CN105210947B - 一种改善和增进观赏鱼类体征品质的调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种观赏鱼类体征品质的调控方法，包括如下步骤：(1)确定观赏鱼体征指标，对其进行量化处理；(2)采集水质因子数据并组成k维向量；(3)测定各向量组的特定水质环境下特定时间范围内观赏鱼的体征指标的变化值Δq；(4)测定体征指标变化期的时长T_L；(5)预设体征指标变化值ΔQ或Q值，选择步骤(3)所得不同水质环境下测定的Δq进行累积(可重复或部分选取)，直至达到ΔQ值或Q值，即得体征指标变化模型；(6)基于步骤(5)所得模型，确定相应的水质环境条件，并以此对水质进行系统调控。采用所述方法可使观赏鱼体征品质得到提升，并有效分析、辨识和调控观赏鱼体征变化，促进观赏鱼养殖效益的改善和增进。

Description

一种改善和增进观赏鱼类体征品质的调控方法

技术领域

本发明涉及水产养殖工程技术领域，特别是一种改善和增进观赏鱼类着色品质的调控方法。

背景技术

水质环境的差异对观赏鱼类的体征变化过程存在不同影响，并且水质等环境参数的不同而存在品质差异。观赏鱼色彩鲜艳、姿态优美，是具有较高经济附加值、资源消耗较少的观赏性、非食用性淡水鱼类。养殖水质环境存在复杂性、多变性和不确定性等特点，观赏鱼因其区别于淡水鱼类的非食用观赏性、体征变化的不可逆性、对养殖环境的敏感性，因而对水质要求存在特殊性，其中硝酸盐含量、温度、溶解氧含量、PH值等的变化对观赏鱼体征变化存在不确定性。且观赏鱼着色等体征变化存在时间性，在其转色期对其过程进行适当的干预可以实现对其品质的改善。尤其在体征变化的关键时期(转色、发育等)，水质参数的微小变化都会影响观赏鱼类品种特征的有效表达，从而影响其观赏价值。

因此，有必要对观赏鱼养殖过程进行环境调控，以确保其观赏价值的形成，应对水产养殖病害风险，突破名贵鱼类养殖技术壁垒。

发明内容

本发明的目的是提供一种观赏鱼类体征品质的调控方法，采用所述方法可使观赏鱼体征品质得到提升，并有效分析、辨识和调控观赏鱼体征变化，促进观赏鱼养殖效益的改善和增进。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种观赏鱼类体征品质的调控方法，包括如下步骤：

(1)确定观赏鱼体征指标，对其进行量化处理，记为q值；

(2)采集水质因子数据，并组成k维向量；

(3)测定在步骤(2)所述各向量组的特定水质环境下特定时间范围内观赏鱼的体征指标的变化值Δq_i；

(4)测定体征指标变化期的标准时长T_L0，并确定实际所需作用时长T_L1＝nT_L0；

(5)预设体征指标变化量值ΔQ或预计达到的体征指标值Q，选择步骤(3)所得不同水质环境下特定时间内测定的Δq_i中的部分数值进行累积，可进行部分或重复选取，直至达到ΔQ或Q值，即得体征指标变化模型或

(6)基于步骤(5)所得模型，确定相应的水质环境条件，并以此对水质进行调控。

本发明所述的调控方法中，步骤(1)中，所述体征指标选自观赏鱼的体型、尺寸、形状、体色、纹理等。(其中，体型是指观赏鱼大小或者依据鱼体体长体宽体高的比例关系，尺寸是指观赏鱼的长宽高，形状是指观赏鱼局部的几何形状，如尾形、眼形、鳍形等)

本发明所述的调控方法中，步骤(1)中，所述体征指标的量化是指将体征指标依据本领域技术人员所掌握的常用公式转化为数值，以便于更准确的衡量体征指标的变化情况。不同的体征指标的量化公式不尽相同，但其均受水质条件参数组的作用而建立模型，故其表示均采用Q表示；例如：体型指标量化为体宽与身长之比Q＝体宽/身长，尺寸指标量化为具体部位实际的几何尺寸Q＝(mm、°等)，体色指标量化为Q＝L+a+b，纹理指标量化Q为纹理面积(mm²)或着色纹理与体面面积之比。

本发明所述的调控方法中，步骤(2)中，所述水质因子包括但不限于温度、pH值、溶解氧含量、电导率、水体中光强、硝酸盐含量、亚硝酸盐含量。

本发明所述的调控方法中，步骤(2)中，所述k维向量X＝(x_1,x_2,…x_k)^T；其中，x₁、x₂、x₃…分别表示温度、pH值、溶解氧含量、电导率、水体中光强、硝酸盐含量、亚硝酸盐含量。

本发明所述的调控方法中，步骤(2)中，所述各水质因子的采集范围为适宜观赏鱼类生长的水质条件变化范围；所述向量的有效分组均在观赏鱼类的适宜环境参数范围内但不限于此范围。所述水质因子的分组方法为原则上将每个水质因子依据其变动范围划分至少3～5组(理论上有一个最佳值)；依本方法，对单个水质因子的分组即可完成简单模型的构建；当然在操作可实施(水质控制精度)的条件下分组越细分越好；本发明中水质因子k维向量的分组数量为每个水质因子分组数的乘积，并优先选择水质因子组间距或Δq值较大的水质条件组作为有效水质条件组，以增进该方法的有效性。

本发明所述的调控方法中，步骤(4)中，所述标准时长T_L0为观赏鱼的Q值不再变化的终了时间与Q值开始变化的初始时间之差。在实际养殖过程中，通常会因实际需求对时长进行干预，因此，在测定体征指标变化期时长T_L0时，通常引入时长调整系数n作为单纯调整环境条件组合的补充或加强，其中，n＝T_L1/T_L0(T_L0为标准测定时长，T_L1为实际所要求的时长)，通常情况下n＝1，但如果预缩短环境干预时长，则取n<1；若有意延长干预时长，保证色素累积质量与稳定，则取n>1，具体取值因前述公式实际为准。

本发明所述的调控方法中，步骤(5)中，所述模型可具体表示为：ΔQ＝Δq₁+Δq₂+Δq₃……；各Δq_i可部分或重复选取，且各Δq_i时长之和等于T_L(即或其中，Q为预计达到的体征指标值，Q₀为模型作用的初始值，ΔQ为预设体征指标变化量值，n为时长调整系数，Δq_i为不同水质环境下特定时间范围内观赏鱼的体征指标的变化值)。基于调控目的的不同，Δq_i的选择标准也不同，如可以选择Δq_i较大的水质因子向量组来缩短着色过程的实际时长；也可以选择变化量较小的水质因子向量组来延缓体质指标的实际变化量。

考虑到体征指标变化过程随其测定起始时间的不同，体征指标变化存在减缓或加速的情况，为了进一步提高调控的准确性，还可在上述方法中引入修正值λ。具体是将前一次调控后测得的体征指标实际变化值ΔQ’与前一次调控的预设变化值ΔQ之比作为对模型的修正值，即λ＝(前一次调控的实际体征指标变化ΔQ’/前一次调控预测值ΔQ)，Δq_i’＝λΔq_i，所以(Δq₁+Δq₂+Δq₃+……)。

本发明所述的调控方法可以作为养殖流程的一部分，对养殖过程(尤其在体征指标变化最为关键的时间段使用)，然后再置于普通养殖池中进行养殖，在一定程度上促进与优化了养殖流程；如果条件允许，还可以进一步增大或扩展使用的养殖周期范围，即不止限于体征变化的时期。对于存在体征变化关键期的品种，主要在体征变化关键期使用该调控方法；对于不存在体征变化关键期的养殖品种，主要在出塘时或将要售出的前期使用该方法，且其建模时的单位时间也相对缩短。

采用本发明所述的调控方法，具有以下明显优点：(1)能够构建针对不同品种观赏鱼体征，构建其关键环境参数调控模型，建立精细化养殖系统，实现观赏鱼养殖过程环境的管理与调控；(2)改善和提高观赏鱼类的着色效果、维持效果，提高其着色品质，保证其体征表现的完整性及品质，提高观赏鱼养殖的经济效益和管理决策水平；(3)能够在一定程度上干预和调整体征变化过程，部分减少因前期失误造成的对养殖过程的干扰，达到调控与干预的目的；(4)能够在一定程度上突破名贵鱼类繁养殖技术壁垒，有效应对观赏鱼类养殖病害风险，推动观赏鱼繁养殖技术推广与养殖模式转变。

附图说明

图1为本发明所述调控方法的流程图。

图2为观赏鱼类体征变化调控系统构成的基本逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图对本方法的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本说明的方法。

实施例1

本实施例以草金鱼在养殖过程中的体色指标变化的增进与改善为例，具体阐述本发明所述方法的实施过程与有益效果，具体步骤如下：

1)、以色彩色差仪记录草金鱼的红质部分的体色指标L、a、b；并进行量化，即q＝L+a+b；(L、a、b是Lab色彩模型，明度(L)和有关色彩的a,b三个要素组成，由色彩色差计测定)；

2)、采集水质因子数据，并组成k维向量；

水质因子主要为：温度WT，溶氧量DO，PH值，电导率DD，亚硝酸盐含量NO₂，光照强度LX，均由各种传感器获取；水质因子的采集范围为适宜草金鱼生长的水质条件变化范围，如温度范围“20～28”，溶解氧范围“6.0～8.0”，pH值范围“6.5～8.0”，电导率范围“1000～2500”，亚硝酸盐范围“0.00～0.30”，光照强度范围“400～1000”；

原则上，将每个水质因子依据其变动范围划分至少3～5组(理论上含有一个最佳值)，考虑可操作性和精确性，实际分组数量为每个水质因子分组数的乘积，即5×2×3×1×1×4＝120组。

仅以上述水质因子为变量，赋予向量组若干组值：

{28.00，8.00，7.50，2500，0.10，1000}；

{26.00，8.00，7.00，2500，0.10，800}；

{24.00，8.00，6.80，2500，0.10，600}；

{22.00，8.00，6.50，2500，0.10，400}；

{20.00，8.00，6.50，2500，0.10，400}；

{28.00，7.00，7.50，2500，0.10，1000}；

{26.00，7.00，7.00，2500，0.10，800}；

{24.00，7.00，6.50，2500，0.10，600}；

{22.00，7.00，6.50，2500，0.10，400}；

{20.00，7.00，6.50，2500，0.10，400}；

……；

整个水质检测过程均由图2中环境监控系统调控或人工调控来实现对水质因子的稳定控制；

3)、在上述若干向量组水质环境条件下测得草金鱼6h内体色变化量Δq：

{28.00，8.00，7.50，2500，0.10，1000}---Δq₁＝1.00(6h)；

{26.00，8.00，7.00，2500，0.10，800}---Δq₂＝0.85(6h)；

{24.00，8.00，6.50，2500，0.10，600}---Δq₃＝0.80(6h)；

{22.00，8.00，6.50，2500，0.10，400}---Δq₄＝0.70(6h)；

{20.00，8.00，6.50，2500，0.10，400}---Δq₅＝0.68(6h)；

{28.00，7.00，7.50，2500，0.10，1000}---Δq₆＝0.98(6h)；

{26.00，7.00，7.00，2500，0.10，800}---Δq₇＝0.82(6h)；

{24.00，7.00，6.50，2500，0.10，600}---Δq₈＝0.76(6h)；

{22.00，7.00，6.50，2500，0.10，400}---Δq₉＝0.69(6h)；

{20.00，7.00，6.50，2500，0.10，400}---Δq₁₀＝0.68(6h)；

……；

4)、计算体征指标变化期的时长T_L＝720h；本实施例中不需要对时长进行干预，即n＝1。

5)、预设体色变化值ΔQ＝100，按照从大到小的顺序，选择步骤(3)所得不同水质环境下测定的Δq，选择其中水质因子组间距较大或Δq较大的水质条件组作为有效水质条件组，可以增进方法的有效性。所以(Δq₁+Δq₁+Δq₆+Δq₂+……)＝1.00+1.00+0.98+0.85+……；且各Δq时长之和等于T_L；(其中，λ＝1)

6)、基于步骤(5)所得模型，确定相应的水质环境条件，并以选定的相应水质环境结合该方法的干预时长，对水质进行系统或人工调控，所述调控可依据图2所示的体征变化调控系统基本逻辑图。

观察调控后草金鱼体色变化情况，同时采用未采取调控方法养殖的草金鱼作为对照例。在相同的饲料喂养条件下的对比结果如下：

表1

由表1可知，采取本发明所述的调控方法，不仅在一定程度上实现了观赏鱼精细化养殖的目的，还增进和改善了观赏鱼类的养殖品质，一定程度上有效控制养殖环境对观赏鱼类体征变化关键期的影响，以工程化的手段达到人为干预观赏鱼类体征变化品质的目的，有效减轻环境造成的损失，并缩短了观赏鱼从孵化到体征定型与出售的时间，相比现有养殖技术，能够有效减轻人工劳动强度，增强养殖品质的有效性，降低了观赏鱼类的养殖风险，同时能够突破名贵鱼种的养殖壁垒、经济效益显著。

为了进一步提高调控的准确性，可在第二次调控时，将第一次调控后测得的体征指标实际变化值ΔQ’与第一次调控过程中的预设变化值ΔQ之比作为修正值，即λ＝(前一次调控的实际体征指标变化ΔQ’/前一次调控预测值ΔQ)，Δq_i’＝λΔq_i，所以(Δq₁+Δq₂+Δq₃+……)。

此外，当需要调整作用时长或对观赏鱼体色进行补充调整(即T_L1≠T_L0)的时候，实际干预的时长为T_L1＝nT_L0，此处n为时间调整系数。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (12)

1.一种观赏鱼类体征品质的调控方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)确定观赏鱼体征指标，对其进行量化处理，记为q值；

(2)采集水质因子数据，并组成k维向量；

(3)测定在步骤(2)所述各向量组的特定水质环境下特定时间范围内观赏鱼的体征指标的变化值Δq_i；

(4)测定体征指标变化期的标准时长T_L0，并确定实际所需作用时长T_L1＝nT_L0；其中，n为时长调整系数；

(5)预设体征指标变化量值ΔQ或预计达到的体征指标值Q，选择步骤(3)所得不同水质环境下特定时间内测定的Δq_i中的部分数值进行累积，直至达到ΔQ或Q值，得体征指标变化模型，即或

其中，Q₀为模型作用的初始值，λ＝前一次调控的实际体征指标变化ΔQ’/前一次调控预测值ΔQ；

(6)基于步骤(5)所得模型，确定相应的水质环境条件，并以此对水质进行调控。

2.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，步骤(1)中，所述体征指标选自观赏鱼的体型、尺寸、形状、体色、纹理。

3.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，步骤(1)中，所述体征指标的量化是指将体征指标转化为数值，以便于更准确的衡量体征指标的变化情况。

4.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水质因子包括但不限于温度、pH值、溶解氧含量、电导率、水体中光强、硝酸盐含量、亚硝酸盐含量。

5.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，步骤(2)中，所述k维向量X＝(x₁,x₂,…x_k)^T；其中，x₁、x₂、x₃…分别表示温度、pH值、溶解氧含量、电导率、水体中光强、硝酸盐含量、亚硝酸盐含量。

6.根据权利要求5所述的调控方法，其特征在于，步骤(2)中，所述向量的有效分组均在观赏鱼类的适宜环境参数范围内但不限于此范围。

7.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，步骤(4)中，所述体征指标变化期包括但不限于体征指标变化关键期。

8.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，步骤(5)中，所述模型具体表示为：ΔQ＝Δq₁+Δq₂+Δq₃……；各Δq_i可重复或部分选取，且各Δq_i时长之和等于T_L1。

9.根据权利要求8所述的调控方法，其特征在于，基于调控目的的不同，Δq_i的选择标准也不同：选择对比度变化较大的水质因子向量组的Δq_i来缩短体征变化过程的实际时长，或者选择变化量较小的水质因子向量组的Δq_i来延缓体征指标的实际变化量。

10.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，步骤(6)中，所述的对水质进行系统调控包括但不限于通过对基于该模型的养殖环境调控系统。

11.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，还可在调控方法中引入修正值λ；λ＝(前一次调控的实际体征指标变化ΔQ’/前一次调控预测值ΔQ)。

12.根据权利要求1所述的调控方法，其特征在于，所述观赏鱼的体色调控方法包括如下步骤：

1)、记录观赏鱼的体色指标L、a、b；并进行量化，即q＝L+a+b；

2)、采集水质因子数据，并组成k维向量；

水质因子有温度WT，溶氧量DO，PH值，电导率DD，亚硝酸盐含量NO₂，光照强度LX；

以水质因子和时间为变量，赋予向量组若干组值X＝(x₁,x₂,…x_k)^T：

3)、在不同向量组水质环境条件下测得观赏鱼特定时间内体色变化量Δq₁、Δq₂、Δq₃、……；

4)、计算体征指标变化期的时长T_L0；

5)、预设体色变化值ΔQ，按照调控有效性和优先选择的原则，选择步骤(3)所得不同水质环境下测定的Δq_i,ΔQ＝Δq₁+Δq₂+Δq₃+……；

6)、基于步骤(5)所得模型，确定相应的水质环境条件，并以此对水质进行调控；

7)将前一次调控后测得的体征指标实际变化值ΔQ’与前一次调控过程中预设变化值ΔQ之比作为修正值λ，即λ＝前一次调控的实际体征指标变化ΔQ’/前一次调控预测值ΔQ。