一种基于北斗卫星数据拖网捕捞累计值获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及船位数据计算与分析技术领域，特别是设及一种基于北斗卫星数据拖 网捕拱累计值获取方法。
【背景技术】
[0002] 拖网属于过滤性的运动渔具，依靠动力拖曳具有一囊两翼或仅具有袋形的网具， 利用渔船的运动，拖曳渔具在海底或海水中前进，迫使渔具经过水域中的鱼邮蟹等捕拱对 象进入网囊。拖网是目前海洋渔业生产中效益较高的渔具，也是对环境破坏较大的一种渔 具。拖网会扰动海底的底泥等物质，使沉积物悬浮造成水质混浊、引起水体的污染。拖网往 往装配较重的底纲框架，有的加装了铁链，或带有刺祀，拖曳过程出现"準地填沟"现象，海 洋大陆斜坡上的峡谷皱權被扫平，平滑的泥沙被準出沟壑。拖网长期拖曳渔场，不仅危及 生物的生存和繁殖，而且严重地破坏了海洋生境和生态平衡，如果不加强管理与保护，海底 将形成"海底沙漠"。拖网渔船所过之处的几百米范围内，也会对海底管线、电缆及其他水 下结构物造成严重的威胁或损害。二十世纪九十年代欧美国家开始用船舶监控系统（VMS, VesselMonitoringSystem)管理渔船，我国2006年基于北斗卫星导航系统〔BeiDou 化vigationSatelliteSystem)，首次在海南构建北斗渔船船位监控系统度DVM巧，截止 目前近海渔船已安装北斗终端5万余艘。监控系统积累的大量时空船位数据为海洋渔业研 究提供了新的研究资源。在渔船类型判断、作业状态分析、捕拱努力量计算、渔业资源评估、 渔场时空分布等方面都有研究。拖网对海底环境影响是其中研究之一，Hans化等通过插 值提高VMS数据精度，然后计算凯尔特海各区域单位时间底拖网次数。化化sdo巧AD等利 用VMS数据研究1993年和1996年在北海南部巧拖网频率与海床及底栖生物的影响关系。 GwladysI.Lambed等用VMS数据研究2008年11月到2010年10月在马恩岛的领海扇贝 拖网对海底生物和栖息地的影响。BDVMS的出现为研究拖网对我国近海环境影响提供新的 手段，拖网捕拱由多个网次组成，每个网次又由具有航速、位置等属性信息的时间序列点组 成，单个渔船仅仅是一条轨迹，而多个渔船可W提取出拖网渔船对环境影响的分布特点与 规律。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于北斗卫星数据拖网捕拱累计值获取 方法，能够获得高时空分辨率、自动、客观的累计值。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于北斗卫星数据拖网捕 拱累计值获取方法，渔船上装有用于获取北斗船位数据的北斗终端，包括W下步骤：
[0005] (1)对拖网渔船的状态进行划分；
[0006] (2)对拖网渔船的航速进行统计并确定航速阔值；
[0007] (3)根据航速阔值提取拖网渔船状态；
[0008] (4)根据渔船的航速筛选出渔船处于捕拱状态的点，计算单位格网内的拖网捕拱 累计值：
其中，i、j、k分别表示某个格网中 渔船i网次j的k船位点，\ ,,k、Vi,j,k1是渔船i网次j中相邻的两个船位点的及时航速，ti,，,k、ti,，,k1是渔船i网次j中相邻的两个船位点的时刻；从内向外^次求和分别是：渔船 i网次j的P个船位点的累计值，第二次是渔船i的η个网次的累计值，第Ξ次是m个渔船 的累计值。
[0009] 所述步骤（4)中当Wi都取值为1时，L为累计里程。
[0010] 所述步骤（4)中当Wi取值为渔船i的功率时，L为累计功率里程。 阳0川所述步骤（4)中当Wi取值为渔船i的网口面积时，L为滤水体积。
[0012] 所述步骤（4)中当Wi取值为渔船i的底纲和网囊在海底拖曳的宽度时，L为扫海 面积；
[0013] 所述步骤（1)中拖网渔船的状态被划分为低航速、拖网捕拱和航行。
[0014] 所述步骤（2)中拖网渔船捕拱状态的航速阔值通过统计船位点的频率变化获得。
[0015] 所述步骤（4)后还包括计算拖网渔阔值和分析拖网捕拱时空分布的步骤。
[0016] 所述北斗船位数据包括渔船的北斗卡号、经缔度位置、航速、发报时间，其中，数据 的时间分辨率为3min，空间分辨率为10m。
[0017] 有益效果
[0018] 由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有W下的优点和积极效 果：本发明通过航速可W提取拖网的捕拱状态点，结合航速与拖网时间计算单位格网的累 计值（累计里程、累计功率里程、滤水量、扫海面积），具有实时、范围广、快速等特点，可W 获得高时空分辨率、自动、客观的累计值。由于近海渔业资源衰退等原因，中国一直十分重 视源养护，累计值可W作为参考指标，及时准确掌握其时空特征，辅助于科学的渔业资源管 理与养护。
【附图说明】
[0019] 图1是拖网船C15016航速变化图；
[0020] 图2是捕拱与非捕拱状态点频数随航速变化图；
[0021] 图3是船位点频数与频率变化值示意图；
[0022] 图4是2013年20日拖网船C15016轨迹图；
[0023] 图5是2013年21日拖网船C15016轨迹图；
[0024] 图6是2013年拖网累计里程图； 阳0巧]图7是2013年拖网累计功率里程图；
[00%] 图8是2013年各月拖网累计里程与累计功率里程图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，运些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可W对本发明作各种改动或修改，运些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0028] 本发明的实施方式设及一种基于北斗卫星数据拖网捕拱累计值获取方法，渔船上 装有用于获取北斗船位数据的北斗终端，包括W下步骤：（1)对拖网渔船的状态进行划分； (2)对拖网渔船的航速进行统计并确定航速阔值；(3)根据航速阔值提取拖网渔船状态； (4)根据渔船的航速筛选出渔船处于捕拱状态的点，计算单位格网内的拖网捕拱累计值：
其中，i、j、k分别表示某个格网中渔船i网次 j的k船位点，Vij,k、Vij,k1是渔船i网次j中相邻的两个船位点的及时航速，tij,k、1 是渔船i网次j中相邻的两个船位点的时刻；当Wi都取值为1时，L为累计里程；当Wi取值 为渔船i的功率时，L为累计功率里程；当Wi取值为渔船i的网口面积时，L为滤水体积；当 Wi取值为渔船i的底纲和网囊在海底拖曳的宽度时，L为扫海面积；从内向外Ξ次求和分别 是：渔船i网次j的P个船位点的累计值，第二次是渔船i的η个网次的累计值，第Ξ次是 m个渔船的累计值。
[0029] 其中，北斗船位数据包括渔船的北斗卡号、经缔度位置、航速、发报时间，其中，数 据的时间分辨率为3min，空间分辨率为10m。
[0030] 下面W船籍港为象山1403艘近海拖网渔船为例进一步说明本发明。
[0031] 1.拖网渔船状态划分
[0032] 拖网渔船在其各作业状态航速变化明显，2013年11月20日和21日，C15016从 航速可W划分出状态1~3 (见图1)，分别对应低航速（抛错、漂流），拖网捕拱、航行。20 日0:01到5:49航行，之后开始捕拱，经过7次放网、拖网、收网的循环过程到24:00左右结 束。21日24:00到5:28抛错停化之后开始捕拱，经过5次放网、拖网、收网的循环过程到 17:52结束，最后航行转场到其他渔场。
[0033] 2.拖网渔船航速统计确定航速阔值
[0034] C15016在2013年11月20日和21日共有940个船位点，每个点都有航速属性， 航速分辨率为0.Im/s。根据船位点是否处于拖网捕拱状态，分成捕拱和非捕拱两种类型， 按0.Im/s分组统计两种类型的频数，绘制船位点数量随航速的变化（见图2)。图中捕拱和 非捕拱频数曲线的两个交点是Im/s和2. 3m/s。捕拱状态在1~2. 3m/s船位点占99. 8%， 小于Im/s占0. 2%，大于2. 3m/s占0% ;非捕拱状态在1~2. 3m/s船位点占29. 3%，小于 Im/s占4. 2%，大于2. 3m/s占66. 5%;捕拱状态基本都分布在1~2. 3m/s范围内，Im/s和 2. 3m/s是Ξ种状态分割的航速阔值。
[0035] 拖网渔船捕拱状态的航速阔值通过统计船位点频率变化获得，W2013年C15016 全年的72284个船位点为例进行分析。C15016船位点随速度变化的频数曲线如图3所示， 在渔船进渔港停泊时也发送船位数据，出现很多航速为Om/s的船位点，在阔值判断中它们 没有影响，因此运些船位点不做统计。船位点频率是频数与船位点总数的比值，间隔0.Im/ S的两个相邻船位点频率差值（后一点频率减去前一点频率）表示船位点频率的化率，在频 率