一种全球渔场的精细精准化预测指标体系构建和渔场信息多源发布方法

1.本发明属海洋渔业渔场预测技术领域，特别是涉及一种全球渔场的精细精准化预测指标体系构建和渔场信息多源发布方法。


背景技术：

2.全球渔业包括多种类型渔场，有近海也有远洋，还包括极地渔业，因此渔场的不同预测方法也不尽相同。渔场预报(俗称找鱼)和生产作为陪伴我们渔民一生的事业，茫茫大海，犹如大海捞针。但是渔民朋友在海上辛苦捕鱼，为我们带来优质的蛋白质来源和蓝色食物，低价且营养价值高，同时也有个困扰就是如何提高产量以及如何找到好的渔场，这是他们的最大心愿。
3.目前比较头疼的是找鱼群，现在找鱼大部分的时候都是漫无目的的航行，所以假如有个好的方式可以得到鱼群的位置，实现精准捕捞，不仅可以节约时间还可以节约大笔成本。目前，全球大部分海域均已被渔场开发，不同渔场的渔业作业方式也不尽相同，有远洋、公海、极地和过洋性渔业等多种类型，必然渔场预测方法也不尽相同。目前，虽有一些中上层渔业渔场建立了一些预报模型，但几乎都是以月和0.5度为时空尺度，模型分辨率低，难以符合船长每天和精准化渔场预测的需求。
4.因此，急需建立一种可以适合全球渔场的精细、精准渔场预测指标体系，并实现平台可视化，有助于渔民简单方便地分析渔场的位置、范围和可能的产量。在渔场图和信息发布方面，以往年份由于受制于卫星宽度和资费的限制，采取的通信方式非常单一，主要是邮件和电话；随着卫星互联网的快速发展，通信方式也变得多样化，因此，本发明根据渔船的现实条件，优化和新建了全球渔场渔场信息多源发布方法，可随时实现秒级的渔场信息互联。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种全球渔场的精细精准化预测指标体系构建和渔场信息多源发布方法，能够归纳和总结全球渔场的精细、精准预测所需要的渔场指标参数和体系，并据此建立中心渔场判断方法，绘制预报图和相关渔场信息，再通过渔场信息多源发布渠道实现预报和海上生产的实际应用相融合。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种全球渔场的精细精准化预测指标体系构建和渔场信息多源发布方法，包括以下步骤：
8.(a)根据已有的全球渔场构建渔场名录清单，共计30个；渔场 1～30包括中上层鱼类渔场、底层拖网渔场、南极磷虾渔场、过洋性渔场类型，覆盖率达95％；渔场1～30空间位置涵盖了太平洋、印度洋、大西洋和南极；
9.(b)依据历史鱼捞日志、渔场形成的海况因子、船位数据构建短时间尺度、高空间
分辨率的渔场与多要素之间的关联和规律；时间尺度精确到1～3天，空间分辨率为0.1度格网；
10.(c)根据归纳后的全球渔场规律与高产渔场的最适环境因子构建精细和精准化预测指标体系表，不同渔场预测指标均不尽相同，其重要性和权重系数需自定义设定；自定义海面高度地形术语，海面高度线h周边定义为山顶，将海面高度线l周边定义为山洼，将海面高度线密集区定义为半山腰；叶绿素浓度等级分为高、中、低三种，其中高等级》1mg/m3、中等级为0.3～1mg/m3、低等级为《0.3mg/m3；
11.(d)水深对于大陆架渔业、近海渔业和深水底层拖网渔业具有重要的渔场参考价值；针对每一渔场构建短时间尺度和高精度的高产渔场所需的必需海洋环境因子指标参数；结合实时船位数据挖掘的捕捞、转移、航测渔业状态建立渔场预测范围交集以进一步缩小渔场范围；
12.(e)由于全球渔场类型众多，需要梳理出渔场精准化预报的共性环境因子指标，便于实际渔场分析使用，缩短分析渔场和绘制预报图的时间；渔场预报图的绘制也可采用计算机自动识别技术辅助决策，并结合专家知识经验模型进一步提高准确性；
13.(f)每一渔场的渔场预报位置以圆形或椭圆形表述，每一渔场的中心渔场预报位置为1～5个；
14.(g)根据绘制好的渔场预报图和信息采用6种类型全球发布方式，每个渔场的渔场图的发布依据渔船的卫星网络、互联网和卫星电话实际通信设备而定；
15.(h)捕鱼船的现场生产位置和产量回传至全球渔业研究中心作为渔场精准化预测准确率的验证；研究人员根据现场验证结果进一步优化渔场精准化预测指标体系，以提高预报准确度。
16.作为优选实施例，所述步骤(a)中的全球渔场数量和目录随着渔业的发展会有所调整；渔场以公海渔业为主。
17.作为优选实施例，所述步骤(b)中的构建渔场与多要素之间关联和规律的时间尺度以每天的捕鱼时段为准；渔场1～6、渔场13～ 16和渔场18～30空间分辨率也可以为0.2度格网，而金枪鱼延绳钓渔场7～12、金枪鱼围网渔场9和17因鱼类洄游距离远可以以0.5 度格网进行分析，但不能以1度格网空间分辨率进行精准化预测分析。
18.作为优选实施例，所述步骤(c)中的精细和精准化预测指标体系在一个渔汛期会有所调整，不是固定不变的；每一渔场的主捕鱼种发生改变则该预测指标体系需重新建立；洋流流速大小按照等级进行分级设色，方便查看，叶绿素浓度高等级色标为橙色-红色，叶绿素浓度中等级色标为绿色-黄色，叶绿素浓度低等级色标为蓝色-浅绿，其中，蓝色箭头代表洋流流速为0～0.3节，绿色箭头为0.3～0.6节，黄色箭头为0.6～1节，橙色箭头为1～1.6节，红色箭头为1.6～2 节，深蓝色为》2节。
19.作为优选实施例，所述步骤(d)中的水深代表海底地形的平整度和高高低低地形特征，对于近海渔业或深水拖网渔场具有重要的指示意义；船位数据必须是即时的，以最近0.2～1小时较佳，并根据船位进行捕鱼状态人工或自动识别；捕鱼状态在每个渔场均有所不同。
20.作为优选实施例，所述步骤(e)中的共性环境因子主要是水温、水温密集区、洋流流速和流向、海面高度线的空间形态；水深对于底层渔业具有重要的参考意义。
21.作为优选实施例，所述步骤(f)中的渔场预报位置的绘图形状并不固定，主要根据实际海洋环境指标适宜程度而定。
22.作为优选实施例，所述步骤(g)中的6种类型全球发布方式包括：方式1为电脑用户终端、方式2为找鱼微信群、方式3为邮件发送至用户、方式4为卫星电话传输至船端、方式5微信公众号、方式 6为船端wifi。
23.作为优选实施例，所述步骤(g)中的渔场预报图的发布依据用户的实际通信设备，通信设备并不唯一；发布方式2和6可实现即时通讯以调整或确定渔场位置和渔场等级；渔场信息的方式2和方式6 的互联时间可实现1～3秒的即时通信。
24.作为优选实施例，所述步骤(h)中的渔场预报准确度验证可通过船长的直接反馈，并可随时总结和更新渔场预报参数或指标，具有高度的精细化、实时性和有效性。
25.从全球渔场范围来看，大洋性或公海渔业主要参考的渔场指标有水温、洋流、船位空间移动、海面高度，而近岸或大陆架渔场主要考虑水温、水深、洋流、叶绿素，可不参考海面高度和船位的空间移动特征。
26.由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
27.1、首次归纳分析了全球尺度的渔场动态规律和渔场预报的海洋环境参考指标体系，具有全局性、整体性；
28.2、采用了精细化、高时空分辨率的海洋要素进行分析，渔场预报准确率会进一步提高，并具有实时性和实战化等特点；
29.3、构建了全球渔场的预报图发布新模式和海上验证网络，从而实现了精准化的全球渔场预报能力。
附图说明
30.图1为本发明全球渔场名录清单和分布区域示意图。
31.图2为本发明全球渔场预测指标体系链路构建示意图。
32.图3为本发明全球渔场预报图的多源发布模式示意图
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
34.实施例1：
35.如图1、图2、图3所示，一种全球渔场的精细精准化预测指标体系构建和渔场信息多源发布方法，包括如下步骤：
36.(a)根据已有的全球渔场构建渔场名录清单，共计30个(表1)；所述渔场包括中上层鱼类渔场、底层拖网渔场、南极磷虾渔场、过洋性渔场等多种类型，覆盖率高达95％；所述渔场1～30空间位置涵盖了太平洋、印度洋、大西洋和南极等全球渔场范围(如图1)；所述步骤(a)中的全球渔场数量和目录随着渔业的发展会有所调整；所述渔场以公海渔业为主。
37.(b)依据历史鱼捞日志、渔场形成的海况因子、船位等数据构建短时间尺度、高空
间分辨率的渔场与多要素之间的关联和规律；所述时间尺度精确到1～3天，空间分辨率为0.1度格网；所述步骤(b) 中的构建渔场与多要素之间关联和规律的时间尺度以每天的捕鱼时段为准；所述渔场1～6、渔场13～16和渔场18～30空间分辨率也可以为0.2度格网，而金枪鱼延绳钓渔场7～12、金枪鱼围网渔场9 和17因鱼类洄游距离远可以以0.5度格网进行分析，但不能以1度格网空间分辨率进行精准化预测分析。
38.(c)根据归纳后的全球渔场规律与高产渔场的最适环境因子构建精细和精准化预测指标体系表(表1)，所述不同渔场预测指标均不尽相同，其重要性和权重系数需自定义设定；自定义海面高度地形术语，所述海面高度线h周边定义为山顶，将海面高度线l周边定义为山洼，将海面高度线密集区定义为半山腰；所述叶绿素浓度等级分为高(色标为橙色-红色)、中(绿色-黄色)、低(蓝色-浅绿)三种，其中高等级为》1mg/m3、中等级为0.3～1mg/m3、低等级为《0.3mg/m3；所述步骤(c)中的精细和精准化预测指标体系在一个渔汛期会有所调整，不是固定不变的；每一渔场的主捕鱼种发生改变则该预测指标体系需重新建立；所述洋流流速大小按照等级进行分级设色，方便查看，其中蓝色箭头代表洋流流速为0～0.3节，绿色箭头为0.3～0.6 节，黄色箭头为0.6～1节，橙色箭头为1～1.6节，红色箭头为1.6～ 2节，深蓝色为》2节；
39.(d)所述水深对于大陆架渔业、近海渔业和深水底层拖网渔业具有重要的渔场参考价值；针对每一渔场构建短时间尺度和高精度的高产渔场所需的必需海洋环境因子指标参数；结合实时船位数据挖掘的捕捞、转移、航测等渔业状态建立渔场预测范围交集以进一步缩小渔场范围(如图2)；所述步骤(d)中的水深代表海底地形的平整度和高高低低等地形特征，对于近海渔业或深水拖网渔场具有重要的指示意义；所述船位数据必须是即时的，以最近0.2～1小时较佳，并根据船位进行捕鱼状态人工或自动识别；所述捕鱼状态在每个渔场均有所不同；
40.(e)由于全球渔场类型众多，需要梳理出渔场精准化预报的共性环境因子指标，便于实际渔场分析使用，缩短分析渔场和绘制预报图的时间；所述渔场预报图的绘制也可采用计算机自动识别技术辅助决策，并结合专家知识经验模型进一步提高准确性；所述步骤(e) 中的共性环境因子主要是水温、水温密集区、洋流流速和流向、海面高度线的空间形态等；所述水深对于底层渔业具有重要的参考意义；
41.(f)所述每一渔场的渔场预报位置以圆形或椭圆形表述，所述每一渔场的中心渔场预报位置为1～5个不等；所述步骤(f)中的渔场预报位置的绘图形状并不固定，主要根据实际海洋环境指标适宜程度而定；
42.(g)根据绘制好的渔场预报图和信息采用6种等多种类型全球发布方式，所述方式1为电脑用户终端、方式2为找鱼微信群、方式 3为邮件发送至用户、方式4为卫星电话传输至船端、方式5微信公众号、方式6为船端wifi(如图3)；所述每个渔场的渔场图的发布依据渔船的卫星网络、互联网和卫星电话等实际通信设备而定；所述步骤(g)中的渔场预报图的发布依据用户的实际通信设备，所述通信设备并不唯一；
43.(h)所述捕鱼船的现场生产位置和产量回传至全球渔业研究中心作为渔场精准化预测准确率的验证；研究人员根据现场验证结果进一步优化渔场精准化预测指标体系，以提高预报准确度；所述步骤(h) 中的渔场预报准确度验证可通过船长的直接反馈，并可随时总结和更新渔场预报参数或指标，具有高度的精细化、实时性和有效性；
44.表1不同渔场环境适宜特征和精细化预测指标体系构建表
45.46.[0047][0048]
实施例2：
[0049]
由于我国远洋渔船遍布全球，近海各种类型作业渔船也十分多样化，几乎涵盖了世界上所有渔业类型，这为我们研究全球渔场的精准化预测提供了便利条件和可行性。由于我们已经建立了鱼捞日志规范记录和收缴工作，每年可从多渠道获得渔业公司的生产日志数据，也可以获取高精度的船位数据，同时结合海洋遥感、海洋模式数据，将渔场形成的海况要素进行精准刻画，并建立关联函数，从而实现全球渔场精细、精准化预测指标体系，形成全面的、统一的渔场识别能力，本发明有助于实现这一目标。
[0050]
首先，根据已有的全球渔场构建渔场名录清单，所述渔场包括中上层鱼类渔场、底层拖网渔场、南极磷虾渔场等多种类型，覆盖率高达95％；所述渔场主要指具备一定渔业规模的、具有重要经济价值的渔场海域；通过多源数据和船位数据挖掘分析渔场与水文要素的规律，筛选出关键预测因子；其中，水文要素数据来自美国noaa网站提供的hycom海洋预测模式和遥感数据的融合数据，气象数据来自 gfs模式预测数据，船位数据来自ais和vms船位监控平台。同时，结合自主研发的高效、友好的可视化平台将各种数据给予可视化和归一化格网归类，便于随时查看和分析渔场。
[0051]
其次，根据已建立的渔场参考指标体系表和实时获取的海洋环境数据的数值和空间形态依据专家知识经验模型和基于船位空间移动特征的渔场实时分析，进一步提升渔场预报的准确性和可能位置，并给予实时预测；对分析后的渔场位置和空间范围通过绘制预报图或者将水文要素图发送至船端，供船长实时分析；本发明也构建了全球渔场分析和渔场方法，有利于一线生产船及时掌握渔场形成规律和内在驱动因素，从而及时把握渔场的位置和渔场等级，提高准确率。例如，当分析南极磷虾渔场时，首先要了解不同月份渔场的位置所在，在根据精细化的水温、洋流、水深等多要素自动识别可能渔场位置，据此，渔船再制定渔场探查路径，优化渔场预测方法提高产量。从全球渔场范围来看，大洋性或公海渔业主要参考的渔场指标有水温、洋流、船位空间移动、海面高度等，而近岸或大陆架渔场主要考虑水温、水深、洋流、叶绿素等，可不参考海面高度和船位的空间移动特征；水温和洋流几乎是每个渔场都必须考虑的重要环境要素，而南极磷虾则更多的需要考虑水温、水深，对于叶绿素和海面高度的参考可忽略。
[0052]
最后，由于渔船受限于卫星通信宽带和资费的原因，约25％的渔船安装有海上wifi，可实现微信通信和船端平板电脑系统进行渔场图、海况图等信息的接收和双向互联；约65％的渔船还只能通过卫星通讯设备的邮件端与岸基平台进行联系，故一般只能进行图
件文字信息的邮件发送来实现渔场信息沟通；约10％的渔船目前主要通过卫星电话即语音通讯来进行船端和岸端的信息沟通。因此，考虑到现实的海上通讯设备的限制和条件，本发明通过组建全球渔业研究中心等科研力量研发了6种渔场信息多源发布方法以解决预报图或信息的即时传输难点，主要采用电脑端、手机端、船端、微信、公众号、邮件等多种类型全球发布解决方案，所述渔场图的发布依据渔船的卫星网络和卫星电话等实际通信设备而定，其中发布方式2和6可互通，所述渔场信息的方式2和方式6的互联时间可实现1～3秒的即时通信。从而实现全球渔场的信息及时发布与海上验证和反馈，以进一步提高渔场预测准确率。
[0053]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。