[發(fā)明專利]基于改進(jìn)型ELM的海洋魚群遷移路線預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010488986.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN111680734B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慧萍;王家豪;錢煜暉;董書麗;李沛霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06F30/20;G06F17/16;G06N20/00;G06Q10/04
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于改進(jìn)型ELM的海洋魚群遷移路線預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

將海洋溫度歷史數(shù)據(jù)作為不同預(yù)測(cè)模型的輸入樣本，并分別求出不同預(yù)測(cè)模型下的海洋溫度初始預(yù)測(cè)值；

選取其中一種預(yù)測(cè)模型下的海洋溫度初始預(yù)測(cè)值，或者選取幾種預(yù)測(cè)模型下的海洋溫度初始預(yù)測(cè)值的加權(quán)平均值，作為ELM的輸入向量；

通過ELM的訓(xùn)練，輸出海洋溫度最終預(yù)測(cè)值β；

將海洋溫度視為海洋魚群遷移路線的主要影響因素，在所述海洋溫度最終預(yù)測(cè)值β的基礎(chǔ)上，針對(duì)改進(jìn)型傳統(tǒng)熱擴(kuò)散方程，并考慮魚類在經(jīng)緯度上的遷移特點(diǎn)，提出描述海洋魚群遷移的遷移計(jì)算公式，從而得到初步預(yù)測(cè)的海洋魚群遷移路線；

結(jié)合不同魚類的種群習(xí)性，選出影響魚類遷移的限定條件，并根據(jù)限定條件排除不符合魚類實(shí)際生存的海洋空間，從而得到最終預(yù)測(cè)的海洋魚群遷移路線；

其中，改進(jìn)型ELM指以某一種預(yù)測(cè)模型下的海洋溫度初始預(yù)測(cè)值，或者選取幾種預(yù)測(cè)模型下的海洋溫度初始預(yù)測(cè)值的加權(quán)平均值，作為輸入向量的ELM；

改進(jìn)型傳統(tǒng)熱擴(kuò)散方程為：

其中，t表示溫度，τ表示時(shí)刻，α表示熱擴(kuò)散率，(x,y,z)為熱源點(diǎn)P在某個(gè)特定環(huán)境或者系統(tǒng)中的初始坐標(biāo)；如果不考慮靜態(tài)系統(tǒng)中材料特性如形變對(duì)溫度分布造成的影響，則假定熱量從熱源點(diǎn)P以某個(gè)速率q以恒定速度v沿x軸發(fā)散，為確定熱源點(diǎn)周圍的溫度分布，將在動(dòng)態(tài)空間坐標(biāo)系內(nèi)建立熱源點(diǎn)模型，熱源點(diǎn)P在動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)由于熱量發(fā)散將變?yōu)?ξ,y,z)，ξ＝x-v·τ；

根據(jù)改進(jìn)型傳統(tǒng)熱擴(kuò)散方程得到物體溫差

其中k表示熱傳導(dǎo)系數(shù)；q表示熱量從熱源點(diǎn)發(fā)散的速率；物體溫差θ即為海洋溫度差θ；將海洋溫度差θ視為海洋魚群遷移路線的主要影響因素；

基于改進(jìn)型傳統(tǒng)熱擴(kuò)散方程，并考慮魚類在經(jīng)緯度上的遷移特點(diǎn)，忽略深度的影響，提出描述海洋魚群遷移的遷移計(jì)算公式，

其中，R_c表示以熱源點(diǎn)P為圓心的圓半徑為R時(shí)的魚群濃度；v_c為特定體積的水中魚群密度為c時(shí)，熱量從熱源點(diǎn)P沿x軸發(fā)散的恒定速度；此時(shí)y＝0，該遷移計(jì)算公式針對(duì)海洋空間只考慮經(jīng)度和緯度上的變化，也就是考慮x和z的變化，不考慮深度方向即y的變化，即只考慮魚群在水平方向的遷移，不討論深度溫差對(duì)魚群遷移的影響；

基于描述海洋魚群遷移的遷移計(jì)算公式表示的在不同海洋溫度差θ影響下的不同時(shí)刻τ內(nèi)，流經(jīng)以R為半徑的球型的魚群濃度，得到初步預(yù)測(cè)的海洋魚群遷移路線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)型ELM的海洋魚群遷移路線預(yù)測(cè)方法，其特征在于，限定條件包括鹽度影響、光譜構(gòu)成、捕食鏈關(guān)系、海洋噪聲和水質(zhì)影響。