一種魚類潛在豐度預測系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，包括一高位探測部、一中位探測部、一底位探測部、一偏位探測部、一綜合分析部以及機械支撐部；所述高位探測部為一保持整個系統不沉入河底的浮空設備或飛行設備，包括一高位攝像頭、一植被探測器、一人類活動探測器、和一遠景探測器。本發明采用探測自動化設計，可以部分擺脫人力資源的束縛；時時探測，可以準確監視勘察采用聚類分析法和逐步判別分析模型，構建魚類物種潛在豐度預測模型，獲得了較為客觀的定量化預測結果；本方法對于河流、湖泊、水庫、溪流等不同水體類型的魚類物種潛在豐度的預測都可以應用。
【專利說明】一種魚類潛在豐度預測系統
【技術領域】
[0001] 本發明屬于探測領域，涉及一種魚類潛在豐度預測系統。
【背景技術】
[0002] 魚類是河流生態系統中高級消費者，其多樣性水平反映了河流生態系統結構與功 能的穩定。隨著水質污染、生境退化等諸多方面因素的影響，河流中魚類多樣性水平急劇降 低，因此魚類多樣性保護與恢復的管理越來越重要。但在實際上，魚類多樣性的管理未有實 質性的推進，還較多地停留在宣傳與教育上。造成這一局面的原因很多，重要的一條就是缺 乏河流魚類多樣性保護與恢復的管理目標，而導致很多管理部門并不清楚該怎么實施管理 措施，該將魚類多樣性保護恢復到那個標準上。
[0003] 檢索文獻發現，秦偉等（1999)，提出我國魚類多樣性保護的重要性并提出相關建 議，但實際上并沒有明確魚類多樣性保護與恢復管理可以如何實施。岳昊等（2013)，提出 了建設我國魚類多樣性數據庫，構建類似于國際上FishBase的管理數據庫，才剛剛對我國 魚類多樣性保護與恢復提供了管理思路。趙靜等（2013)，利用GAM模型分析了魚類群落多 樣性與環境因子的關系，完成了魚類多樣性分布格局的預測，但這一研究適用于海洋環境， 所提供的預測結果只是對未知區域的現狀預測，并不是針對魚類潛在多樣性開展的。張杰 等（2011)，利用了逐步判別分析模型預測了漓江大型底棲動物物種潛在豐度，但大型底棲 動物和魚類在河流生態系統中所受影響差異巨大，大型底棲動物固定生活，影響其豐度的 主要是局部的環境因子，而魚類則游泳生活，影響其豐度的主要是區域的環境因子。
[0004] 魚類物種潛在豐度預測分析是河流魚類多樣性保護與恢復管理的一個重要環節。 對于河流中魚類物種潛在豐度預測還沒有統一標準的方法，目前只能通過野外人工調查判 斷魚類物種豐度，并不能完全并自動第地了解某一地區的魚類物種特征，缺乏一個適用范 圍比較廣的自動探測分析系統。
[0005] 鑒于上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。
【發明內容】
[0006] 為解決上述問題，本發明提供一種魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，包括一高 位探測部、一中位探測部、一底位探測部、一偏位探測部、一綜合分析部以及機械支撐部；
[0007] 所述高位探測部為一保持整個系統不沉入河底的浮空設備或飛行設備，包括一高 位攝像頭、一植被探測器、一人類活動探測器、和一遠景探測器；
[0008] 所述中位探測部通過一中位纜繩與所述高位探測部相連，包括一中位攝像頭、一 堤岸探測器與一棲境探測器；
[0009] 所述中位探測部與所述高位探測部存在電連接；
[0010] 所述底位探測部通過一底位纜繩與所述中位探測部連接，包括一底位攝像頭、一 底質探測器與一水質探測器；
[0011] 所述底位探測部與所述中位探測部存在電連接；
[0012] 所述偏位探測部包括若干流速探測器，所述流速探測器與一水平面架連接，所述 水平面架支撐所述流速探測器散開于探測河面平面；
[0013] 所述綜合分析部包括一機器分析模塊、一人機界面、一互聯模塊、一篩排模塊、一 建模模塊與一驗證模塊；
[0014] 所述機械支撐部包括所述中位纜繩、所述底位纜繩與所述水平面架；
[0015] 所述水平面架包括若干輻條部與一外圈部；
[0016] 所述外圈部包括若干外層圈與若干內層圈，所述外層圈與所述內層圈曲率半徑相 同，所述外層圈內徑大于所述內層圈外徑并嵌套與所述內層圈外部；
[0017] 所述外層圈內壁具有凸起的外層紋，所述內層圈外壁具有凹陷的內層紋，所述外 層紋尺寸大于所述內層紋，
[0018] 所述內層紋中心線軌跡y為：
[0019]
【權利要求】
1. 一種魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，包括一高位探測部、一中位探測部、一底 位探測部、一偏位探測部、一綜合分析部以及機械支撐部； 所述高位探測部為一保持整個系統不沉入河底的浮空設備或飛行設備，包括一高位攝 像頭、一植被探測器、一人類活動探測器、和一遠景探測器； 所述中位探測部通過一中位纜繩與所述高位探測部相連，包括一中位攝像頭、一堤岸 探測器與一棲境探測器； 所述中位探測部與所述高位探測部存在電連接； 所述底位探測部通過一底位纜繩與所述中位探測部連接，包括一底位攝像頭、一底質 探測器與一水質探測器； 所述底位探測部與所述中位探測部存在電連接； 所述偏位探測部包括若干流速探測器，所述流速探測器與一水平面架連接，所述水平 面架支撐所述流速探測器散開于探測河面平面； 所述綜合分析部包括一機器分析模塊、一人機界面、一互聯模塊、一篩排模塊、一建模 模塊與一驗證模塊； 所述機械支撐部包括所述中位纜繩、所述底位纜繩與所述水平面架； 所述水平面架包括若干輻條部與一外圈部； 所述外圈部包括若干外層圈與若干內層圈，所述外層圈與所述內層圈曲率半徑相同， 所述外層圈內徑大于所述內層圈外徑并嵌套與所述內層圈外部； 所述外層圈內壁具有凸起的外層紋，所述內層圈外壁具有凹陷的內層紋，所述外層紋 尺寸大于所述內層紋， 所述內層紋中心線軌跡y為：
其中，X為距離當前所述內層圈中段的弧度，e為自然常數，α為所述外層圈邊緣距中 段的弧度； 所述外層紋中心線軌跡y'為：
其中，X'為距離當前所述外層圈中段的弧度，e為自然常數。
2. 如權利要求1所述的魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，所述高位探測器部高度 為70至120米之間，探測范圍為堤岸至堤岸外1000米； 所述中位探測部所處高度為10至35米，探測范圍為堤岸外100米至岸邊； 所述流速探測器深度為5米； 所述底位探測部下潛深度為15至35米。
3. 如權利要求1所述的魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，所述中位探測部還包括 一無線發射模塊，通過所述無線發射模塊將所述中位探測部探測結果和/或所述中位探測 部接收到的探測結果發送至所述綜合分析部。
4. 如權利要求3所述的魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，所述人機界面由人工操 縱，獲取所述高位攝像頭、所述中位攝像頭及所述底位攝像頭探測的數據； 所述植被探測器、所述人類活動探測器、所述遠景探測器、所述堤岸探測器、所述棲境 探測器、所述底質探測器、所述水質探測器與所述流速探測器的探測數據發送至所述機器 分析模塊。
5. 如權利要求4所述的魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，所述機器分析模塊接受 所述植被探測器、所述人類活動探測器、所述遠景探測器、所述堤岸探測器、所述棲境探測 器、所述底質探測器、所述水質探測器與所述流速探測器的探測數據。
6. 如權利要求5所述的魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，所述互聯模塊調用互聯 網數據，搜索當前河流互聯網數據，篩選最適環境因素送至所述篩排模塊用于構建判別函 數。
7. 如權利要求6所述的魚類潛在豐度預測系統，其特征在于，所述篩排模塊接受所述 機器分析模塊、所述人機界面與所述互聯模塊確定預測值； 所述建模模塊接受所述篩排模塊得到的所述判別函數與所述預測值，用于建立預測模 型； 所述建模模塊與所述驗證模塊對所述預測模型進行互通驗證，在所述互通驗證誤差率 小于15%情況下確定所述預測模型。
【文檔編號】G06F19/00GK104050382SQ201410299824
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】丁森, 張遠, 高欣, 趙瑞, 劉思思 申請人:中國環境科學研究院