[發明專利]一種精確定位魚類產卵場位置的方法

有效

• 申請號: 202110433077.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113111956B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 周華彬;余春雪;楊盈
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q50/26;G01C21/00;G01S19/45
• 代理公司: 蘇州言思嘉信專利代理事務所(普通合伙) 32385
• 代理人: 劉巍

本發明公開了一種精確定位魚類產卵場位置的方法，通過實測產卵期該河道范圍的水文水動力數據，利用聚類分析方法根據相似性將所有測點劃分到k個類簇中，考慮了不同水文水動力因子對魚類產卵的影響，避免對魚類產卵場定位的主觀性。在現有大致產卵河道范圍的基礎上，實測魚類產卵場流場等水文水動力數據，分析了魚類產卵場水文水力學特征，對比魚類產卵期對水文水動力因子的需求，利用聚類分析方法將該河道范圍劃分為k個類簇，對比每一類簇影響因子的特征與魚類產卵期對各種影響因子的需求，確定某些類簇比較適合魚類產卵，不只是縱向確定產卵場的范圍，并在橫向上確定魚類產卵的位置。

技術領域

本發明涉及定位技術領域，特別是一種精確定位魚類產卵場位置的方法。

背景技術

隨著大量水利水電工程的開發和運行，河流水文和水動力條件發生了變化，魚類生境分布和生存環境受到影響。產卵場是魚類重要和敏感的棲息場所，是魚類交配、產卵和繁殖的場所，與魚類種群繁衍密切相關。所以，準確推算魚類產卵場的位置，是魚類保護生態學研究的重點，也是當前涉水工程的重點之一。

目前產卵場位置確定的方法主要有兩種，分別是經驗法和流速推算法。

經驗法以漁夫提供的捕撈信息和歷史魚類資料為基礎，通過對目標魚產卵場地形特征的分析，經驗性地確定產卵場的位置。但是經驗法有較大的主觀性，對復雜的數量變動關系單憑人腦記憶和判斷，容易出現疏漏和失誤；定量分析不夠精確，無法界定魚類產卵場的邊界。

流速推算法以河段平均流速規律為基礎，通過在下游采集卵苗，識別和區分各種魚卵、幼苗不同生長階段的形態特征及所經歷的時間，并與河段平均流速相結合，利用河段平均流速乘積卵苗的發育時間，得出魚卵、幼苗的漂流距離，從而可根據采集點和漂流距離對上游產卵場位置進行反推。計算公式如下：S＝V·T，S為產卵場與采集點之間的距離(m)；V為魚卵在漂流河段平均流速(m/s)；T為魚卵、幼苗發育所經歷的時間(S)。但是流速推算法具有一定的偶然性和不確定性，如河段流速的變化、魚卵發育時間的鑒別準確性、水溫變化引起的魚卵胚胎發育速度的變化、魚卵采樣點的數目及分布等，對判定產卵場的位置均有影響。

發明內容

本發明的目的是為了解決背景技術中經驗法主觀性強，容易出現疏漏和失誤、定量分析不夠精確和無法界定魚類產卵場的邊界等問題，以及流速推算法中具有一定的偶然性和不確定性等問題，發明了一種精確定位魚類產卵場位置的方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為，一種精確定位魚類產卵場位置的方法，包括以下步驟：

步驟1：資料調研：根據魚類歷史產卵信息與水文信息框定產卵河道范圍和確定魚類產卵期；

步驟2：預先布設斷面和測點：在產卵河道范圍從下游向上游布預置若干個斷面；

步驟3：數據采集：利用GPS進行導航測量，采用走航式ADCP測定每個測點的水文水動力數據；

步驟4：數據篩選：根據步驟3中測得的水文水動力數據，通過主成分分析法和統計學方法，篩選出影響因子；所述影響因子代表測點的特征數據；

步驟5：數據聚類分析：對步驟4中篩選出來測點的特征數據進行聚類分析，采用K-means聚類算法，輸入包含n個測點數據的數據集，聚類類簇數為k，輸出k個相互獨立的類群集；

步驟6：確定魚類產卵場需求：確定魚類產卵所需水文和水力因子的適宜條件范圍；

步驟7：對比每一類簇影響因子的特征與魚類產卵期需求：采用計算公式計算每一類簇影響因子綜合適宜值D_i；所述計算公式為：

其中i＝1,2,3，......，k；A_影響因子為各個影響因子的適宜值；m為影響因子的個數；

步驟8：分析綜合適宜值，確定魚類產卵位置。