[發明專利]利用生物聲學特征進行深海生態系統評價的方法及系統

在審

• 申請號: 202010920382.5
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111986683A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 張同偉;王建村;楊磊;秦升杰;王向鑫;李正光
• 申請（專利權）人: 國家深?；毓芾碇行?/a>
• 主分類號: G10L17/26
• 分類號: G10L17/26;G10L17/18;G10L17/04;G10L15/16
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種利用生物聲學特征進行深海生態系統評價的方法及系統。該方法包括：獲取深海生態系統中各種生物的聲學信號；根據所述聲學信號，確定深海生物種類和深海生物數量；根據所述聲學信號、深海生物種類和深海生物數量，對神經網絡模型進行訓練，得到訓練后的神經網絡模型；獲取待測海域的深海生物聲學信號；將所述待測海域的深海生物聲學信號輸入至所述訓練后的神經網絡模型進行預測，得到待測海域的深海生物種類和數量。本發明既能夠長時間對特定海域進行觀測，又能夠不破壞周圍環境。

技術領域

本發明涉及深海生態系統評價技術領域，特別是涉及一種利用生物聲學特征進行深海生態系統評價的方法及系統。

背景技術

隨著人類活動逐漸由近海擴展到深遠海，特別是深海礦產資源開采，不可避免的會對深海環境產生影響。深海采礦對底層生態系統的影響要明顯大于上層生態系統，因此對底層生態系統的影響是深海采礦環境問題的焦點。目前對底層生態系統的研究，主要依靠常規科考手段，如載人潛水器、無人有纜遙控潛水器、光學拖體、電視抓斗、生物拖網等，對海底生物進行拍攝、取樣等。然而，在載人潛水器、無人有纜遙控潛水器、光學拖體等的使用成本高，作業時間有限，主要適合作為科學考察用，無法長時間對特定海域進行觀測。生物拖網等則會對海底生物造成極大破壞，而且生物拖網一般拖拽較長時間和距離，無法確定具體生物的位置。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用生物聲學特征進行深海生態系統評價的方法及系統，既能夠長時間對特定海域進行觀測，又能夠不破壞周圍環境。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種利用生物聲學特征進行深海生態系統評價的方法，包括：

獲取深海生態系統中各種生物的聲學信號；

根據所述聲學信號，確定深海生物種類和深海生物數量；

根據所述聲學信號、深海生物種類和深海生物數量，對神經網絡模型進行訓練，得到訓練后的神經網絡模型；

獲取待測海域的深海生物聲學信號；

將所述待測海域的深海生物聲學信號輸入至所述訓練后的神經網絡模型進行預測，得到待測海域的深海生物種類和數量。

可選地，所述獲取深海生態系統中各種生物的聲學信號，具體包括：

通過自容式水聽器獲取深海生態系統中各種生物的聲學信號。

可選地，所述根據所述聲學信號，確定深海生物種類和數量，具體包括：

采用語音特征提取方法對所述聲學信號進行分析，提取深海生物的聲學特征；

結合同步采集的影像資料，以及生物誘捕器捕獲的生物種類和數量，將所述深海生物的聲學特征與深海生物進行配對，得到深海生物聲學特征的分類結果，所述分類結果包括深海生物的種類和數量。

可選地，所述根據所述聲學信號、深海生物種類和深海生物數量，對神經網絡模型進行訓練，得到訓練后的神經網絡模型，具體包括：

將所述聲學信號作為輸入，所述深海生物種類和所述深海生物數量作為輸出，對神經網絡模型進行訓練，得到訓練后的神經網絡模型。

一種利用生物聲學特征進行深海生態系統評價的系統，包括：

第一聲學信號獲取模塊，用于獲取深海生態系統中各種生物的聲學信號；

生物種類及生物數量確定模塊，用于根據所述聲學信號，確定深海生物種類和深海生物數量；

網絡訓練模塊，用于根據所述聲學信號、深海生物種類和深海生物數量，對神經網絡模型進行訓練，得到訓練后的神經網絡模型；

第二聲學信號獲取模塊，用于獲取待測海域的深海生物聲學信號；