[发明专利]一种利用多尺度环境特征的渔场预报方法

说明书

本发明公开了一种利用多尺度环境特征的渔场预报方法，包括如下步骤：1)对目标区域的原始海洋环境遥感数据进行预处理；2)基于预处理后的海洋环境遥感数据构建多尺度环境特征数据集；3)根据渔业生产数据，计算单位捕捞努力量渔获量CPUE，并根据CPUE分布设定阈值，生成渔场样本标签；4)在多尺度环境特征数据集中检索临近或满足阈值的海洋环境遥感数据，建立多时空尺度渔场海洋环境特征样本集；5)根据多时空尺度渔场海洋环境特征样本集进行渔场预报，获得渔场概率预报结果。本发明通过建立多维海洋环境特征空间到海洋渔场特征空间的有效映射，使得映射关系可以更稳健更全面的反映海洋渔场分布规律，提高了渔场预报的准确性。

技术领域

本发明涉及海洋渔场预报领域，具体地说，特别涉及到一种利用多尺度环境特征的渔场预报方法。

背景技术

向从事海洋捕捞生产的渔民或渔业船队提供海洋渔业资源的丰度分布和海洋水文气象等海洋环境信息，可以有效减少海上寻鱼时间，节约燃料及降低劳动成本，提高捕捞效率，具有显著的经济价值和社会效益。现有的技术集中在以整个作业渔区为对象，采用固定格网大小的单一分辨率海洋环境参数和渔业生产数据，通过传统统计学习模型进行海洋环境分析和渔场预报。

海洋渔场的分布和变化是与不同时间和空间尺度的多种海洋环境因子密切相关的。根据海洋环境参数进行海洋渔场预报，实质是建立多维海洋环境特征空间到海洋渔场特征空间的一个映射。映射关系的建立是否可以准确反映渔场特征的分布，是海洋渔场预报方法研究的关键问题。海洋现象包含着大量的柔性信息，表现出模糊性、复杂性和不精确性，若忽略时空数据的时空特性，用传统数理统计的相关分析和回归分析进行处理，存在是否满足传统数理统计前提条件的问题。同时，忽略时空特性或现象间的时空关系，存在可能造成分析结果的不可靠等问题。海洋渔场分布受到不同时空尺度的多种海洋环境因子的影响。采用固定格网大小的少数几种单一时空分辨率海洋环境参数建立的映射模型，只能反映海洋渔场分布特征的部分空间子集，对其未覆盖到的渔场特征空间区域，并不能实现有效预报。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种利用多尺度环境特征的渔场预报方法，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种利用多尺度环境特征的渔场预报方法，包括如下步骤：

(1)原始海洋环境遥感数据预处理

将卫星遥感技术得到的海表多环境要素进行预处理，据按照感兴趣区域的经纬度范围进行裁切，得到感兴趣区域环境数据子集。由于卫星遥感反演数据受到天气条件云遮挡等因素的影响，导致在不同时段和地理位置处会有数值缺失，因此，还需基于邻域相关性对缺失值进行插值补值。

(2)构建多尺度环境特征数据集

根据渔业作业特点，利用3天平均、8天平均、4km分辨率、9km分辨率等原始数据进行重采样，得到0.1度、0.25度、0.5度分辨率的特征数据，同时利用同源或异源的其他不同时空尺度的环境数据，组合构建多时空尺度数据集。

(3)计算单位捕捞努力量渔获量

根据渔业捕捞生产记录数据，计算单位捕捞努力量渔获量。

CPUE＝渔获产量/捕捞努力量

根据CPUE分布设定阈值，生成渔场样本标签。

(4)渔业生产数据与海洋遥感环境数据的时空匹配，建立多时空尺度渔场海洋环境特征样本集；

根据渔业生产数据的时间和经纬度，搜索不同尺度上的空间及时间距离满足临近阈值的海洋环境数据，作为样本匹配的多尺度环境特征，形成多尺度渔场海洋环境特征样本数据集。

(5)利用多尺度渔场海洋环境特征开展渔场预报