本发明涉及渔业资源评估,尤其涉及一种多源数据融合的渔业资源评估系统。
背景技术:
1、随着全球渔业资源的不断开发和利用,渔业资源的可持续管理已成为当前渔业领域面临的重要挑战。传统的渔业资源评估方法主要依赖于单一的数据源通过人工调查的方法,不仅费时费力,且难以准确反映渔业资源的动态变化和空间分布情况。特别是在面对复杂多变的海洋环境时,传统评估方法的局限性尤为突出。
2、随着科技的进步,声呐、雷达、卫星遥感等现代监测技术在渔业领域的应用日益广泛。这些技术为渔业资源的实时监测提供了可能,但同时也带来了数据海量化、多源异构化等新的挑战。如何有效地整合这些多源数据,提高渔业资源评估的准确性和效率,成为当前渔业资源评估领域亟待解决的问题。
3、多源数据融合技术作为一种先进的数据处理技术,能够在保留各数据源有效信息的基础上,消除数据间的冗余和矛盾,提高数据的整体质量和可靠性。然而,在渔业资源评估领域,多源数据融合技术的应用仍处于探索阶段,尚未形成成熟的系统和方法。
4、因此,迫切需要一种多源数据融合的渔业资源评估系统,以实时、准确地监测渔业资源状况,通过先进的数据处理算法对多源数据融合,实现对渔业资源准确且全面的评估。同时该系统还应具备预警与通知功能,确保在发现异常或潜在风险时能够及时通知相关人员,还应具备日志存档与更新功能,可以负责记录系统运行过程中的所有重要日志信息,便于渔捞日志app的开发和调用,实现数据的无缝对接和共享。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种多源数据融合的渔业资源评估系统,通过集成声呐、雷达、卫星遥感的数据采集手段,结合贝叶斯分类器的数据融合算法,实现对渔业资源的实时监测与全面评估。该系统不仅能够为渔业管理和决策提供科学依据,还具备预警与通知功能,确保及时应对潜在风险。同时,日志存档与更新模块确保数据的可追溯性和系统的可维护性。
2、本发明提供一种多源数据融合的渔业资源评估系统,所述系统包括有:
3、数据采集模块:负责通过声呐、雷达、卫星遥感技术实时采集渔业资源的相关数据,包括鱼类分布、数量、大小、移动轨迹,并输出到数据处理模块。
4、数据处理模块:对采集到的原始数据进行预处理,通过数据清洗以去除异常值、重复值和不完整数据,然后进行去噪处理和数据标准化处理。
5、多源数据融合模块:采用贝叶斯分类器算法,对来自声呐、雷达、卫星遥感这些不同数据源的信息进行融合处理。
6、资源评估模块:基于融合后的数据,运用统计学的方法,对渔业资源进行全面评估,包括的关键指标有资源量、分布状况、变化趋势,并自动生成详细的评估报告。
7、日志存档与更新模块:负责记录系统运行过程中的所有重要日志信息,包括按时间序列存储的数据融合处理结果、资源评估模块生成的评估报告。同时,该模块通过接收到日志信息,实时更新渔捞日志app上的展示信息。
8、预警与通知模块:根据资源评估结果,实时监测渔业资源的变化情况。一旦发现资源量异常减少、非法捕捞活动或其他潜在风险,立即触发预警机制,并通过app推送的方式通知渔业管理部门和相关人员。
9、系统管理与维护模块:提供完善的用户管理、权限设置和数据安全功能,确保系统的稳定运行和持续优化,同时提供系统日志、性能监控和故障排查工具。
10、用户接口模块:用于设计直观易用的用户界面,支持用户轻松查看渔业资源评估结果、接收预警通知、管理系统配置功能,提高用户体验和操作便捷性。
11、进一步地,所述数据采集模块具体用于:
12、通过声纳,利用水下声波发射与接收,探测鱼类的分布、数量及大小信息。通过雷达,利用电磁波在空气中的传播和反射原理,监测水面及近岸区域渔业资源的移动轨迹和群体行为。通过卫星遥感,利用卫星搭载的传感器,对大范围海域进行周期性扫描,获取渔业资源的宏观分布和变化趋势。
13、进一步地,所述数据处理模块具体用于:
14、将原始数据进行识别并去除异常值、重复值和不完整数据。对于异常值,使用iqr(四分位距)方法进行剔除或修正。然后通过低通滤波技术,去除数据中的噪声干扰。通过z-score对数据进行标准化处理,将所有数据转换到同一尺度或无量纲的范围内,使不同来源的数据之间进行直接比较和融合。
15、进一步地,所述多源数据融合模块具体用于:
16、将声呐、雷达、卫星遥感预处理后的数据,根据各自的物理意义和特性提取有效的特征。对于声呐数据提取回波强度、频率特征;雷达数据提取目标的速度、方向和形状;卫星遥感数据提取光谱特征、物种指数。
17、根据历史数据和专家知识,为每个数据源的不同特征类别设定先验概率,记为p(a)。对于每个数据源提供的观测数据,计算其在不同类别下的似然函数p(b|a)。利用贝叶斯公式,使用贝叶斯公式结合先验概率p(a)和似然函数p(b|a),计算观测数据在给定类别下的后验概率p(a|b)。贝叶斯公式的基本形式为:
18、
19、其中,p(b)是边缘概率,即事件b发生的总概率,其通过考虑所有可能的事件a使用全概率公式进行计算:
20、
21、最后根据后验概率p(a|b)的大小,进行决策融合。采用最大后验概率准则,即选择后验概率最大的类别作为最终融合结果。输出融合后的结果包括目标识别、位置估计、状态监测信息。
22、进一步地,所述资源评估模块具体用于:
23、通过分析融合后的数据,通过统计学的方法估算出不同种类鱼群的规模、重量或生物量,并记录特定区域内渔业资源的总量。通过渔业资源在空间上的分布情况,包括水平分布和垂直分布,记录海域中鱼群的梯度分布和不同水层下的鱼群密度。监测渔业资源随时间的变化趋势,包括长期趋势和季节性波动,预测未来资源状况,为渔业政策的制定和调整提供数据报告。
24、进一步地,所述日志存档与更新模块具体用于:
25、收集系统各个部分反馈的日志信息,并按时间顺序排列。将日志信息按照时间序列存储到数据库中,并建立索引以便于后续查询。
26、通过更新推送接口,将最新的日志信息、评估报实时推送给渔捞日志app,确保相关人员能够随时查看最新信息。
27、对日志信息进行归档和备份,以防数据丢失或损坏。归档后的日志信息仍可供后续查询和分析使用。
28、进一步地,所述预警与通知模块具体用于:
29、根据历史数据、专家意见及渔业政策,为不同资源指标设定合理的预警阈值,预警阈值分为三个级别,初级预警、中级预警和高级预警。采用统计学方法对实时数据进行异常检测,利用异常高频捕捞、超出捕捞限额判断的方法自动识别资源量异常减少、非法捕捞活动的情况。
30、当检测到异常情况时,生成预警信号,并记录异常信息。预警信号包含异常类型、发生时间、地点、影响范围。系统生成预警信息后,推送到渔捞日志app中,以便相关人员查看和处理。
31、进一步地,所述系统管理与维护模块具体用于:
32、负责系统用户的注册、登录操作,并根据不同用户角色划分为管理员和普通用户,确保不同用户拥有适当的访问权限。根据用户角色和业务需求,设置详细的访问控制策略。实施数据加密、访问控制,来保护系统数据免受非法访问和篡改。记录系统运行过程中的所有重要事件和操作日志,包括用户登录、数据操作、系统异常,并提供日志查询和分析功能,便于运维人员追踪问题、排查故障和优化系统性能。
33、进一步地,所述用户接口模块具体用于:
34、提供图形化展示,选择通过地图和图表来直观展示渔业资源分布和评估结果。用户能够通过用户接口模块查看渔业资源的详细评估报告,包括资源量、捕捞强度、生态指数。当系统检测到异常情况并触发预警机制时,用户接口模块会实时推送预警通知给用户。通知内容包括异常类型、发生时间、地点、影响范围及建议措施。
35、有益效果:
36、本发明提供了一种多源数据融合的渔业资源评估系统,包含数据采集、数据处理、多源数据融合、资源评估、日志存档与更新、预警与通知、系统管理与维护以及用户接口模块。该系统通过采用声呐、雷达和卫星遥感技术,实现了对渔业资源分布、数量、大小及移动轨迹的全面实时监测。数据处理模块有效清洗和标准化数据,确保了数据质量。多源数据融合模块利用贝叶斯分类器算法,有效融合了不同数据源的信息,提高了数据的一致性和准确性。资源评估模块基于融合后的数据,运用统计学方法全面评估渔业资源,为管理提供科学依据。预警与通知模块能够实时监测资源变化,一旦发现异常情况立即触发预警,并通过app推送通知相关人员。系统管理与维护模块确保了系统的稳定运行和持续优化。用户接口模块设计直观易用,支持用户轻松查看评估结果、接收预警通知和管理系统配置,提高了用户体验和操作便捷性。该系统为渔业资源的科学管理提供了强有力的技术支持。
1.一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述系统包括有:
2.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述数据采集模块具体用于:
3.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述数据处理模块具体用于:
4.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述多源数据融合模块具体用于:
5.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述资源评估模块具体用于:
6.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述日志存档与更新模块具体用于:
7.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述预警与通知模块具体用于:
8.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述系统管理与维护模块具体用于:
9.根据权利要求1所述的一种多源数据融合的渔业资源评估系统,其特征在于,所述用户接口模块具体用于: