基于声学标签系统的鱼类运动轨迹监测技术

发布时间：2024-07-02 23:40

　　声学标签监测技术是声波监测技术的一种主动识别方法,其通过接收、处理移植或捆绑于鱼类身上的声学标签发射的声波信号来获得鱼类二维、三维运动轨迹,具有原位观察、定位准确、数据处理简单和数据连续性好等优点。文章介绍了声学标签监测技术的组成及工作原理,并根据异常数据的不同特点总结了一套完整的数据去噪、清洗的处理方法,该法可快速得到鱼类的二维、三维运动轨迹。通过实例分析了鱼类运动轨迹的分布情况以及变化规律。根据鱼类在不同水生态环境中的运动行为响应情况,可以直接或间接判断水中污染物或有毒物质对鱼类的潜在影响以及实际毒性,为渔业养殖水质环境评价、水质监测及预警、水生态健康评价以及水生态修复效果评价的研究提供参考依据。

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【部分图文】：

图4去噪处理后鱼类三维(a)、二维(b)运动轨迹

缺失值的清洗方法有删除法、均值插补法、热卡填补法、最近距离决定填补法、回归填补法、多重填补方法、K-最近邻法、有序最近邻法和基于贝叶斯的方法等。根据数据的缺失程度选择不同的清洗方法，其中删除法方法适用于数据比较多且缺失值的数量占整个数据的比例相对较小的情况，可以直接将缺失值删除掉....

图5原始信号

图4去噪处理后鱼类三维(a)、二维(b)运动轨迹图6去噪处理后的声学标签信号

图6去噪处理后的声学标签信号

图5原始信号在鱼类运动轨迹数据采集过程中，会出现由于环境客观条件造成信号无法获取而导致轨迹缺失的情况，可通过均值插补法进行插补(图7)，但某个时间段的缺失值较多则不再进行插补。如设置的声波信号发射频率为3s，若信号中断时间超过10s时将不再进行插补(图8)。采用数据处理软件....

图1鱼类运动轨迹监测原理

1)水听器布设。将水听器下端固定于2个不同平面(图1)，并设置水听器底部的三维坐标及相关参数。水听器的坐标可根据监测目的选择大地坐标或相对坐标进行设置。4个水听器监测的水域范围一般为0.5km。如监测范围为河流等线状水域可进行多个水听器线状布设；如监测范围为大水域可根据水域情况....

本文编号：4000188