[發明專利]基于色彩的珊瑚覆蓋率計算方法

在審

• 申請號: 201910383609.4
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110163924A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 吳鐘解;李元超;陳石泉;何曉娜;沈捷;王道儒
• 申請（專利權）人: 海南省海洋與漁業科學院
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明屬于生物統計領域，針對現有技術中，珊瑚覆蓋率計算中由于大量人工參與而準確率下降的問題，提出基于色彩的珊瑚覆蓋率計算方法，包括以下步驟：水下數碼攝像機在調查斷面拍照采集得到母本圖像信息；水上海洋工作人員通過顯示模塊查看母本圖像信息，并判斷出珊瑚色度范圍信息；水上海洋工作人員根據母本圖像，通過輸入模塊輸入珊瑚色度范圍信息；處理器將母本圖像信息轉化為母本色度信息；對比模塊將母本色度信息與珊瑚色度范圍信息進行對比，將母本色度信息中符合珊瑚色度范圍信息的部分作為珊瑚色度信息，計算模塊根據珊瑚色度信息和母本色度信息，計算出母本圖像信息中珊瑚所占的比例信息，并將比例信息發送給顯示模塊進行顯示。

技術領域

本發明屬于生物統計領域，基于色彩的珊瑚覆蓋率計算方法。

背景技術

珊瑚礁生態系統被認為是最受威脅而又有重要服務功能的全球生態系統，為人類的生產、生活和旅游提供了重要的服務功能。珊瑚礁是珊瑚礁生態系統的構架生物，它是石珊瑚目的動物形成的一種結構，這個結構可以大到影響其周圍環境的物理和生態條件。在深海和淺海中均有珊瑚礁存在，它們是成千上萬的由碳酸鈣組成的珊瑚蟲的骨骼在數百年至數千年的生長過程中形成的。珊瑚礁為許多動植物提供了生活環境，其中包括蠕蟲、軟體動物、海綿、棘皮動物和甲殼動物，此外珊瑚礁還是大洋帶的魚類的幼魚生長地。因此，對很多商業價值的魚類而言，珊瑚礁提供了食物來源及繁殖場所，珊瑚礁能夠維持漁業資源。此外，在所有的海洋生態系中，珊瑚礁的生物多樣性是最豐富的，珊瑚礁的破壞無異于是對世界生物多樣性的嚴重威脅。再從理論上來考量，有許多實際的理由說明何以維護生物多樣性的重要：在珊瑚礁中有許多資源可制造藥品、化學物質及食物，當珊瑚礁被破壞了，許多物種也就在被發現其作用前消失了。由于人為活動的影響使得大氣中的二氧化碳含量增加，導致海洋表面溫度增高、碳酸鹽含量下降以及海平面上升，也對珊瑚礁構成了壓力，造成珊瑚嚴重漂白或大量死亡。局地、區域和全球的環境壓力，導致珊瑚礁的退化，這種狀況將對珊瑚礁的健康、功能及其相關的價值造成破壞，并有可能最終導致珊瑚礁這種珍貴資源的喪失。

近幾十年來，由于人類的直接和間接影響，全球珊瑚礁生態系統出現衰退的趨勢，對珊瑚礁健康狀況的研究日益關注，各種評價方法相繼被提出并得到發展，評價珊瑚狀況的指標很多，最常用的是珊瑚覆蓋率，WILKINSON認為活珊瑚覆蓋率大于75％的珊瑚礁狀況為極好，在50％～75％之間的珊瑚礁狀況為較好，在25％～50％之間的珊瑚礁,其健康狀況為一般，健康狀況較差的珊瑚礁的活珊瑚覆蓋率低于25％。根據珊瑚專家長期監測觀察，當珊瑚覆蓋率大于30％，一般珊瑚礁生態系統保持自然屬性，生物多樣性及生態系統結構基本穩定，生態系統主要服務功能正常發揮，環境污染、人為破壞、資源的不合理利用等生態壓力基本在生態系統的承載范圍之類，珊瑚礁屬于健康狀態。李元超等采用半定性估算尺度對海南銅鼓嶺國家級自然保護區及三亞后海海域珊瑚礁生態系統的健康狀況及其影響因素分析，認為珊瑚覆蓋率在30.00％以上時，珊瑚礁生態系統及其珊瑚礁屬于健康狀態。因此珊瑚覆蓋率在珊瑚評價中是最主要的指標。

為提高人們對于珊瑚礁生態圈現狀的認知，海洋工作人員常常下水調查珊瑚礁的狀況、珊瑚礁內生物的生活狀況等。對于水下珊瑚狀況的調查，海洋工作人員通常采用斷面法調查和鰩式調查方法。

斷面法調查：

S1，根據海底地形、風向、漲落潮引起水深改變等因素，選擇適宜的珊瑚集中區域作為調查區域；

S2，在每個調查區域設置至少4條調查斷面，每條斷面長10m，這些斷面均在1～3m和4～8m水深處布設，斷面沿珊瑚礁長軸方向布設，各斷面不能重復，斷面分布應覆蓋整個調查區域，盡量均勻；

S3，選擇一條長10m帶刻度(1cm)的皮尺在斷面較平坦的地段上布設，用水下數碼攝像機從斷面上尺的一端沿著皮尺拍攝，水下攝影、拍照完后，用GPS測定斷面兩端的坐標，為下次監控提供準確位置；