[发明专利]基于北斗船位数据提取拖网捕捞努力量时空特征的方法

说明书

技术领域

本发明涉及渔业资源管理技术领域中的船位数据挖掘技术，特别是涉及一种基于北斗船位数据提取拖网捕捞努力量时空特征的方法。

背景技术

由于近海渔业资源的不断衰退，各国对渔业资源养护越发重视，而捕捞努力量是渔业资源评估的重要参考指标，实时准确的掌握捕捞强度时空变化特征，有助于科学的渔业资源管理与养护。联合国粮农组织(FAO)用每年总的发动机功率和捕捞作业天数的乘积(千瓦·天)来表达全球的捕捞努力量。因此，捕捞努力量即渔船在捕捞过程中所做的功。其传统的计算方法是由投入生产的渔船数、吨位、马力数、作业人数、天数、技术与工艺状况、投网次数等折算获得，但缺点是耗时费力且难以满足空间性和实时性统计的需要。目前，国外在渔业资源评估方面已经使用VMS(Vessel Monitoring System)数据计算捕捞努力量，大大提高了数据收集和使用的效率。在国内，中国近海已安装北斗终端的渔船有5万多艘，可获取的VMS数据主要包括渔船的北斗卡号、经纬度位置、航速、航向、发报时间等，数据发报的时间分辨率约3分钟，空间分辨率10米左右，基本满足在捕捞努力量方面的研究。但是，国内至今尚未出现有效利用北斗船位数据进行渔船捕捞努力量研究的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于北斗船位数据提取拖网捕捞努力量时空特征的方法，能够准确、直观的对捕捞努力量的空间分布进行研究。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于北斗船位数据提取拖网捕捞努力量时空特征的方法，渔船上装有用于获取北斗船位数据的北斗终端，根据渔船的航速、航向提取出渔船处于捕捞状态的点，由于渔区格网内有多艘渔船捕捞作业，每艘船作业分为多个网次，单个网次作业持续几个小时，结束后间隔一段时间进行下一个网次，每个网次作业轨迹由多个离散的船位点表示，因此渔区格网内的累计捕捞努力量计算公式如下：其中，Z_i是某渔区格网的累计捕捞努力量，P是处于捕捞状态的点，P_i,j,k、P_i,j,k-1是某渔船相邻的两个船位点的时间，两者的差是时间长度，W是渔船的功率，i、j、k为正整数，分别表示研究中的第i个渔区格网，第j个拖网渔船，第k个作业网次，第一次求和是某条拖网渔船单个网次内累计捕捞努力量，第二次求和是该条渔船一段时间多个网次的累计捕捞努力量，第三次求和是一段时间内某渔区格网内所有拖网渔船的累计捕捞努力量。

所述北斗船位数据包括渔船的北斗卡号、经纬度位置、航速、航向、发报时间，其中，数据的时间分辨率为3分钟，空间分辨率约为10米。

在根据渔船的航速、航向提取出渔船处于捕捞状态的点之前还包括提取渔船阈值的步骤。

所述的基于北斗船位数据提取拖网捕捞努力量时空特征的方法还包括提取一段时间渔场中全部或部分拖网船的累计捕捞努力量随时间的变化的步骤。

所述的基于北斗船位数据提取拖网捕捞努力量时空特征的方法还包括从渔场、渔港、船籍以及捕捞作业研究累计捕捞努力量随时间的时空变化特征的步骤。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明对北斗船位数据进行充分挖掘的基础上找到有效计算和表达捕捞努力量的方法，可以实时、快速、准确的获取大范围高时空分辨率的捕捞努力量。研究通过航速、航向数据判读拖网渔船的捕捞状态，选择处于拖网作业的点，并根据作业点的位置和时间结合渔船功率计算累计捕捞努力量(kW·h)并将其作为评价捕捞强度的指标。由于拖网渔船的作业轨迹是由多个具有空间信息的时间点序列组成，因此根据大量的轨迹点和捕捞强度数据即可获得拖网捕捞强度的时空分布特征。

本发明使用北斗船位数据，使数据来源实时、准确、全面，能够将船位点状态的判断结果与渔船作业的功率结合，提高了捕捞努力量计算过程中的精确性，体现了捕捞努力量空间变化特征。

附图说明

图1是实施例中象山拖网渔船速度阈值图；

图2是实施例中象山拖网渔船和累计捕捞努力量各月份变化图；

图3是实施例中象山拖网渔船捕捞空间分布图；

图4是实施例中各月象山拖网船累计捕捞努力量时空分布图；

图5是实施例中象山拖网船在各渔场不同月份的累计捕捞努力量，其中，(a)为附近渔场、(b)为较远渔场、(c)为外部渔场、(d)为边缘渔场。

具体实施方式