CN110089460A - 一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置与观测方法 - Google Patents

一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置与观测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其包括一组合式支架，所述组合式支架包括横杆和一对相互平行的直杆，两个直杆之间连接横杆；多个测量尺，所述测量尺安装于所述直杆上；一移动框架，所述移动框架安装于所述直杆之间，所述移动框架可沿着所述直杆的延伸方向来回移动；一摄影机，所述摄影机固定在移动框架内，所述摄影机的镜头朝向所述测量尺，整个装置具有很强的经济性和实用性。一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置的观测方法，其包括先设立三个观测点、每个观测点抽取一段时间进行观测、计算鱼类密度，操作方便，观测数据精准。

Description

一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置与观测方法
技术领域
本发明涉及水下资源测评领域，特别是涉及一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置与观测方法。
背景技术
珊瑚礁构建了复杂的生态系统，具有极大的生物多样性，珊瑚礁区生物多样性程度可以和陆地热带雨林相提并论。作为一种生态系统，珊瑚礁具有重要的生态功能，近年来由于气候变化、人类活动等影响不断加剧，导致珊瑚礁生态多样性缩减，珊瑚礁生态系统保护与资源修复成为许多国家迫在眉睫的任务。有关国家已重视并不断采取保护措施。珊瑚礁生物多样性及生态服务功能的可持续利用，是建立在对其物种资源修复基础之上的，珊瑚礁物种资源修复对保护我国南海海洋生态系统具有重大意义。据估计，一个珊瑚礁中鱼类可达400多种，珊瑚鱼类是诊断和修复退化的珊瑚礁生态系统新方法的关键组成部分，珊瑚鱼类行为与资源评估是珊瑚生态系统研究的重要内容。对于过度捕捞的珊瑚礁系统，恢复起着关键作用的鱼类数量将进一步帮助修复生态功能。在恢复鱼类数量的过程中，观察鱼类生态活动和评估鱼类资源时不可或缺的一步，而一般用来观测鱼类并评估鱼类资源的装置造价都非常昂贵，整个装置安装过程相当复杂，缺乏实用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置与观测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其包括一组合式支架，所述组合式支架包括横杆和一对相互平行的直杆，两个直杆之间连接横杆；多个测量尺，所述测量尺安装于所述直杆上；一移动框架，所述移动框架安装于所述直杆之间，所述移动框架可沿着所述直杆的延伸方向来回移动；一摄影机，所述摄影机固定在移动框架内，所述摄影机的镜头朝向所述测量尺。
进一步地，所述直杆由多段连接杆对接而成，每段连接杆安装有至少一个测量尺。
进一步地，所述连接杆通过插销的形式进行对接。
进一步地，所述测量尺为框状，且框口朝向所述摄影机，所述测量尺的底边与所述直杆通过螺钉固定连接。
进一步地，所述移动框架包括底框和升降框，所述底框的内侧设有垂直滑槽，所述升降框的侧壁在所述垂直滑槽内滑动。
进一步地，所述升降框包括底座、位于所述底座两侧的滑杆和位于滑杆顶部的固定座，所述底座用于插入所述摄影机，所述滑杆在所述垂直滑槽内滑动，所述固定座通过螺丝固定所述摄影机。
进一步地，所述底座的侧面固定有第一螺母，所述第一螺母内设有第一螺钉，所述第一螺钉的尾部朝向所述垂直滑槽，当旋转所述第一螺钉压于所述垂直滑槽时，所述滑杆停止滑动。
进一步地，所述直杆朝向另一直杆的一侧设有水平滑槽，所述移动框架通过水平滑槽做水平滑动。
进一步地，所述测量尺数量为三个，所述测量尺为等边框状，三个测量尺的边长各不相等。
一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的观测方法，其包括以下步骤：
S01、在直杆上安装三个正方形测量尺，将三个测量尺分为第一量尺、第二量尺和第三量尺，在目标海域设立第一观测点、第二观测点和第三观测点，将装置放置在第一观测点，根据海水浑浊程度调整摄影机与测量尺之间的距离；
S02、在装置放置后25~40分钟后，开始记录摄影机拍摄的影像，连续观测3小时，将观测时间分为三个时间段，第一个时间段为第一个小时前20分钟，第二个时间段为第二个小时前20分钟，第三个时间段为第三个小时前20分钟，记录三个时间段内出现的鱼类尾数；
S03、将装置放置在第二观测点，重复步骤S02，将装置放置在第三观测点，重复步骤S02；
S04、计算该海域游泳生物资源尾数密度，公式如下：
Y为该海域鱼类资源尾数密度，N ij 为第i观测点第j测量尺三个时间段内出现的鱼类尾数，a、b、c分别为三个测量尺各自的边长，t i 为第i观测点记录观测尾数所用的时长：
S05、从摄影机录像中，分辨出各种鱼类种类，根据步骤S04中公式算出各种鱼类种类密度。
本发明的有益效果为：整个装置成本较低，且便于组装搬运，具有很强的经济性和实用性。观测方法对于观测和评估珊瑚礁鱼类及其资源密度操作方便，无需大量成本即可完成鱼类密度的计算，且检测数据可靠性强。
附图说明
附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明一实施例提供的结构示意图；
图2为移动框架的组装示意图；
图3为图2的局部放大图；
图4为组合式支架与测量尺的组装示意图；
图5为连接杆的组装示意图。
具体实施方式
如图1-5中所示，本发明一实施例提供的一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其包括组合式支架1，多个测量尺2，移动框架3和摄影机4。所述组合式支架1包括一对直杆和一条横杆12，两条直杆相互平行，所述横杆12的两端各其中一个直杆的一端相连，所述横杆12的延伸方向与所述直杆的延伸方向之间呈90度角。所述测量尺2安装于所述直杆上。所述移动框架3安装于所述直杆之间。所述摄影机4固定在移动框架3内，所述摄影机4的镜头朝向所述测量尺2。所述直杆由多段连接杆11组成，相邻两个连接杆11各设有对应的插柱13和插口14，当所述插柱13和所述插口14相对接后，再通过插销扣紧的形式固定相邻两个连接杆11的连接，防止所述连接杆11之间相互脱离。每段连接杆11安装一个测量尺2，所述测量尺2为正方形框状，每条框边都设有长度刻度，且框口朝向所述摄影机4，所述测量尺2的底边与所述直杆通过螺钉固定连接。在本实施例中，所述测量尺2数量为三个，三个测量尺2分为第一量尺21、第二量尺22和第三量尺23，第一量尺21的边长长度为20cm，第二量尺22的边长长度为30cm，第三量尺23的边长长度为50cm。距离所述摄影机4最近的为所述第一量尺21，其次依次为所述第二量尺22和所述第三量尺23。本发明的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置成本较低，且便于组装搬运，具有很强的经济性和实用性。
如图2-4中所示，所述移动框架3包括底框31和升降框32，所述底框31的内侧设有垂直滑槽311，所述升降框32包括底座321、位于所述底座321两侧的滑杆322和位于滑杆322顶部的固定座323，所述滑杆322的大小与所述垂直滑槽311相匹配，所述滑杆322在所述垂直滑槽311内滑动，所述摄影机4外设有防水套41，所述防水套41包括一个筒状的玻璃罩，和位于玻璃罩上下端的保护盖，所述摄影机4上连着导线，导线穿过所述摄影机4上方的保护盖与其它设备相连。所述底座321上设有金属环324，所述金属环324用于插入防水套41底部的保护盖从而固定摄影机4的位置。所述固定座323为长方形框状，其中一条框边贯穿有螺丝，螺丝的尾部对准所述防水套41顶部的保护盖，所述防水套41顶部的保护盖对应该螺丝设有螺丝孔，在组装所述摄影机4时，可以通过拧紧螺丝固定防水套41的位置。所述底座321的侧面焊接有第一螺母34，所述第一螺母34内设有第一螺钉35，所述第一螺钉35的尾部朝向所述垂直滑槽311，当需要调整所述升降框32的高度时，旋转所述第一螺钉35远离所述垂直滑槽311，手动调整所述升降框32的高度，再拧紧所述第一螺钉35使所述第一螺钉35的尾部压紧所述垂直滑槽311，利用所述第一螺钉35与所述垂直滑槽311之间的摩擦力限制所述滑杆322滑动。所述移动框架3可依靠所述垂直滑槽311上下移动0.5m。
如图1-5中所示，所述直杆朝向另一直杆的一侧设有水平滑槽15，所述底框31的靠近所述直杆的一面与所述水平滑槽15相匹配，所述底框31通过水平滑槽15在两个直杆之间做水平滑动。所述底框31和所述垂直滑槽311之间设有固定杆33，所述固定杆33的一端与所述底框31的上表面相连接，所述固定杆33的另一端与所述垂直滑槽311的侧表面相连接，所述固定杆33上焊接有第二螺母331，所述第二螺母331内设有第二螺钉332，所述第二螺钉332的尾部朝向所述水平滑槽15的上表面，当需要调整所述底框31的水平位置时，旋转所述第二螺钉332远离所述水平滑槽15，手动推动所述底框31，再拧紧所述第二螺钉332使所述第二螺钉的尾部压紧所述水平滑槽15，利用所述第二螺钉332与所述水平滑槽15之间的摩擦力限制所述底框31滑动。所述底框31可依靠所述水平滑槽15前后移动0.5m。所述摄影机4可相对所述组合式支架1上下、前后移动，可根据观测地点海水浑浊的程度调整所述摄影机4与所述测量尺2之间的位置关系，充分适应了多种条件下珊瑚礁鱼类的观测。
如图1中所示，一种使用珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置的观测方法，其包括以下步骤：
S01、先在直杆上依次安装第一量尺21、第二量尺22和第三量尺23，在目标海域设立第一观测点、第二观测点和第三观测点，由快艇将所述珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置运送至目标海域，将摄影机4通过线缆连接一台便捷式电脑，由潜水员下潜将本装置放置在目标海域海底中的第一观测点，在放置本装置时，保持装置的水平放置，本装置放置完成后，由潜水员根据海水浑浊度调整观测摄影机4的位置，如海水较清澈，可适当拉大摄影机4与第一量尺21之间的距离；如海水较浑浊，可适当拉小摄影机4与第一量尺21之间的距离，使得观测画面中可清晰观测到三个测量尺2，以便能够观测到游泳生物，接着潜水员离开观测海域；
S02、在装置放置后30分钟后，待由于潜水员安放观测装置导致鱼类游离等现象消除后，开始记录摄影机4拍摄的影像，避免了潜水员观测时因人员活动导致鱼类游离等现象，可更加准确客观地评价珊瑚礁鱼类资源。摄影机4通过线缆将影像信息发送至便携式电脑，观测人员通过便捷式电脑显示屏上的影响记录观测海域鱼类资源状况，观测影像资料保存在便携式电脑中。期间连续观测3小时，将观测时间分为三个时间段，第一个时间段为第一个小时前20分钟，第二个时间段为第二个小时前20分钟，第三个时间段为第三个小时前20分钟，记录三个时间段内出现的鱼类尾数；
S03、在第一观测点捞起装置，将装置放置在第二观测点，重复步骤S02，在第二观测点捞起装置，将装置放置在第三观测点，重复步骤S02；
S04、在第一观测点中，第一量尺21测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 11 ，第二量尺22测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 12 ，第三量尺23测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 13 ；在第二观测点中，第一量尺21测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 21 ，第二量尺22测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 22 ，第三量尺23测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 23 ；在第三观测点中，第一量尺21测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 31 ，第二量尺22测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 32 ，第三量尺23测得三个时间段内出现的总鱼类尾数记为N 33 。计算该海域游泳生物资源尾数密度，公式如下：
Y为该海域鱼类资源尾数密度，密度单位为ind/hm2h，N ij 为第i观测点第j测量尺2三个时间段内出现的鱼类尾数，a、b、c分别为三个测量尺2各自的边长，边长单位为m，t i 为第i观测点记录观测尾数所用的时长，时长单位为h；
S05、从摄影机4录像中，分辨出各种鱼类种类，根据步骤S04中公式算出各种鱼类种类密度。
本发明的观测方法对于观测和评估珊瑚礁鱼类及其资源密度操作方便，无需大量成本即可完成鱼类密度的计算，且检测数据可靠性强。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于，包括：
一组合式支架，所述组合式支架包括横杆和一对相互平行的直杆，两个直杆之间连接横杆；
多个测量尺，所述测量尺安装于所述直杆上；
一移动框架，所述移动框架安装于所述直杆之间，所述移动框架可沿着所述直杆的延伸方向来回移动；
一摄影机，所述摄影机固定在移动框架内，所述摄影机的镜头朝向所述测量尺。
2.根据权利要求1所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述直杆由多段连接杆对接而成，每段连接杆安装有至少一个测量尺。
3.根据权利要求2所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述连接杆通过插销的形式进行对接。
4.根据权利要求1所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述测量尺为框状，且框口朝向所述摄影机，所述测量尺的底边与所述直杆通过螺钉固定连接。
5.根据权利要求1所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述移动框架包括底框和升降框，所述底框的内侧设有垂直滑槽，所述升降框的侧壁在所述垂直滑槽内滑动。
6.根据权利要求5所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述升降框包括底座、位于所述底座两侧的滑杆和位于滑杆顶部的固定座，所述底座用于插入所述摄影机，所述滑杆在所述垂直滑槽内滑动，所述固定座通过螺丝固定所述摄影机。
7.根据权利要求6所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述底座的侧面固定有第一螺母，所述第一螺母内设有第一螺钉，所述第一螺钉的尾部朝向所述垂直滑槽，当旋转所述第一螺钉压于所述垂直滑槽时，所述滑杆停止滑动。
8.根据权利要求5所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述直杆朝向另一直杆的一侧设有水平滑槽，所述移动框架通过水平滑槽做水平滑动。
9.根据权利要求1所述的珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置，其特征在于：所述测量尺数量为三个，所述测量尺为等边框状，三个测量尺的边长各不相等。
10.一种珊瑚礁鱼类水下观测与资源评估的装置的观测方法，使用权利要求1～9中任一项所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：
S01、在直杆上安装三个正方形测量尺，将三个测量尺分为第一量尺、第二量尺和第三量尺，在目标海域设立第一观测点、第二观测点和第三观测点，将装置放置在第一观测点，根据海水浑浊程度调整摄影机与测量尺之间的距离；
S02、在装置放置后25~40分钟后，开始记录摄影机拍摄的影像，连续观测3小时，将观测时间分为三个时间段，第一个时间段为第一个小时前20分钟，第二个时间段为第二个小时前20分钟，第三个时间段为第三个小时前20分钟，记录三个时间段内出现的鱼类尾数；
S03、将装置放置在第二观测点，重复步骤S02，将装置放置在第三观测点，重复步骤S02；
S04、计算该海域游泳生物资源尾数密度，公式如下：
Y为该海域鱼类资源尾数密度，N ij 为第i观测点第j测量尺三个时间段内出现的鱼类尾数，a、b、c分别为三个测量尺各自的边长，t i 为第i观测点记录观测尾数所用的时长；
S05、从摄影机录像中，分辨出各种鱼类种类，根据步骤S04中公式算出各种鱼类种类密度。
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