛水域执行农业部南极海洋生物开发利用项目期间收集的网位(D)、网口高度(H)、曳纲投放长度(L)和拖速(V)等数据,分析了拖速和曳纲长度对拖网网位和网口高度的影响。本研究中,网口高度定义为网口上下纲深度之差;网位定义为网口中心位置水深。根据渔船作业习惯和虾群群体特点,曳纲投放长度范围138~258 m,每档间隔20 m。拖速1~3 kn,间隔0.5 kn。结果表明:(1)网口高度变化范围为13.6~24.1 m,网位水深变化范围为50~70 m;(2)作业过程中,南极磷虾拖网网位变化主要由曳纲长度决定,曳纲从138 m开始投放时,每增加20 m,网位平均下降深度约1.9 m,网口高度平均减小1.1 m,曳纲长度对网位和网口高度均产生极为显著的影响(P0.01);(3)拖速由1.0 kn变化至3.0 kn时,网位平均上升速率约2.9 m/kn,网口高度平均减小速率为2 m/kn,平均降低19.8%,拖速对网位和网口高度的影响显著(P0.05);(4)不同曳纲长度时的各拖速区间内的平均网位变化速率呈先减小后逐渐增大的规律。本研究结果不仅可为南极磷虾渔船船长根据虾群的群体大小、水层变化及其与网具的位置关系,适时调整曳纲长度和拖速,使网位到达预设水层,实现瞄准捕捞提供参考,还可为研究南极磷虾拖网网具性能的优化以及南极磷虾拖网网具设计的改进提供基础资料。     

基于单回波检测跟踪的深水网箱生物量评估模型研究

构造了基于声纳信号处理的深水网箱生物量评估数学模型。运用单回波脉宽检测和跟踪方法,结合二维低通滤波器,对声纳数据进行处理,去除背景噪声和其他回波,在单体鱼连续的回波踪迹中可以检测出鱼的游速和方向。同时,结合图像分析有效压缩噪声,提取有用特征来识别检测到的鱼迹,形成一种自动计数方法,提高生物量的检测概率。该方法通过提取和使用原始的回声图像,检测出运动目标,同时压缩回声图中的噪声,从而在低信噪比数据中实现对网箱中生物量的检测和估计,适合实际工程应用。