[发明专利]一种基于声学影像数据评估的物种判别方法

说明书

本发明涉及一种基于声学影像数据评估的物种判别方法，包括：步骤(1)：设定海上试验调查要素，通过回声探测器并获取声学影像数据；步骤(2)：剔除海表噪声和海底噪声，剔除所述声学影像数据的噪声，得到预处理后的声学影像数据；步骤(3)：采用频差技术对所述预处理后的声学影像数据进行信号鉴别和目标鱼种判别，并将平均体积反向散射强度差值范围内的信号作为目标鱼种进行积分输出。本发明能够有效剔除各种噪声，以达到最后准确识别物种的目的。

技术领域

本发明涉及鱿鱼捕捞技术领域，特别是涉及一种基于声学影像数据评估的物种判别方法。

背景技术

声学方法评估渔业资源于20世纪70年代开始推广，广泛应用于水下导航、探鱼、测深及海底地形测绘等方面。目前，水声学技术已是开发海洋和研究海洋必不可少的手段，已成为当今国内外海洋生态观测、海洋生物资源评估的重要手段。作为水声学在渔业资源研究领域的应用分支，渔业声学利用水声学方法进行水下生物探测或渔业资源评估和管理，现已发展成为渔业资源研究领域重要的方法之一。据FAO统计资料表明，2004—2008年东南太平洋的茎柔鱼年渔获产量稳定在70—90万吨间，评估其资源意义重大。茎柔鱼，也被称为“美洲大鱿鱼”，分布于东太平洋的加利福尼亚湾到智利南部海域，其中以加利福尼亚半岛至智利北部海域为主要分布区，其体长范围从35cm到大约2.5m，体重可达50KG，广泛分布于东太平洋60°N—47°S海域中，垂直分布上其通常分布于500m以浅的水域中。作为金枪鱼、鲸鱼等大型海洋生物的捕食对象，茎柔鱼在海洋生态能量传递中扮演着重要的角色，是大洋生态系统食物链重要的一环。拥有巨大的生物量，茎柔鱼是目前世界上最大的头足类渔业资源之一，也是我国在东南太平洋公海海域重要的渔获对象。

目前，针对鱿鱼渔业生物量的评估依赖于商业捕捞数据，存在一定的局限性和盲目性。同时，为掌握渔业生物学特性是科学开发和利用茎柔鱼资源的基础，而声学调查被广泛的应用于海洋生物的资源调查中，传统的渔业资源评估是利用捕捞渔获物数据来估算海域资源量，渔业资源声学评估是一种新的评估方法。渔业资源声学评估技术与其他评估方法相比具有效率高、数据采集简便、调查范围广泛和不影响被调查海域的生态环境等优点，因此近几年得到广泛应用。国外在渔业资源声学评估方面已有较为成熟的研究，但国内于1984年引进，近年来围绕声学资源评估的研究日益增多。然而，由于鱿鱼属于声学弱散射体，目前关于鱿鱼的声学研究尚且存在一些关键性问题，如目标强度的确定、噪声剔除方法、目标判别等，有待深入研究与解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于声学影像数据评估的物种判别方法，可以有效评估渔场的鱿鱼资源，为鱿鱼渔业生物学和中心渔场探测提供数据基础与科学依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于声学影像数据评估的物种判别方法，包括：

步骤(1)：设定海上试验调查要素，通过回声探测器并获取声学影像数据；

步骤(2)：剔除海表噪声和海底噪声，剔除所述声学影像数据的噪声，得到预处理后的声学影像数据；

步骤(3)：采用频差技术对所述预处理后的声学影像数据进行信号鉴别和目标鱼种判别，并将平均体积反向散射强度差值范围内的信号作为目标鱼种进行积分输出。

所述步骤(1)之前还包括：采用标准球方法对回声探测器中的换能器进行校正。

所述步骤(1)中的回声探测器的型号为Simrad EK60，所述Simrad EK60采用积分采集系统。

所述步骤(2)中剔除声学影像数据的噪声，包括：通过设置积分阈值和采用信噪比估算方法剔除声学影像数据的背景噪声；

所述设置积分阈值具体为：根据目标鱼种的目标强度经验公式，利用数据范围映像虚拟变量模块设置积分阈值；所述积分阈值由最小单体目标的目标强度回声信号来确定；

所述采用信噪比估算方法包括：通过噪声修正法和信噪比阈值法的进行去噪；