[發(fā)明專利]一種基于個體模式的魚類運動與空間分布模擬方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610975295.3 | 申請日： | 2016-11-07 |
| 公開（公告）號： | CN106611079B | 公開（公告）日： | 2020-01-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳求穩(wěn);林育青;胡柳明 | 申請（專利權(quán)）人： | 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 32204 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 210029 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 個體 模式 魚類 運動 空間 分布 模擬 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種基于個體模式的魚類運動與空間分布模擬方法，其特征在于該方法包括步驟：
(1)獲取魚類個體所生活的水環(huán)境區(qū)域，并進行網(wǎng)格劃分，其中每個網(wǎng)格都被賦予水深和流速；
(2)從預(yù)設(shè)的魚類不同生命階段—喜好流速范圍映射表中查找魚類個體當(dāng)前的生命階段對應(yīng)的喜好流速范圍；
(3)獲取魚類個體當(dāng)前所在網(wǎng)格的水流流向，并判斷若魚類個體在預(yù)設(shè)時長內(nèi)按照水流方向的逆方向運動，是否能達到流速為魚類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格；若是，則將魚類個體模擬運動至該網(wǎng)格，若否，則執(zhí)行步驟(4)；
(4)根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)格的流速和魚類個體的趨流率從預(yù)設(shè)的游動方向表中查找出魚類個體的游動方向，并判斷若魚類個體在預(yù)設(shè)時長內(nèi)按照查找的方向運動，是否能達到流速為魚類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格；若是，則將魚類個體模擬運動至該網(wǎng)格，若否，則執(zhí)行步驟(5)；
(5)將魚類個體模擬運動至最近可滿足生存要求的網(wǎng)格；
(6)返回(3)進行循環(huán)判斷和運動，到達預(yù)設(shè)時刻時，停止模擬魚類個體運動，得到當(dāng)前魚類個體的運動位置；
(7)匯總眾多魚類個體各個時刻的位置，得到魚群的實時空間分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于個體模式的魚類運動與空間分布模擬方法，其特征在于該方法還包括步驟：
若網(wǎng)格水域所容納的生物量超過了網(wǎng)格水域的生態(tài)承載力，則將魚類個體的運動方向排除掉該網(wǎng)格水域；
若魚類個體所在網(wǎng)格水域所容納的生物量超過了網(wǎng)格水域的生態(tài)承載力，則將魚類個體隨機概率地向外運動重新尋找流速為魚類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格或標(biāo)記為死亡并停止運動模擬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于個體模式的魚類運動與空間分布模擬方法，其特征在于該方法還包括步驟：
當(dāng)檢測到魚類個體當(dāng)前所在網(wǎng)格出現(xiàn)能夠威脅到魚類生存的劇烈變化時，將魚類個體標(biāo)記為死亡并停止運動模擬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于個體模式的魚類運動與空間分布模擬方法，其特征在于：步驟(3)、(4)、(5)中，魚類個體的模擬運動具體為：在一個時間步長Δt后，位置從(xt-1，yt-1)更新為(xt，yt)，且每一個時間步長都重新從魚類個體所在生命階段對應(yīng)的游速范圍中隨機選擇一游速作為魚類個體的運動速度u，其中，
xt＝xt-1+u×cosα×Δt
yt＝y(tǒng)t-1+u×sinα×Δt
式中，u為魚類個體的游速，α為魚體軸線與y軸正方向的夾角，用以表示魚類個體的游動方向。
5.一種基于個體模式的魚類運動與空間分布模擬系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括：
網(wǎng)格劃分單元，用于獲取魚類個體所生活的水環(huán)境區(qū)域，并進行網(wǎng)格劃分，其中每個網(wǎng)格都被賦予水深和流速；
魚類不同生命階段—喜好流速范圍映射表，用于存儲魚類個體各個生命階段對應(yīng)的好流速范圍；
第一運動模擬單元，用于獲取魚類個體當(dāng)前所在網(wǎng)格的水流流向，并判斷若魚類個體在預(yù)設(shè)時長內(nèi)按照水流方向的逆方向運動，是否能達到流速為魚類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格；若是，則將魚類個體模擬運動至該網(wǎng)格，若否，跳轉(zhuǎn)至第二運動模擬單元；
游動方向表，用于存儲網(wǎng)格的流速和魚類個體的趨流率與魚類游動方向的關(guān)系；
第二運動模擬單元，用于根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)格的流速和魚類個體的趨流率從預(yù)設(shè)的游動方向表中查找出魚類個體的游動方向，并判斷若魚類個體在預(yù)設(shè)時長內(nèi)按照查找的方向運動，是否能達到流速為魚類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格；若是，則將魚類個體模擬運動至該網(wǎng)格，若否，跳轉(zhuǎn)至第三運動模擬單元；
第三運動模擬單元，用于將魚類個體模擬運動至最近可滿足生存要求的網(wǎng)格；
模擬停止單元，用于當(dāng)?shù)竭_預(yù)設(shè)時刻時，停止模擬魚類個體運動，得到當(dāng)前魚類個體的運動位置；
匯總單元，用于匯總眾多魚類個體各個時刻的位置，得到魚群的時空動態(tài)分布。
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