CN115413608B - 产漂流性卵鱼类产卵场定位系统及方法 - Google Patents
产漂流性卵鱼类产卵场定位系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及产漂流性卵产卵场识别领域,具体涉及一种产漂流性卵鱼类产卵场定位系统及方法。鱼卵采集组件采集预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息;生境监测组件监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息;数字孪生组件根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,并根据鱼卵采集组件安装的预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息;信息处理组件将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。保证了确定的产卵场研究流域的产卵场位置的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及产漂流性卵产卵场识别领域,具体涉及一种产漂流性卵鱼类产卵场定位系统及方法。
背景技术
近年来我国大型水利工程快速发展,在长江、雅砻江、大渡河、清江等流域建成了多个梯级水库。仅在长江就建成了乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝等为代表的特大型电站,长江重要支流清江、汉江上也有多个水电站,例如清江水布垭、隔河岩等,汉江安康水电站等。干支流多个水电站的开发在防洪、发电、灌溉、航运等方面发挥着巨大效益,但对当地的河流生态环境带来了一定的影响,改变了建坝河流原有的水生生态环境,尤其是鱼类生境,水库下游水温、流速等水文指标的变化加剧了对水生生物产卵孵化和生长发育产生不利影响。
长江沿线分布着大量产漂流性卵鱼类,如:小眼薄鳅、长薄鳅、红唇薄鳅、四川华鳊、青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等,其中“四大家鱼”作为典型的产漂流性鱼卵鱼类,为江湖半洄游性鱼类,在江河涨水过程中产漂流性鱼卵,鱼卵产出后随水漂流孵化,仔幼鱼在湖泊中育肥生长。“四大家鱼”是我国重要的淡水经济鱼类,同时作为江湖复合生态系统的典型物种,其资源动态也是长江水生态系统健康状况的重要表征,但随着近年长江干支流梯级水电的开发,四大家鱼的产卵场就发生多场迁移,且有产卵规模缩小的趋势,其产卵生境发生了较大改变。
目前已有的产卵场定位方法大都需获取实测监测数据以推断产卵场位置,且多依靠专业人员或渔民的直接经验,无法准确得出整个江段的全部可能产卵场。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种产漂流性卵鱼类产卵场定位系统及方法,旨在解决现有技术中准确得出整个江段的全部可能产卵场的问题。
根据第一方面,本发明实施例提供了一种产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,系统包括:鱼卵采集组件、生境监测组件、数字孪生组件以及信息处理组件,其中:
鱼卵采集组件,安装在产卵场研究流域下游的预设固定位置,用于采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息;真实鱼卵信息包括真实鱼卵的真实发育程度以及真实采样时间;
生境监测组件,用于监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息;
数字孪生组件,用于根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,并根据鱼卵采集组件安装的预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息;初始化的人工数字鱼卵用于表征人工数字鱼卵使用鱼类刚生产的天然鱼卵的密度、直径、形状、重量和光滑度进行初始化;
信息处理组件,用于将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,包括:鱼卵采集组件、生境监测组件、数字孪生组件以及信息处理组件,其中:鱼卵采集组件,安装在产卵场研究流域下游的预设固定位置,用于采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息,保证了生成的真实鱼卵信息的准确性。生境监测组件,用于监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息,保证了监测得到的真实生境信息的准确性。数字孪生组件,用于根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,保证了重建的数字化模拟流域与产卵场研究流域的生境信息相同,从而保证了重建的数字化模拟流域的准确性,进而保证根据数字化模拟流域确定的产卵场研究流域的产卵场位置的准确性。此外,数字孪生组件,还用于在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,减少了在数字化模拟流域各个位置投放的人工数字鱼卵与产卵场研究流域中漂流的真实鱼卵之间的差距。然后根据鱼卵采集组件安装的预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息,保证了生成的人工数字鱼卵信息的准确性。信息处理组件,用于将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。上述产漂流性卵鱼类产卵场定位系统通过重建与产卵场研究流域相同的数字化模拟流域,然后根据数字化模拟流域中的人工数字鱼卵信息与真实鱼卵信息进行对比的结果,确定产卵场研究流域中产卵场的位置,而不需要获取实测监测数据以推断产卵场位置,且不需要依靠专业人员或渔民的直接经验,因此不仅保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性,且耗时短。
结合第一方面,在第一方面第一实施方式中,鱼卵采集组件,用于对真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图像;对真实鱼卵图像进行识别,确定真实鱼卵的形态特征指标;对形态特征指标进行分析,确定真实鱼卵的真实发育程度。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,鱼卵采集组件,用于对真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图像;对真实鱼卵图像进行识别,确定真实鱼卵的形态特征指标,保证了确定的真实鱼卵的形态特征指标的准确性。然后,对形态特征指标进行分析,确定真实鱼卵的真实发育程度,保证了确定的真实鱼卵的真实发育程度的准确性。
结合第一方面第一实施方式,在第一方面第二实施方式中,形态特征指标包括:鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量,鱼卵采集组件,用于分别获取鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例,然后将各形态特征指标乘以相应的权重比例,确定真实鱼卵的真实发育程度。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,鱼卵采集组件,用于分别获取鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例,然后将各形态特征指标乘以相应的权重比例,确定真实鱼卵的真实发育程度,保证了确定的真实鱼卵的真实发育程度的准确性。
结合第一方面,在第一方面第三实施方式中,鱼卵采集组件,用于在采集到真实鱼卵时,记录真实鱼卵对应的真实采样时间。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,鱼卵采集组件,用于在采集到真实鱼卵时,记录真实鱼卵对应的真实采样时间,保证了得到的真实鱼卵对应的真实采样时间的准确性。
结合第一方面,在第一方面第四实施方式中,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息对真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定真实鱼卵对应的真实分类结果;将真实分类结果与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息对真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定真实鱼卵对应的真实分类结果,保证了确定的真实鱼卵对应的真实分类结果的准确性。将真实分类结果与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。
结合第一方面第四实施方式,在第一方面第五实施方式中,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息中的真实采样时间的不同,对真实鱼卵进行采样时间聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实鱼卵;根据真实鱼卵信息中的真实发育程度,对各个采样时间分类下的真实鱼卵进行真实发育程度聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实发育程度分类结果,以确定真实鱼卵对应的真实分类结果。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息中的真实采样时间的不同,对真实鱼卵进行采样时间聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实鱼卵,保证了确定的各个采样时间分类下的真实鱼卵的准确性。然后,根据真实鱼卵信息中的真实发育程度,对各个采样时间分类下的真实鱼卵进行真实发育程度聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实发育程度分类结果,保证了确定的各个采样时间分类下的真实发育程度分类结果的准确性,从而保证了确定的真实鱼卵对应的真实分类结果的准确性。
结合第一方面第四实施方式,在第一方面第六实施方式中,信息处理组件,用于根据真实分类结果,确定各个真实分类类别对应的真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度;将各个真实分类类别对应的类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于根据真实分类结果,确定各个真实分类类别对应的真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度,保证了确定的各个真实分类类别对应的真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度的准确性。然后,将各个真实分类类别对应的类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。
结合第一方面第六实施方式,在第一方面第七实施方式中,人工数字鱼卵信息包括虚拟发育程度以及虚拟采样时间;信息处理组件,用于将类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息中的虚拟发育程度以及虚拟采样时间进行对比,当类别采样时间与虚拟采样时间之间的第一距离小于第一距离阈值,且类别发育程度与虚拟发育程度之间的第二距离小于第二距离阈值,则确定人工数字鱼卵与真实分类类别对应的真实鱼卵相似;根据人工数字鱼卵的带有的标记信息确定人工数字鱼卵对应的投放位置;根据人工数字鱼卵对应的投放位置,确定产卵场研究流域与投放位置对应的位置为产卵场。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于将类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息中的虚拟发育程度以及虚拟采样时间进行对比,当类别采样时间与虚拟采样时间之间的第一距离小于第一距离阈值,且类别发育程度与虚拟发育程度之间的第二距离小于第二距离阈值,则确定人工数字鱼卵与真实分类类别对应的真实鱼卵相似,保证了确定的人工数字鱼卵与真实分类类别对应的真实鱼卵相似结果的准确性。然后,根据人工数字鱼卵的带有的标记信息确定人工数字鱼卵对应的投放位置,保证了确定的人工数字鱼卵对应的投放位置的准确性。根据人工数字鱼卵对应的投放位置,确定产卵场研究流域与投放位置对应的位置为产卵场,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。
结合第一方面第一实施方式,在第一方面第八实施方式中,鱼卵采集组件包括:漂浮架(1);集鱼卵箱(2);连接漂浮架(1)和集鱼卵箱(2)的连接绳索(3);集鱼卵箱(2)下安装有固定横杆(4);集鱼卵箱(2)内部两侧设有双向阀门(5);在双向阀门(5)内部安装有水压感应器(6);在集鱼卵箱(2)上部安装有可移动式横杆(7);可移动式横杆(7)与鱼卵采集组件两端的滑槽(8)连接;在可移动式横杆(7)和集鱼卵箱(2)顶部安装有弹簧(9);在双向阀门(5)的下方还安装有排水动力装置(10);在集鱼卵箱(2)的内部底面的中部安装有防水罩(11);防水罩(11)内部安装有摄像扫描仪(12);在固定横杆(4)下部布置有充气囊(13);在集鱼卵箱(2)外部两侧设有对称的螺旋桨(14);可移动式横杆(7)上接触面安装有位移传感器(15);在防水罩(11)内部还安装有与摄像扫描仪(12)连接的处理器(16);其中:
漂浮架(1),用于带动鱼卵采集组件漂浮在水面上;
集鱼卵箱(2),用于采集并盛放真实鱼卵;
固定横杆(4),用于固定集鱼卵箱(2);
双向阀门(5),用于在水压感应器(6)感应到水压到达预设水压阈值时,打开收集真实鱼卵;
可移动式横杆(7),用于带动集鱼卵箱(2)在滑槽(8)上述移动;
弹簧(9),用于带动集鱼卵箱(2)实现在水中上下移动;
排水动力装置(10),用于在集鱼卵箱(2)内水量达到预设水量阈值时,排出集鱼卵箱(2)内的水;且,排水动力装置(10)进口内部设置有拦污栅,用于阻止大颗粒污物堵塞;
防水罩(11),用于保护摄像扫描仪(12);
摄像扫描仪(12),用于对真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图;
充气囊(13);内部装有充气引擎启动装置及形变传感器,形变传感器控制摄像扫描仪(12)开启;
螺旋桨(14),用于带动鱼卵采集组件在水内移动;
位移传感器(15),用于确定鱼卵采集组件的位移,并根据鱼卵采集组件的位移控制充气囊(13)开启或者关闭;
处理器(16),用于对真实鱼卵图进行识别,确定真实鱼卵的形态特征指标。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,鱼卵采集组件的结构能够保证鱼卵采集组件采集到从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵并对真实鱼卵进行保存,且可以获取真实鱼卵图像,从而使得鱼卵采集组件采集可以获取到真实鱼卵信息。
根据第二方面,本发明实施例还提供了一种产漂流性卵鱼类产卵场定位方法,应用于第一方面或者第一方面的任意一种实施方式的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,方法包括:
采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息;真实鱼卵信息包括真实鱼卵的真实发育程度以及真实采样时间;
监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息;
根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,并根据预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息;初始化的人工数字鱼卵用于表征人工数字鱼卵使用鱼类刚生产的天然鱼卵的密度、直径、形状、重量和光滑度进行初始化;
将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位方法,采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息,保证了生成的真实鱼卵信息的准确性。监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息,保证了监测得到的真实生境信息的准确性。根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,保证了重建的数字化模拟流域与产卵场研究流域的生境信息相同,从而保证了重建的数字化模拟流域的准确性,进而保证根据数字化模拟流域确定的产卵场研究流域的产卵场位置的准确性。然后,在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,减少了在数字化模拟流域各个位置投放的人工数字鱼卵与产卵场研究流域中漂流的真实鱼卵之间的差距。然后根据预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息,保证了生成的人工数字鱼卵信息的准确性。然后,将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。上述产漂流性卵鱼类产卵场定位方法通过重建与产卵场研究流域相同的数字化模拟流域,然后根据数字化模拟流域中的人工数字鱼卵信息与真实鱼卵信息进行对比的结果,确定产卵场研究流域中产卵场的位置,而不需要获取实测监测数据以推断产卵场位置,且不需要依靠专业人员或渔民的直接经验,因此不仅保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性,且耗时短。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是应用本发明实施例提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统的结构图;
图2是应用本发明另一实施例提供的数字化模拟流域剖分图;
图3是应用本发明实施例提供的鱼卵采集组件垂直水流方向剖面图;
图4是应用本发明实施例提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统的结构图;
图5是应用本发明实施例提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位方法的流程图;
其中:
漂浮架(1);
集鱼卵箱(2);
连接绳索(3);
固定横杆(4);
双向阀门(5);
水压感应器(6);
可移动式横杆(7);
滑槽(8);
弹簧(9);
排水动力装置(10);
防水罩(11);
摄像扫描仪(12);
充气囊(13);
螺旋桨(14);
位移传感器(15);
处理器(16)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本申请一个实施例中,如图1所示,提供了一种产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,系统包括:鱼卵采集组件、生境监测组件、数字孪生组件以及信息处理组件,其中:
鱼卵采集组件,安装在产卵场研究流域下游的预设固定位置,用于采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息;真实鱼卵信息包括真实鱼卵的真实发育程度以及真实采样时间。
具体地,鱼卵采集组件可以安装在产卵场研究流域下游的预设固定位置,当预设固定位置的水位或者水压指标达到预设条件时,鱼卵采集组件可以采集从产卵场研究流域上游中各个产卵场漂流到预设固定位置的真实鱼卵。
示例性的,产卵场研究流域可以是根据历史监测资料确定历史产卵区域的上游5-10公里作为上边界、以历史产卵区域下游30-50公里处设置鱼卵监测断面作为下边界,上下边包络的河段作为产卵场研究流域。
可选的,鱼卵采集组件可以利用多种传感器对真实鱼卵进行检测,根据检测结果,生成真实鱼卵对应的真实鱼卵信息。其中,真实鱼卵信息包括真实鱼卵的真实发育程度以及真实采样时间。
示例性的,在产卵场研究流域下游的预设固定位置应尽量设置在河床相对平直,水流平缓、流速稳定在0.3m/s-0.6m/s的位置采集,设置左、中、右三个采样断面,尽可能覆盖研究对象全区域。进一步地,采样断面所在位置水深在10m以内时,在表层0m-3m水深处采样即可,若水深超过10m时,可分为表层、中层和底层采样。
生境监测组件,用于监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息。
具体地,生境监测组件可以包括:水温传感器、流速测定仪、水质检测仪、光照度测试仪及雷达等监测设备,用于监测水体水温、流速值、各水质参数值、光照度及生态水文因子参数值等生境参数,从而生成真实生境信息。
可选的,其中生态水文因子可以包括日水位、日内最高水位、日内最低水位、日水位变幅等生境因子。
生境监测组件在生成真实生境信息之后,可以将真实生境信息传输至数字孪生组件。
数字孪生组件,用于根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,并根据鱼卵采集组件安装的预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息;初始化的人工数字鱼卵用于表征人工数字鱼卵使用鱼类刚生产的天然鱼卵的密度、直径、形状、重量和光滑度进行初始化。
具体地,数字孪生组件可以根据产卵场研究流域的真实生境信息,对产卵场研究流域的真实生境信息进行空间插值,并根据插值后的真实生境信息对产卵场研究流域进行数字重建,生成数字化模拟流域,还原产卵场研究流域对应的水动力-水生态特征,并将数字化模拟流域进行网格剖分。网格剖分结果可以如图2所示。
信息处理组件,用于将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
具体地,信息处理组件可以接收鱼卵采集组件传输的真实鱼卵信息以及数字孪生组件传输的人工数字鱼卵信息,然后将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,包括:鱼卵采集组件、生境监测组件、数字孪生组件以及信息处理组件,其中:鱼卵采集组件,安装在产卵场研究流域下游的预设固定位置,用于采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息,保证了生成的真实鱼卵信息的准确性。生境监测组件,用于监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息,保证了监测得到的真实生境信息的准确性。数字孪生组件,用于根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,保证了重建的数字化模拟流域与产卵场研究流域的生境信息相同,从而保证了重建的数字化模拟流域的准确性,进而保证根据数字化模拟流域确定的产卵场研究流域的产卵场位置的准确性。此外,数字孪生组件,还用于在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,减少了在数字化模拟流域各个位置投放的人工数字鱼卵与产卵场研究流域中漂流的真实鱼卵之间的差距。然后根据鱼卵采集组件安装的预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息,保证了生成的人工数字鱼卵信息的准确性。信息处理组件,用于将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。上述产漂流性卵鱼类产卵场定位系统通过重建与产卵场研究流域相同的数字化模拟流域,然后根据数字化模拟流域中的人工数字鱼卵信息与真实鱼卵信息进行对比的结果,确定产卵场研究流域中产卵场的位置,而不需要获取实测监测数据以推断产卵场位置,且不需要依靠专业人员或渔民的直接经验,因此不仅保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性,且耗时短。
在本申请一个可选的实施例中,如图3所示,鱼卵采集组件包括:漂浮架(1);集鱼卵箱(2);连接漂浮架(1)和集鱼卵箱(2)的连接绳索(3);集鱼卵箱(2)下安装有固定横杆(4);集鱼卵箱(2)内部两侧设有双向阀门(5);在双向阀门(5)内部安装有水压感应器(6);在集鱼卵箱(2)上部安装有可移动式横杆(7);可移动式横杆(7)与鱼卵采集组件两端的滑槽(8)连接;在可移动式横杆(7)和集鱼卵箱(2)顶部安装有弹簧(9);在双向阀门(5)的下方还安装有排水动力装置(10);在集鱼卵箱(2)的内部底面的中部安装有防水罩(11);防水罩(11)内部安装有摄像扫描仪(12);在固定横杆(4)下部布置有充气囊(13);在集鱼卵箱(2)外部两侧设有对称的螺旋桨(14);可移动式横杆(7)上接触面安装有位移传感器(15);在防水罩(11)内部还安装有与摄像扫描仪(12)连接的处理器(16);其中:
漂浮架(1),用于带动鱼卵采集组件漂浮在水面上;
集鱼卵箱(2),用于采集并盛放真实鱼卵;
固定横杆(4),用于固定集鱼卵箱(2);
双向阀门(5),用于在水压感应器(6)感应到水压到达预设水压阈值时,打开收集真实鱼卵;
可移动式横杆(7),用于带动集鱼卵箱(2)在滑槽(8)上述移动;
弹簧(9),用于带动集鱼卵箱(2)实现在水中上下移动;
排水动力装置(10),用于在集鱼卵箱(2)内水量达到预设水量阈值时,排出集鱼卵箱(2)内的水;且,排水动力装置(10)进口内部设置有拦污栅,用于阻止大颗粒污物堵塞;
防水罩(11),用于保护摄像扫描仪(12);
摄像扫描仪(12),用于对真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图;
充气囊(13);内部装有充气引擎启动装置及形变传感器,形变传感器控制摄像扫描仪(12)开启;
螺旋桨(14),用于带动鱼卵采集组件在水内移动;
位移传感器(15),用于确定鱼卵采集组件的位移,并根据鱼卵采集组件的位移控制充气囊(13)开启或者关闭;
处理器(16),用于对真实鱼卵图进行识别,确定真实鱼卵的形态特征指标。
具体地,集鱼卵箱(2)由轻薄材料制成,在河宽方向可沿滑槽(8)移动。可选的,集鱼卵箱(2)可以由具有良好韧性与刚度的α钛合金制成,单个长宽高尺寸为5m×5m×6m。连接漂浮架(1)和集鱼卵箱(2)的上连接绳索(3)表面由防锈薄膜包裹;两侧双向阀门(5)内部附有水压感应器(6),具有同时启闭的特点;可移动式横杆(7)上接触面部有位移传感器(15)对充气囊(13)的启闭具有指导作用;排水动力装置(10)的进口内部设置有拦污栅具有阻止大颗粒污物堵塞的特点;摄像扫描仪(12)由高清照相机和立体解剖镜组成,具有高清拍摄漂浮鱼卵的水下平面分布及获取真实鱼卵形态特征参数特点;充气囊(13)内部装有充气引擎启动装置及形变传感器,其形变传感器可指导监测设备及摄像扫描仪(12)开启。
当在双向阀门(5)内部的水压感应器(6)感应到水压作用,集鱼卵箱(2)内壁上两侧双向阀门(5)同时打开,此时排水动力装置(10)处于关闭状态;随之集鱼卵箱(2)内水量的增加,可移动式横杆(7)的位置刚开始发生移动时,位移传感器(15)发出指示信号此时透明横杆(4)下部的充气囊(13)在充气引擎的作用下开始充气,此时形变传感器发出指示信号调控摄像扫描仪(12)的开启;摄像扫描仪(12)将集鱼卵箱(2)内真实鱼卵作为扫描对象通过搭建鱼卵群体发育图像的采集平台利用其内部的高清数码相机及立体解剖镜完成真实鱼卵图像的采集。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,鱼卵采集组件的结构能够保证鱼卵采集组件采集到从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵并对真实鱼卵进行保存,且可以获取真实鱼卵图像,从而使得鱼卵采集组件采集可以获取到真实鱼卵信息。
在本申请一个可选的实施例中,形态特征指标包括:鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量,鱼卵采集组件,用于对真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图像;对真实鱼卵图像进行识别,确定真实鱼卵的形态特征指标;对形态特征指标进行分析,确定真实鱼卵的真实发育程度。
具体地,鱼卵采集组可以利用摄像扫描仪对真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图像。在一种可选的实施方式中,鱼卵采集组件的防水罩内部还安装有与摄像扫描仪连接的处理器。鱼卵采集组件中的处理器可以对真实鱼卵图像进行图像去噪和图像增强预处理,进而通过图像灰度化实现对真实鱼卵图像中的鱼卵群区域提取,得到鱼卵目标图像。然后,利用基于改进分水岭分割算法对提取出的鱼卵目标图像中的鱼卵群中粘连鱼卵进行分割,对分割后的图像利用连通域统计分析法实现鱼卵个数的统计,从而确定真实鱼卵中的鱼卵数量。
然后,鱼卵采集组件中的处理器可以利用迭代法阀值化方法对鱼卵目标图像进行灰度处理,并再次分割并引用屏蔽最小值方法来改进迭代法的初始阀值范围从而去除背景灰度值的干扰提高分割准确度,在通过空洞填充、形态学开运算、小面积去噪形态学处理对目标鱼卵灰度图像进行优化;将结果图与鱼卵目标灰度图执行掩模运算得到鱼卵内核灰度图,对获得内核灰度图再次进行改进的迭代法阀值化处理得到鱼卵内核区域高亮度反射区域从而确定得到漂流性鱼卵的鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量四项鱼卵形态特征指标值。
在本申请一个可选的实施例中,鱼卵采集组件,用于分别获取鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例,然后将各形态特征指标乘以相应的权重比例,确定真实鱼卵的真实发育程度。
具体地,鱼卵采集组件可以接收用户输入的鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例,也可以接收其他设备发送的鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例,还可以在存储空间中提取鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例,本申请对鱼卵采集组件获取鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例的方式不做具体限定。
具体地,鱼卵采集组件可以将各形态特征指标乘以相应的权重比例,确定将乘以相应权重比例后的各形态特征指标进行相加,确定真实鱼卵的真实发育程度。
示例性的,真实鱼卵的真实发育程度可以包括:8-细胞、16-细胞、32-细胞、64-细胞、128-细胞、桑葚期、囊胚早期、囊胚中期、囊胚晚期、原肠早期、原肠中期、原肠晚期、神经胚期、胚乳封闭期、肌节出现期、眼肌出现期、眼囊期、尾牙期、晶体形成期、肌肉效应期、心脏搏动期以及孵化器。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,鱼卵采集组件,用于对真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图像;对真实鱼卵图像进行识别,确定真实鱼卵的形态特征指标,保证了确定的真实鱼卵的形态特征指标的准确性。然后,鱼卵采集组件,用于分别获取鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量对应的权重比例,然后将各形态特征指标乘以相应的权重比例,确定真实鱼卵的真实发育程度,保证了确定的真实鱼卵的真实发育程度的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中,鱼卵采集组件,用于在采集到真实鱼卵时,记录真实鱼卵对应的真实采样时间。
具体地,鱼卵采集组件在每次采集到真实鱼卵时,记录真实鱼卵对应的真实采样时间。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,鱼卵采集组件,用于在采集到真实鱼卵时,记录真实鱼卵对应的真实采样时间,保证了得到的真实鱼卵对应的真实采样时间的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息对真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定真实鱼卵对应的真实分类结果;将真实分类结果与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
具体地,信息处理组件在获取到真实鱼卵信息之后,可以根据真实鱼卵信息对真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定真实鱼卵对应的真实分类结果。
可选的,聚类方法可以采用贝叶斯信息判别式BIC准则自动确定聚类数,对数似然距离测量为聚类原则。
然后,信息处理组件可以真实分类结果与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息对真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定真实鱼卵对应的真实分类结果,保证了确定的真实鱼卵对应的真实分类结果的准确性。将真实分类结果与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息中的真实采样时间的不同,对真实鱼卵进行采样时间聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实鱼卵;根据真实鱼卵信息中的真实发育程度,对各个采样时间分类下的真实鱼卵进行真实发育程度聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实发育程度分类结果,以确定真实鱼卵对应的真实分类结果。
具体地,信息处理组件可以先根据真实鱼卵信息中的真实采样时间的不同,对真实鱼卵进行采样时间聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实鱼卵。然后,根据真实鱼卵信息中的真实发育程度,对各个采样时间分类下的真实鱼卵进行真实发育程度聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实发育程度分类结果,以确定真实鱼卵对应的真实分类结果。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息中的真实采样时间的不同,对真实鱼卵进行采样时间聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实鱼卵,保证了确定的各个采样时间分类下的真实鱼卵的准确性。然后,根据真实鱼卵信息中的真实发育程度,对各个采样时间分类下的真实鱼卵进行真实发育程度聚类分析,确定各个采样时间分类下的真实发育程度分类结果,保证了确定的各个采样时间分类下的真实发育程度分类结果的准确性,从而保证了确定的真实鱼卵对应的真实分类结果的准确性。
在本申请另一种可选的实施方式中,信息处理组件,用于根据真实分类结果,确定各个真实分类类别对应的真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度;将各个真实分类类别对应的类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
具体地,信息处理组件,用于根据真实分类结果,确定各个真实分类类别对应的真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度。然后,信息处理组件将各个真实分类类别对应的类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于根据真实分类结果,确定各个真实分类类别对应的真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度,保证了确定的各个真实分类类别对应的真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度的准确性。然后,将各个真实分类类别对应的类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。
在本申请一种可选的实施方式中,人工数字鱼卵信息包括虚拟发育程度以及虚拟采样时间;信息处理组件,用于将类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息中的虚拟发育程度以及虚拟采样时间进行对比,当类别采样时间与虚拟采样时间之间的第一距离小于第一距离阈值,且类别发育程度与虚拟发育程度之间的第二距离小于第二距离阈值,则确定人工数字鱼卵与真实分类类别对应的真实鱼卵相似;根据人工数字鱼卵的带有的标记信息确定人工数字鱼卵对应的投放位置;根据人工数字鱼卵对应的投放位置,确定产卵场研究流域与投放位置对应的位置为产卵场。
具体地,信息处理组件可以获取人工数字鱼卵信息中的人工数字鱼卵对应的虚拟发育程度以及虚拟采样时间,然后将各个真实分类类别对应的类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息中人工数字鱼卵对应的虚拟发育程度以及虚拟采样时间进行对比。当类别采样时间与虚拟采样时间之间的第一距离小于第一距离阈值,且类别发育程度与虚拟发育程度之间的第二距离小于第二距离阈值,信息处理组件确定人工数字鱼卵与真实分类类别对应的真实鱼卵相似;根据人工数字鱼卵的带有的标记信息确定人工数字鱼卵对应的投放位置;根据人工数字鱼卵对应的投放位置,确定产卵场研究流域与投放位置对应的位置为产卵场。
示例性的,若N=1,说明产卵场研究流域上游存在1个产卵场,根据真实分类结果,确定该类真实鱼卵对应的类别采样时间T1及类别发育程度A1;
若N=2,说明产卵场研究流域上游存在2个产卵场,根据真实分类结果,确定两类真实鱼卵对应的类别采样时间T1、T2及类别发育程度A1、A2;
……
若N=n,说明产卵场研究流域上游存在n个产卵场,根据真实分类结果,确定各类真实鱼卵对应的类别采样时间T1、T2、……、Tn及类别发育程度A1、A2、……、An。
然后,信息处理组件获取在模拟固定位置采集到的人工数字鱼卵对应的虚拟发育时间Tt及虚拟发育程度At。然后,将电子设备将人工数字鱼卵对应的虚拟发育时间Tt与各类真实鱼卵对应的类别采样时间Tn进行对比,并将人工数字鱼卵对应的虚拟发育程度At与各类真实鱼卵对应的类别发育程度An进行对比。当确定Tn在Tt-b*Tn,Tt+b*Tn范围内的Tt值,An在At-b*An,At+b*An范围内的At值,其中b*Tt、b*At为容错误差,其中,b可取5%-20%。然后,根据人工数字鱼卵的带有的标记信息确定人工数字鱼卵对应的投放位置;根据人工数字鱼卵对应的投放位置,确定产卵场研究流域与投放位置对应的位置为产卵场。
信息处理组件还可以根据真实鱼卵分类数N和各类真实鱼卵数量r,以及在产卵场研究流域定位的产卵场位置,对各个产卵场规模大小进行排序,依次为:第一产卵场、第二产卵场、第三产卵场、……、第n产卵场。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于根据真实鱼卵信息对真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定真实鱼卵对应的真实分类结果,保证了确定的真实鱼卵对应的真实分类结果的准确性。将真实分类结果与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,信息处理组件,用于将类别采样时间以及类别发育程度与人工数字鱼卵信息中的虚拟发育程度以及虚拟采样时间进行对比,当类别采样时间与虚拟采样时间之间的第一距离小于第一距离阈值,且类别发育程度与虚拟发育程度之间的第二距离小于第二距离阈值,则确定人工数字鱼卵与真实分类类别对应的真实鱼卵相似,保证了确定的人工数字鱼卵与真实分类类别对应的真实鱼卵相似结果的准确性。然后,根据人工数字鱼卵的带有的标记信息确定人工数字鱼卵对应的投放位置,保证了确定的人工数字鱼卵对应的投放位置的准确性。根据人工数字鱼卵对应的投放位置,确定产卵场研究流域与投放位置对应的位置为产卵场,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。
为了更好地介绍本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统如图4所示,产漂流性卵鱼类产卵场定位系统可以包括鱼卵采集组件、生境监测组件、数字孪生组件以及信息处理组件。其中,鱼卵采集组件中的鱼卵设备可以采集真实鱼卵,并获取真实鱼卵对应的鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量的形态特征指标。生境监测组件中的生境监测设备可以监测产卵场研究流域各个位置对应的水体水温、流速值、各水质参数值、光照度及生态水文因子参数值等生境参数,其中,生态水文因子可以包括日水位、日内最高水位、日内最低水位、日水位变幅等生境因子。数字孪生组件可以生成数字化模拟流域,并划分预设产卵场,生成人工数字鱼卵。信息处理组件通过将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
为了更好地介绍本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,如图5所示,本申请实施例还提供了一种产漂流性卵鱼类产卵场定位方法,应用于上述实施方式中任一项的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,该方法包括:
S11、采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息。
其中,真实鱼卵信息包括真实鱼卵的真实发育程度以及真实采样时间。
S12、监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息。
S13、根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,并根据预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息。
其中,初始化的人工数字鱼卵用于表征人工数字鱼卵使用鱼类刚生产的天然鱼卵的密度、直径、形状、重量和光滑度进行初始化;
S14、将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置。
关于产漂流性卵鱼类产卵场定位方法的限定,请参见上述对产漂流性卵鱼类产卵场定位系统的介绍,在此不进行赘述。
本申请实施方式提供的产漂流性卵鱼类产卵场定位方法,采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息,保证了生成的真实鱼卵信息的准确性。监测产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息,保证了监测得到的真实生境信息的准确性。根据真实生境信息,重建数字化模拟流域,保证了重建的数字化模拟流域与产卵场研究流域的生境信息相同,从而保证了重建的数字化模拟流域的准确性,进而保证根据数字化模拟流域确定的产卵场研究流域的产卵场位置的准确性。然后,在数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,减少了在数字化模拟流域各个位置投放的人工数字鱼卵与产卵场研究流域中漂流的真实鱼卵之间的差距。然后根据预设固定位置,确定数字化模拟流域中的模拟固定位置,在模拟固定位置采集人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息,保证了生成的人工数字鱼卵信息的准确性。然后,将真实鱼卵信息与人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定产卵场研究流域中产卵场的位置,保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性。上述产漂流性卵鱼类产卵场定位方法通过重建与产卵场研究流域相同的数字化模拟流域,然后根据数字化模拟流域中的人工数字鱼卵信息与真实鱼卵信息进行对比的结果,确定产卵场研究流域中产卵场的位置,而不需要获取实测监测数据以推断产卵场位置,且不需要依靠专业人员或渔民的直接经验,因此不仅保证了确定的产卵场研究流域中产卵场的位置的准确性,且耗时短。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (6)
1.一种产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,其特征在于,所述系统包括:鱼卵采集组件、生境监测组件、数字孪生组件以及信息处理组件,其中:
所述鱼卵采集组件,安装在产卵场研究流域下游的预设固定位置,用于采集从所述产卵场研究流域上游漂流到所述预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息;所述真实鱼卵信息包括所述真实鱼卵的真实发育程度以及真实采样时间;
所述生境监测组件,用于监测所述产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息;
所述数字孪生组件,用于根据所述真实生境信息,重建数字化模拟流域,在所述数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,并根据所述鱼卵采集组件安装的所述预设固定位置,确定所述数字化模拟流域中的模拟固定位置,在所述模拟固定位置采集所述人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息;所述初始化的人工数字鱼卵用于表征所述人工数字鱼卵使用鱼类刚生产的天然鱼卵的密度、直径、形状、重量和光滑度进行初始化;
所述信息处理组件,用于将所述真实鱼卵信息与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置;
其中,所述信息处理组件,用于根据所述真实鱼卵信息对所述真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定所述真实鱼卵对应的真实分类结果;将所述真实分类结果与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置;
其中,所述信息处理组件,用于根据所述真实鱼卵信息中的所述真实采样时间的不同,对所述真实鱼卵进行采样时间聚类分析,确定各个采样时间分类下的所述真实鱼卵;根据所述真实鱼卵信息中的所述真实发育程度,对各个所述采样时间分类下的所述真实鱼卵进行真实发育程度聚类分析,确定各个所述采样时间分类下的真实发育程度分类结果,以确定所述真实鱼卵对应的真实分类结果;
其中,所述信息处理组件,用于根据所述真实分类结果,确定各个真实分类类别对应的所述真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度;将各个所述真实分类类别对应的所述类别采样时间以及所述类别发育程度与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置;
其中,所述人工数字鱼卵信息包括虚拟发育程度以及虚拟采样时间;所述信息处理组件,用于将所述类别采样时间以及所述类别发育程度与所述人工数字鱼卵信息中的所述虚拟发育程度以及所述虚拟采样时间进行对比,当所述类别采样时间与所述虚拟采样时间之间的第一距离小于第一距离阈值,且所述类别发育程度与所述虚拟发育程度之间的第二距离小于第二距离阈值,则确定所述人工数字鱼卵与所述真实分类类别对应的所述真实鱼卵相似;根据所述人工数字鱼卵的带有的所述标记信息确定所述人工数字鱼卵对应的投放位置;根据所述人工数字鱼卵对应的所述投放位置,确定所述产卵场研究流域与所述投放位置对应的位置为所述产卵场。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述鱼卵采集组件,用于对所述真实鱼卵进行拍摄,生成真实鱼卵图像;对所述真实鱼卵图像进行识别,确定所述真实鱼卵的形态特征指标;对所述形态特征指标进行分析,确定所述真实鱼卵的真实发育程度。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述形态特征指标包括:鱼卵弹性、鱼卵色泽、鱼卵直径、鱼卵重量以及鱼卵数量,所述鱼卵采集组件,用于分别获取所述鱼卵弹性、所述鱼卵色泽、所述鱼卵直径、所述鱼卵重量以及所述鱼卵数量对应的权重比例,然后将各所述形态特征指标乘以相应的所述权重比例,确定所述真实鱼卵的真实发育程度。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述鱼卵采集组件,用于在采集到所述真实鱼卵时,记录所述真实鱼卵对应的所述真实采样时间。
5.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述鱼卵采集组件包括:漂浮架(1);集鱼卵箱(2);连接所述漂浮架(1)和所述集鱼卵箱(2)的连接绳索(3);所述集鱼卵箱(2)下安装有固定横杆(4);所述集鱼卵箱(2)内部两侧设有双向阀门(5);在所述双向阀门(5)内部安装有水压感应器(6);在所述集鱼卵箱(2)上部安装有可移动式横杆(7);所述可移动式横杆(7)与所述鱼卵采集组件两端的滑槽(8)连接;在所述可移动式横杆(7)和所述集鱼卵箱(2)顶部安装有弹簧(9);在所述双向阀门(5)的下方还安装有排水动力装置(10);在所述集鱼卵箱(2)的内部底面的中部安装有防水罩(11);所述防水罩(11)内部安装有摄像扫描仪(12);在所述固定横杆(4)下部布置有充气囊(13);在所述集鱼卵箱(2)外部两侧设有对称的螺旋桨(14);可移动式横杆(7)上接触面安装有位移传感器(15);在所述防水罩(11)内部还安装有与所述摄像扫描仪(12)连接的处理器(16);其中:
所述漂浮架(1),用于带动所述鱼卵采集组件漂浮在水面上;
所述集鱼卵箱(2),用于采集并盛放所述真实鱼卵;
所述固定横杆(4),用于固定所述集鱼卵箱(2);
所述双向阀门(5),用于在所述水压感应器(6)感应到水压到达预设水压阈值时,打开收集所述真实鱼卵;
所述可移动式横杆(7),用于带动所述集鱼卵箱(2)在所述滑槽(8)上述移动;
所述弹簧(9),用于带动所述集鱼卵箱(2)实现在水中上下移动;
所述排水动力装置(10),用于在所述集鱼卵箱(2)内水量达到预设水量阈值时,排出所述集鱼卵箱(2)内的水;且,所述排水动力装置(10)进口内部设置有拦污栅,用于阻止大颗粒污物堵塞;
所述防水罩(11),用于保护所述摄像扫描仪(12);
所述摄像扫描仪(12),用于对所述真实鱼卵进行拍摄,生成所述真实鱼卵图;
所述充气囊(13);内部装有充气引擎启动装置及形变传感器,所述形变传感器控制所述摄像扫描仪(12)开启;
所述螺旋桨(14),用于带动所述鱼卵采集组件在水内移动;
所述位移传感器(15),用于确定所述鱼卵采集组件的位移,并根据所述鱼卵采集组件的位移控制所述充气囊(13)开启或者关闭;
所述处理器(16),用于对所述真实鱼卵图进行识别,确定所述真实鱼卵的形态特征指标。
6.一种产漂流性卵鱼类产卵场定位方法,其特征在于,应用于权利要求1-5任一项所述的产漂流性卵鱼类产卵场定位系统,所述方法包括:
采集从产卵场研究流域上游漂流到预设固定位置的真实鱼卵,并生成真实鱼卵信息;所述真实鱼卵信息包括所述真实鱼卵的真实发育程度以及真实采样时间;
监测所述产卵场研究流域中各个位置的真实生境信息;
根据所述真实生境信息,重建数字化模拟流域,在所述数字化模拟流域各个位置投放带有标记信息的初始化的人工数字鱼卵,并根据所述预设固定位置,确定所述数字化模拟流域中的模拟固定位置,在所述模拟固定位置采集所述人工数字鱼卵,并生成人工数字鱼卵信息;所述初始化的人工数字鱼卵用于表征所述人工数字鱼卵使用鱼类刚生产的天然鱼卵的密度、直径、形状、重量和光滑度进行初始化;
将所述真实鱼卵信息与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置;
其中,所述将所述真实鱼卵信息与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置,包括:
根据所述真实鱼卵信息对所述真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定所述真实鱼卵对应的真实分类结果;将所述真实分类结果与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置;
其中,所述根据所述真实鱼卵信息对所述真实鱼卵进行聚类分析,并根据聚类分析结果,确定所述真实鱼卵对应的真实分类结果,包括:
根据所述真实鱼卵信息中的所述真实采样时间的不同,对所述真实鱼卵进行采样时间聚类分析,确定各个采样时间分类下的所述真实鱼卵;根据所述真实鱼卵信息中的所述真实发育程度,对各个所述采样时间分类下的所述真实鱼卵进行真实发育程度聚类分析,确定各个所述采样时间分类下的真实发育程度分类结果,以确定所述真实鱼卵对应的真实分类结果;
其中,所述将所述真实分类结果与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置,包括:
根据所述真实分类结果,确定各个真实分类类别对应的所述真实鱼卵的类别采样时间以及类别发育程度;将各个所述真实分类类别对应的所述类别采样时间以及所述类别发育程度与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置;
其中,所述人工数字鱼卵信息包括虚拟发育程度以及虚拟采样时间;所述个所述真实分类类别对应的所述类别采样时间以及所述类别发育程度与所述人工数字鱼卵信息进行对比,根据对比结果确定所述产卵场研究流域中产卵场的位置,包括:
将所述类别采样时间以及所述类别发育程度与所述人工数字鱼卵信息中的所述虚拟发育程度以及所述虚拟采样时间进行对比,当所述类别采样时间与所述虚拟采样时间之间的第一距离小于第一距离阈值,且所述类别发育程度与所述虚拟发育程度之间的第二距离小于第二距离阈值,则确定所述人工数字鱼卵与所述真实分类类别对应的所述真实鱼卵相似;根据所述人工数字鱼卵的带有的所述标记信息确定所述人工数字鱼卵对应的投放位置;根据所述人工数字鱼卵对应的所述投放位置,确定所述产卵场研究流域与所述投放位置对应的位置为所述产卵场。
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