CN113655056A - 一种河流底栖动物调研统计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，采用透明材料在河流底部的河床之上隔离出一个空间范围的统计区域，统计区域在前后左右至少一对方向上和外界相通，然后在统计区域上方采用摄像头正对统计区域摄像，统计单位时间内进入统计区域的底栖动物数量，获得河流底部水域单位体积空间内在单位时间中的有效底栖动物活动数量统计。本发明能够实现河流底栖动物调研统计，并具有统计方便快捷可靠，有利于生态保护，且准确度高，参考价值大等优点。
Description
技术领域
本发明涉及河流生物多样性调研检测技术领域，具体涉及一种河流底栖动物调研统计方法。
背景技术
河流底栖动物，是指生活史的全部或大部分时间生活于水体底部的水生动物，河流底栖动物多为无脊椎动物，例如，环节动物门寡毛纲的水丝蚓、尾鳃蚓等，蛭纲的舌蛭、泽蛭等，多毛纲的沙蚕等等，是一个庞杂的生态类群。
河流底栖动物，尤其是小型河流底栖动物，作为河流鱼类的主要食物源，其种群和数量的情况能够有效地反应河流生态系统的健康情况以及河流水体的质量状况。故对于河流生物多样性调研以及河流鱼类资源恢复及保护等领域，统计河流底栖动物数量均具有重要的意义。
现有技术对于浅层河流或者河流表面生物检测统计时，通常直接采用网捕后计数统计或者摄像头在河面进行摄像统计即可，但河流底部由于河床环境复杂，河流水深较大等因素影响，很难直接采用摄像的方式进行统计。现有技术中对于怎样统计河流底栖动物的数量，通常是通过对河底泥沙采样的方式实现统计，例如CN201721524890.1公开的一种新型底栖动物采样器，以及CN202011598082.6公开的一种高效底栖动物检测的方法，其原理均是通过挖掘部分河底泥沙，然后对其内含有的底栖动物数量进行清理统计，并推算出河流底栖动物的生态情况。这种方式存在以下缺陷：1这种方式实施比较复杂，工作统计实现难度较大，很多微小型生物和泥沙掺杂为一体无法实现分辨和统计。2这种方式，会一定程度上破坏河床环境，不利于生态保护。3很大部分河流底栖动物为漂流类底栖动物，在长江等大型河流，底栖动物的漂流是影响生物多样性和物种分布的主要影响因素，有很大一部分底栖动物被称为漂流种；即生命周期通常是处于漂流状态而不是潜伏于泥沙中。而生命周期长期处于泥沙内部状态的底栖动物很难成为鱼类食物而不具有统计意义，故通过采集泥沙进行统计的方式，准确度较低，参考价值较小。
故如何实现一种统计方便快捷可靠，有利于生态保护，且准确度高，参考价值大的河流底栖动物统计方法，成为本领域技术人员有待考虑解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种统计方便快捷可靠，有利于生态保护，且准确度高，参考价值大的河流底栖动物调研统计方法，尤其适用于大型深水河流统计。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，采用透明材料在河流底部的河床之上隔离出一个空间范围的统计区域，统计区域在前后左右至少一对方向上和外界相通，然后在统计区域上方采用摄像头正对统计区域摄像，统计单位时间内进入统计区域的底栖动物数量，获得河流底部水域单位体积空间内在单位时间中的有效底栖动物活动数量统计。
这样，采用本方法不会破坏河床环境，有利于生态保护，同时不用采集河底泥沙，检测统计方便快捷可靠。且直接对河流底部的水域空间进行检测统计，结果更加精确可靠，更具备生物学上的参考意义和价值。其中，透明材料通常采用水平的两块玻璃在高度方向上相隔获得。具有实施简单，实现方便的特点。
进一步地，统计区域在前后左右的方向上均和外界相通。
这样，更好地提高检测统计结果的可靠性和参考价值。
进一步地，统计区域上方再设置一摄像隔离区域，摄像隔离区域内填充透明介质，将摄像头安装在摄像隔离区域上方进行摄像统计。
这样是因为如果直接在统计区域上方相邻处采用摄像头进行摄像统计，则摄像头摄像范围非常有限，统计效果不佳，甚至会因采样区域太小而难以产生统计学意义，如果将摄像头向上拉远，则摄像头和统计区域之间的河水会对检测产生干扰，这种干扰一是河水自身透明度有限，尤其是夏季汛期浊度非常高，可视距离低于10cm，故摄像头距离拉远后快速降低了摄像效果，二是摄像头和统计区域之间的河水会在统计过程中同时进入栖动物，导致和统计区域内的无法区分，导致无法精确统计。这两点也是现有技术中没有出现采用摄像方式统计河流底栖动物的原因之一。故在上述改进后，将摄像头安装在摄像隔离区域上方并透过摄像隔离区域内的透明介质进行摄像统计。这样拉远了摄像头和统计区域之间的距离，有利于实现较大的统计区域的摄像统计，且不会在摄像头和统计区域之间产生干扰干涉，保证了统计精度和可靠性。
进一步地，本方法采用了以下的河流底栖动物调研统计装置实现，所述流底栖动物调研统计装置，包括两块水平设置的玻璃板，两块玻璃板在高度方向上相隔固定使得二者之间形成统计区域，统计区域在前后左右的方向上均和外界相通，上方的玻璃板上表面扣合固定设置有一个密封盒，密封盒的内腔上端的密封盒顶部还设置有向下的摄像头和顶灯，摄像头和摄像机相连。
这样，使用时将上述装置下放到河床底部，依靠两块玻璃板在河床上形成统计区域，依靠密封盒的内腔形成摄像隔离区域，依靠顶灯提供光源照明，依靠密封盒形成的摄像隔离区域拉远摄像头距离，使得摄像头能够实现较大范围的统计区域内部单位时间中通过的底栖动物的数量统计。具有结构简单，实施方便，统计精确可靠等特点。作为更好的选择，摄像机为高速相机。
进一步地，密封盒上端吊设置有缆绳，并通过缆绳和船舶上的缆绳卷线控制机构相连。
这样，可以更好地方便收放装置。
进一步地，密封盒上端中部还向上固定设置有一个集成电控仓，集成电控仓内密封安装有电控装置，电控装置和摄像头、摄像机以及顶灯以及其他电气构件相连，缆绳吊设在集成电控仓上端中部位置。
这样，方便实现对电气构件的控制。
进一步地，密封盒上端中部还向上固定设置有一个相机仓，摄像机密封安装在相机仓内，集成电控仓安装在相机仓上端。
这样，方便摄像机的安装固定和密封。
进一步地，集成电控仓上端还设置有线缆接头，线缆接头处密封接出有线缆，线缆外端和缆绳相连并向上延伸，线缆内端和电控装置相连。
这样方便向船舶通讯以及为装置供电。
进一步地，密封盒上还设置有注水口接头和排气阀接头，注水口接头和排气阀接头分别和密封盒内的摄像隔离区域相通。
这样方便装置使用时，通过注水口接头为密封盒内注水，使得水作为透明介质填充满整个摄像隔离区域的空间。这样减少了被拍摄对象底栖动物到摄像头之间成像光线传递路径上的透视介质类别，由水、玻璃、空气三种介质降低为水和玻璃两种介质，这样就极大地降低了光线通过不同介质界面层时的损耗情况；提高了图像采集效果。同时注入的水还可以提高装置整体重量，抵消浮力，有利于装置快速下放到河床水底，排气阀接头方便顺畅注入和排水。
进一步地，注水口接头和排气阀接头外均旋接有密封盖。方便密封。
进一步地，密封盒外表面还设置有配重用吊环。
这样方便悬挂配重，以利于装置快速下放到水底。
进一步地，密封盒外表面还设置有外凸的加强筋。方便提高装置强度。
进一步地，两块玻璃板为矩形的玻璃板，所述密封盒为梯台形。
这样更加方便提高摄像头可摄像检测的统计区域范围大小。
进一步地，密封盒内腔上端还水平设置有一个散光板，散光板中间开有摄像头安装孔，摄像头从摄像头安装孔内向下露出，顶灯为多个且沿环形均匀安装在摄像头周边的散光板上方。
这样，顶灯的光线透过散光板向下照射统计区域，能够更好地避免直接照射会产生阴影而影响检测。
进一步地，下方的玻璃板上至少设置有一层散光材料，下方的玻璃板下方还设置有向上的底灯。
这样，底灯发出的光线透过下方的玻璃板向上散射入并照亮统计区域，更加方便对其内底栖动物的摄像检测统计；同时下方的玻璃板上的散光材料屏蔽了下方玻璃板下方的物体对摄像统计的干涉，保证摄像检测统计效果可靠。
进一步地，两块玻璃板上均设置有刻度线网格。
这样方便摄像检测统计时，通过刻度线网格对比，判断河流底栖动物的尺寸大小，辅助完成河流底栖动物大小类别的识别和分级统计。
进一步地，上方的玻璃板下表面还设置有向下的检测辅助用灯。
这样，检测辅助用灯能够使得经过统计区域的底栖动物在下方的玻璃上照出投影，这样，根据底栖动物在上下两块玻璃上落入范围的刻度尺寸大小以及投影在下方玻璃上落入的刻度尺寸大小，能够精确地计算获得底栖动物的精确尺寸大小数值。故能够辅助底栖动物大小类别的精确分类分级统计。极大地提高了分级统计的精度。进一步地，检测辅助用灯位于玻璃板边缘位置。降低自身存在对检测的影响。
进一步地，两块玻璃板之间在四周角落位置还安装有竖向可滑动地贯穿设置的螺杆，螺杆和上方玻璃板以及下方玻璃板之间各自通过一对螺母实现固定。
这样，可以方便快捷地调整两块玻璃板在螺杆上的间距大小，使得根据河床底部河水清澈度情况，合理调整统计区域的高度，保证检测效果满足摄像清晰度要求。
进一步地，螺杆下方还设置有着床机构，着床机构包括一根向下设置的插入杆，插入杆下端为细端，所述螺杆为中空螺杆且内孔设置有内螺纹，所述插入杆上端具有外螺纹并旋接配合在螺杆内，插入杆上位于螺杆下端位置还旋接有一个锁定螺母，锁定螺母下方的插入杆上还套接有一个螺旋弹簧，螺旋弹簧下方设置有一个圆形的着床盘，着床盘水平设置且中部开有可在插入杆上自由上下滑动的孔，螺旋弹簧固定连接在锁定螺母和着床盘之间。
这样，装置使用下放到河床底部着床时，插入杆下端先插入河床淤泥内，直至着床盘和淤泥接触抵住淤泥并卡在淤泥上方，靠着床盘和插入杆的结构使得装置下端即能够较深地插入到淤泥中，又能够提高和淤泥上表面的接触面积，这样就极大地提高了装置稳定性并避免倾倒，着床盘依靠弹簧弹性连接可以使得各个螺杆支脚分别适应不同位置的不同淤泥深度；同时插入杆的高度还可以根据需要灵活调整。故该着床机构极大地提高了装置下放着床的稳定性，避免装置使用过程中受鱼类活动影响而轻易倾覆。
综上所述，本发明能够实现河流底栖动物调研统计，并具有统计方便快捷可靠，有利于生态保护，且准确度高，参考价值大等优点。
附图说明
图1为采用的河流底栖动物调研统计装置的结构示意图。
图2为图1中单独密封盒的仰视图。
图3为图1装置实现对底栖动物精确尺度检测的原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式：一种河流底栖动物调研统计方法，其特点在于，采用透明材料在河流底部的河床之上隔离出一个空间范围的统计区域，统计区域在前后左右至少一对方向上和外界相通，然后在统计区域上方采用摄像头正对统计区域摄像，统计单位时间内进入统计区域的底栖动物数量，获得河流底部水域单位体积空间内在单位时间中的有效底栖动物活动数量统计。
这样，采用本方法不会破坏河床环境，有利于生态保护，同时不用采集河底泥沙，检测统计方便快捷可靠。且直接对河流底部的水域空间进行检测统计，结果更加精确可靠，更具备生物学上的参考意义和价值。
其中，透明材料通常采用水平的两块玻璃在高度方向上相隔获得。具有实施简单，实现方便的特点。
其中，统计区域在前后左右的方向上均和外界相通。
这样，更好地提高检测统计结果的可靠性和参考价值。
其中，统计区域上方再设置一摄像隔离区域，摄像隔离区域内填充透明介质，将摄像头安装在摄像隔离区域上方进行摄像统计。
这样是因为如果直接在统计区域上方相邻处采用摄像头进行摄像统计，则摄像头摄像范围非常有限，统计效果不佳，甚至会因采样区域太小而难以产生统计学意义，如果将摄像头向上拉远，则摄像头和统计区域之间的河水会对检测产生干扰，这种干扰一是河水自身透明度有限，尤其是夏季汛期浊度非常高，可视距离低于10cm，故摄像头距离拉远后快速降低了摄像效果，二是摄像头和统计区域之间的河水会在统计过程中同时进入栖动物，导致和统计区域内的无法区分，导致无法精确统计。这两点也是现有技术中没有出现采用摄像方式统计河流底栖动物的原因之一。故在上述改进后，将摄像头安装在摄像隔离区域上方并透过摄像隔离区域内的透明介质进行摄像统计。这样拉远了摄像头和统计区域之间的距离，有利于实现较大的统计区域的摄像统计，且不会在摄像头和统计区域之间产生干扰干涉，保证了统计精度和可靠性。
其中，本方法采用了图1-3所示的河流底栖动物调研统计装置实现，所述流底栖动物调研统计装置，包括两块水平设置的玻璃板1，两块玻璃板1在高度方向上相隔固定使得二者之间形成统计区域2，统计区域2在前后左右的方向上均和外界相通，上方的玻璃板上表面扣合固定设置有一个密封盒3，密封盒3的内腔上端的密封盒顶部还设置有向下的摄像头4和顶灯5，摄像头4和摄像机相连。
这样，使用时将上述装置下放到河床底部，依靠两块玻璃板在河床上形成统计区域，依靠密封盒的内腔形成摄像隔离区域，依靠顶灯提供光源照明，依靠密封盒形成的摄像隔离区域拉远摄像头距离，使得摄像头能够实现较大范围的统计区域内部单位时间中通过的底栖动物的数量统计。具有结构简单，实施方便，统计精确可靠等特点。其中摄像机为高速相机。
其中，密封盒3上端吊设置有缆绳6，并通过缆绳6和船舶上的缆绳卷线控制机构相连。
这样，可以更好地方便收放装置。
其中，密封盒3上端中部还向上固定设置有一个集成电控仓7，集成电控仓7内密封安装有电控装置，电控装置和摄像头、摄像机以及顶灯相连，缆绳吊设在集成电控仓上端中部位置。
这样，方便实现对电气构件的控制。
其中，密封盒3上端中部还向上固定设置有一个相机仓8，摄像机密封安装在相机仓8内，集成电控仓7安装在相机仓8上端。
这样，方便摄像机的安装固定和密封。
其中，集成电控仓上端还设置有线缆接头9，线缆接头处密封接出有线缆，线缆外端和缆绳6相连并向上延伸，线缆内端和电控装置相连。
这样方便向船舶通讯以及为装置供电。
其中，密封盒3上还设置有注水口接头10和排气阀接头11，注水口接头10和排气阀接头11分别和密封盒3内的摄像隔离区域相通。
这样方便装置使用时，通过注水口接头为密封盒内注水，使得水作为透明介质填充满整个摄像隔离区域的空间。这样减少了被拍摄对象底栖动物到摄像头之间成像光线传递路径上的透视介质类别，由水、玻璃、空气三种介质降低为水和玻璃两种介质，这样就极大地降低了光线通过不同介质界面层时的损耗情况；提高了图像采集效果。同时注入的水还可以提高装置整体重量，抵消浮力，有利于装置快速下放到河床水底，排气阀接头方便顺畅注入和排水。
其中，注水口接头10和排气阀接头11外均旋接有密封盖。方便密封。
其中，密封盒3外表面还设置有配重用吊环12。
这样方便悬挂配重，以利于装置快速下放到水底。
其中，密封盒3外表面还设置有外凸的加强筋13。方便提高装置强度。
其中，两块玻璃板1为矩形的玻璃板，所述密封盒3为梯台形。
这样更加方便提高摄像头可摄像检测的统计区域范围大小。
其中，密封盒内腔上端还水平设置有一个散光板14，散光板中间开有摄像头安装孔，摄像头4从摄像头安装孔内向下露出，顶灯5为多个且沿环形均匀安装在摄像头周边的散光板14上方。
这样，顶灯的光线透过散光板向下照射统计区域，能够更好地避免直接照射会产生阴影而影响检测。
其中，下方的玻璃板上至少设置有一层散光材料，下方的玻璃板下方还设置有向上的底灯15。
这样，底灯发出的光线透过下方的玻璃板向上散射入并照亮统计区域，更加方便对其内底栖动物的摄像检测统计；同时下方的玻璃板上的散光材料屏蔽了下方玻璃板下方的物体对摄像统计的干涉，保证摄像检测统计效果可靠。
其中，两块玻璃板1上均设置有刻度线网格。
这样方便摄像检测统计时，通过刻度线网格对比，判断河流底栖动物的尺寸大小，辅助完成河流底栖动物大小类别的识别和分级统计。
其中，上方的玻璃板下表面还设置有向下的检测辅助用灯16。
这样，参见图3，检测辅助用灯能够使得经过统计区域的底栖动物在下方的玻璃上照出投影，根据底栖动物在上下两块玻璃上落入范围的刻度尺寸大小（图3中a段和b段）以及投影在下方玻璃上落入的刻度尺寸大小（图3中c段），能够精确地计算获得底栖动物的精确尺寸大小数值。故能够辅助底栖动物大小类别的精确分类分级统计。极大地提高了分级统计的精度。其中，检测辅助用灯位于玻璃板边缘位置。降低自身存在对检测的影响。
其中，两块玻璃板1之间在四周角落位置还安装有竖向可滑动地贯穿设置的螺杆17，螺杆17和上方玻璃板以及下方玻璃板之间各自通过一对螺母18实现固定。
这样，可以方便快捷地调整两块玻璃板在螺杆上的间距大小，使得根据河床底部河水清澈度情况，合理调整统计区域的高度，保证检测效果满足摄像清晰度要求。
其中，螺杆17下方还设置有着床机构，着床机构包括一根向下设置的插入杆19，插入杆19下端为细端，所述螺杆17为中空螺杆且内孔设置有内螺纹，所述插入杆19上端具有外螺纹并旋接配合在螺杆内，插入杆上位于螺杆下端位置还旋接有一个锁定螺母20，锁定螺母20下方的插入杆上还套接有一个螺旋弹簧21，螺旋弹簧21下方设置有一个圆形的着床盘22，着床盘22水平设置且中部开有可在插入杆上自由上下滑动的孔，螺旋弹簧固定连接在锁定螺母和着床盘之间。
这样，装置使用下放到河床底部着床时，插入杆下端先插入河床淤泥内，直至着床盘和淤泥接触抵住淤泥并卡在淤泥上方，靠着床盘和插入杆的结构使得装置下端即能够较深地插入到淤泥中，又能够提高和淤泥上表面的接触面积，这样就极大地提高了装置稳定性并避免倾倒，着床盘依靠弹簧弹性连接可以使得各个螺杆支脚分别适应不同位置的不同淤泥深度；同时插入杆的高度还可以根据需要灵活调整。故该着床机构极大地提高了装置下放着床的稳定性，避免装置使用过程中受鱼类活动影响而轻易倾覆。
Claims (10)
1.一种河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，采用透明材料在河流底部的河床之上隔离出一个空间范围的统计区域，统计区域在前后左右至少一对方向上和外界相通，然后在统计区域上方采用摄像头正对统计区域摄像，统计单位时间内进入统计区域的底栖动物数量，获得河流底部水域单位体积空间内在单位时间中的有效底栖动物活动数量统计。
2.如权利要求1所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，统计区域在前后左右的方向上均和外界相通。
3.如权利要求1所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，统计区域上方再设置一摄像隔离区域，摄像隔离区域内填充透明介质，将摄像头安装在摄像隔离区域上方进行摄像统计。
4.如权利要求1所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，本方法采用了以下的河流底栖动物调研统计装置实现，所述流底栖动物调研统计装置，包括两块水平设置的玻璃板，两块玻璃板在高度方向上相隔固定使得二者之间形成统计区域，统计区域在前后左右的方向上均和外界相通，上方的玻璃板上表面扣合固定设置有一个密封盒，密封盒的内腔上端的密封盒顶部还设置有向下的摄像头和顶灯，摄像头和摄像机相连。
5.如权利要求4所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，密封盒上端吊设置有缆绳，并通过缆绳和船舶上的缆绳卷线控制机构相连；
密封盒上端中部还向上固定设置有一个集成电控仓，集成电控仓内密封安装有电控装置，电控装置和摄像头、摄像机以及顶灯相连，缆绳吊设在集成电控仓上端中部位置；
密封盒上端中部还向上固定设置有一个相机仓，摄像机密封安装在相机仓内，集成电控仓安装在相机仓上端；
集成电控仓上端还设置有线缆接头，线缆接头处密封接出有线缆，线缆外端和缆绳相连并向上延伸，线缆内端和电控装置相连。
6.如权利要求4所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，密封盒上还设置有注水口接头和排气阀接头，注水口接头和排气阀接头分别和密封盒内的摄像隔离区域相通；
注水口接头和排气阀接头外均旋接有密封盖。
7.如权利要求4所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，密封盒外表面还设置有配重用吊环；
密封盒外表面还设置有外凸的加强筋；
两块玻璃板为矩形的玻璃板，所述密封盒为梯台形；
两块玻璃板为矩形的玻璃板，所述密封盒为梯台形；
密封盒内腔上端还水平设置有一个散光板，散光板中间开有摄像头安装孔，摄像头从摄像头安装孔内向下露出，顶灯为多个且沿环形均匀安装在摄像头周边的散光板上方；
下方的玻璃板上至少设置有一层散光材料，下方的玻璃板下方还设置有向上的底灯。
8.如权利要求4所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于：两块玻璃板上均设置有刻度线网格。
9.如权利要求8所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，上方的玻璃板下表面还设置有向下的检测辅助用灯。
10.如权利要求4所述的河流底栖动物调研统计方法，其特征在于，两块玻璃板之间在四周角落位置还安装有竖向可滑动地贯穿设置的螺杆，螺杆和上方玻璃板以及下方玻璃板之间各自通过一对螺母实现固定；
螺杆下方还设置有着床机构，着床机构包括一根向下设置的插入杆，插入杆下端为细端，所述螺杆为中空螺杆且内孔设置有内螺纹，所述插入杆上端具有外螺纹并旋接配合在螺杆内，插入杆上位于螺杆下端位置还旋接有一个锁定螺母，锁定螺母下方的插入杆上还套接有一个螺旋弹簧，螺旋弹簧下方设置有一个圆形的着床盘，着床盘水平设置且中部开有可在插入杆上自由上下滑动的孔，螺旋弹簧固定连接在锁定螺母和着床盘之间。
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