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创新 | “基于GIS的河口渔业资源集群分布分析方法”获国家发明专利授权

2020-12-29 14:50:22

渔业知识服务

原文链接

一、研究背景

 

通过对渔业资源调查及对各种鱼类的长期监测与研究,能够了解和掌握渔业资源的生物学特性,如种群、年龄、生长、食性及洄游分布规律等,同时通过掌握渔业资源的数量动态变化和进行渔情预报,为渔业资源的保护、增殖、管理和可持续利用提供理论依据。目前,研究渔业资源集群分布通常采用的方法为常规的统计分析方法,通过专门派出调查船收集渔获物,按渔区、种类、旬月进行渔获量统计,将统计资料按种类分别绘制各渔区渔获量分布图。根据渔获量分布图可以分析物种的洄游路线和分布范围。该方法实用性强、成本低,然而,若要达到数据准确,有针对性的预期目的,需要综合、长期、系列的野外调查,精确的作业船位和各种类的产量及其生物学特性的收集。同时,若需要分析生物集群与环境之间的关系等,还需要综合环境数据、种群生活史等数据,通过对大量多维度数据的综合空间分析,才能得到关于海洋渔业生物物种关键集群区(产卵场、索饵场、越冬场)、迁移通道等在不同时空尺度上的更为全面和精确的信息。

为了更好地实现这一目标,由中国水产科学研究院东海水产研究所张婷婷等人发明的“基于GIS的河口渔业资源集群分布分析方法”获国家发明专利授权,专利号为ZL201711416372.2。



二、功能介绍

本研究利用现代信息技术(ArcGIS、GPS、遥感解译技术、数据库技术),建立了长江口渔业资源及环境信息动态信息库,包括长江口渔业资源空间数据和八大标准属性数据库(长江口拖网数据库、浮游动物数据库、浮游植物数据库、底栖生物数据库、沉积物数据库、水文数据库、水质数据库、叶绿素数据库)。基于此数据库,应用GIS的空间分析和统计功能模拟目标生物的空间分布特征,并通过定量分析得到其适宜的环境条件,通过对目标生物及其适宜环境因子空间分布的叠加,从而得到目标生物的关键集群区/栖息地(产卵场、索饵场、迁移通道等)在不同时空尺度上分布规律的有用信息。长江口环境数据库、渔业资源数据库、生态养护修复数据库的建立,实现了长江口渔业资源及环境数据的标准化、数字化、地图化、可视化,能在共享平台上便捷地对其进行信息浏览、GIS分析、空间数据的统计分析、时空动态分析、专题图生成等功能。为长江口渔业生物种资源资料共享以及渔业生物资源研究、保护和利用提供详实的数据和信息,为时空动态整合分析长江口渔业资源动态变化及机制成因分析提供了多维度相关数据与信息。

数据是数据采集处理系统设计中最基础和最关键的环节。通过建立空间数据和属性数据,并在ArcGIS中将两者相关联,可以根据需要从中建立长江口环境数据库、渔业资源数据库、生态养护修复数据库,并对其进行信息浏览、GIS分析、空间数据的统计分析、专题图生成等功能。由于数据具有多年连续的采集以及其它属性维度(潮高、水层等)的特性,在本研究中还增加设计了多维数据库,通过ArcGIS实现了二维空间属性数据库到多维NetCDF数据库的转化,便于多维属性条件下的查询和时空动态分析。该系统的流程设计如图1所示。

图1 数据采集处理系统的流程

(1)长江口中华绒螯蟹产卵场及洄游路线专题图

根据各站点中华绒螯蟹的丰度数据绘制了长江口区域密度分布图,确定了产卵场位置。根据野外观测中亲蟹及蟹苗出现的时间及GPS位点,绘制了中华绒螯蟹洄游路线图(图2)。

 

图2 长江口中华绒螯蟹产卵场及洄游路线专题图

(2)长江口鳗苗捕捞力及分布专题图

根据调查水域定点监测和空间数据库,绘制了长江口鳗苗捕捞力及分布专题图(图3)。

图3 长江口鳗苗捕捞力及分布专题图 

(3)中华鲟洄游路线图

根据历史数据(洋流数据及等温线数据)和空间数据库,绘制了中华鲟洄游路线专题图(图4)。

图4 中华鲟洄游路线图专题图 

此发明的一种基于GIS的河口渔业资源集群分布分析方法,可以对目标生物的重要集群区/栖息地进行定位,从而为渔业资源生态修复提供科学指导。

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