基于位置的海洋漁業信息服務方法技術

本發明專利技術涉及一種基于位置的漁業信息服務方法。具體為：利用北斗導航衛星定位及通訊功能，獲取漁船的位置信息及生產數據和實測環境數據，抽取漁船位置周邊漁區網格數據并進行數據變換，得到矢量形式的環境數據。利用獲取的漁船生產數據和實測環境數據對形成的漁場預報模型進行在線訓練優化，提高精度和泛化能力。利用預報模型對漁船周邊選擇區域進行漁場預報，得到漁區格網及的漁場概率信息。將漁場概率及漁區格網的得到的環境參數信息進行編碼，作為針對單船的漁業服務信息發送給漁船。本發明專利技術實現基于位置的定制化高精度服務，數據通訊量遠低于傳統方法，通訊成本低，易推廣應用，可為漁業生產部門提供基于位置和數據網格、面向單船的低成本定制化高精度漁業信息服務。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于漁業信息
，具體涉及一種。
技術介紹
海洋漁業是海洋經濟的重要組成產業，開發海洋漁業資源是依賴海洋空間而進行的生產活動，海洋空間環境及漁業資源是這些產業活動所必須的平臺和載體。在海洋漁業生產和管理中，海洋漁業信息服務已成為海洋漁業生產和管理規劃目標實現的重要保障。國內外已經開展了利用計算機網絡通訊、衛星應用等高新技術為海洋漁業提供信息服務的相關研究及應用，大多集中在利用衛星遙感所獲取的海洋環境信息進行漁情資源信息服務。 現有的海洋漁業信息服務具有兩方面的局限性，首先是信息傳遞的方向是單向的，也就是信息發布單位向信息應用單位如漁業生產單位和漁業管理部門發布。漁業生產作業單位的相關信息并沒有及時反饋到海洋漁場信息服務部門，使得信息服務的時效性打了折扣；其次，海洋漁業信息服務的內容是海洋表面環境特征信息以及漁場預報概率等漁情速預報信息，受限于信息的表達方式，通常采用的是地圖形式的表達方式。圖形化的表達方式帶來的結果是需要傳遞的數據量相對較大，通常海洋漁業信息服務的使用者是漁業公司的總部，由于衛星通訊的費用昂貴，所以單船接收的成本很高，不經濟。如果采取每船建立遙感接收和漁情海況分析系統，而耗費就更為昂貴，人員配備也成為一個重要的問題。傳統形式的海洋漁業信息服務使得應用向漁船推廣具有一定程度的成本不可行性。海洋漁業信息服務中漁船的位置是一個關鍵的信息。進行漁業生產的作業船只總是在特定的時間和特定的地點進行生產作業的，特定時間的海洋環境條件決定了生產的外界環境。用以標識特定外界環境的關鍵參數就是漁船位置。基于漁船位置可以為漁船提供定制的精準化的漁業信息服務。目前得到廣泛應用的位置定位方法是由美國研制開發的全球定位系統GPS，其定位信息是通過接收芯片運算獲取的，在海洋漁業的應用局限在只能為漁船進行準確的定位，而不能依托其開展其他信息服務。北斗衛星導航系統是是中國自行研制開發的區域性有源三維衛星定位與通信系統(CNSS)，定位精度與GPS精度相當，是除美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的GL0NASS之后第三個成熟的衛星導航系統。北斗衛星導航系統與其他衛星導航系統相比較最大的特點是，具備定位與通信功能而無需其他通信系統支持；最有特色的是它的短信功能，每條能發送120個漢字。覆蓋中國及周邊國家和地區，24小時全天候服務，無通信盲區。面向漁業生產，以漁業生產單位為用戶對象，利用衛星遙感所獲取的海洋環境信息進行基于漁船位置的漁情資源信息服務，在國內外尚沒有類似的海洋漁業信息服務研究和應用個例。借助北斗衛星導航系統提供的漁船位置、船速、航向等信息，給合遙感獲取的洋流狀況、鋒面與渦旋以及海表溫度、葉綠素濃度等海況信息，為漁船提供基于漁船位置的定制信息服務，對解決漁船作業環境及資源信息獲取、最佳航線設計、生產效率及產能的提高和燃油的節約等相關問題具有重要意義。依靠北斗衛星導航系統短信功能，全方位的提供漁場海況信息、氣象信息以及有可能相關的漁業經濟信息，可以有效的改變現有海洋漁業信息服務存在的局限性，漁業信息服務單位可以雙向主動的獲取船位信息，使得信息服務更有針對性，節約漁業信息服務的通訊成本，改變已有海洋漁業信息服務模式和現狀，拓寬海洋漁業信息服務的范圍。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，針對現有的海洋漁業信息服務方法存在的只能單向服務、月艮務成本高難以普及到單船等缺點，提出一種基于船位的海洋漁業信息服務方法。基于船位信息的海洋漁業信息服務方法不同于現有信息服務模式。一方面，可以做到以當前船位為中心，進行以一定長度為半徑范圍內的海洋環境變動預報，為每條船提供定制的信息服務，有效提高信息產品的精度，而現有模式下進行漁情海況分析時往往是以整個作業漁區為研究對象；另一方面，可以將信息服務從以往的主要以圖形發送(傳真、電子郵件、網站)的海洋漁業信息服務形式，變成更有針對性的基于單船船位的文本信息發送方式。信息服務的 方式與表達方式的改變將節省昂貴的衛星通訊費用，使得海洋漁業信息服務可以普及到單船，提高海洋漁業信息服務的時效性、針對性。本專利技術提出的基于船位信息的海洋漁業信息服務方法，利用北斗衛星導航系統的地理定位及短信息通訊功能，構建一種以漁船的地理位置為中心，根據多源環境參數及時間序列數據做出以漁船為中心的鄰近海區的漁場情況預報，對漁船周邊及漁場概率較高區域的海洋環境信息及漁場概率信息進行抽取和轉換編碼為短信息發送給用戶，實現基于船位的可定制海洋漁業信息服務。本專利技術包括漁船位置定位及漁船反饋信息接收處理、船位周邊環境信息抽取和轉換、船位周邊漁場情況預報、預報信息及相關環境信息編碼、漁業服務信息發送到漁船等。具體步驟如下 (1)漁船位置北斗定位，漁船實測環境數據收集，漁船實時生產數據收集 漁船通過北斗應用終端設備采用北斗衛星導航系統自動進行空間定位，獲得漁船自身地理位置；通過漁船載有的海洋環境監測傳感器實時獲得漁船所在區域的環境信息，所述海洋環境監測傳感器根據漁船實際安裝配置，一般可以包括海表溫度、葉綠素、海流和鹽度等海洋環境參數。漁船通過位于漁船上的應用終端輸入最新的漁業生產數據，所述最新的漁業生產數據即為漁船的實際生產數據，可用于漁場概率預報準確率的驗證； (2)漁船利用北斗衛星導航系統短信息功能發送數據 將步驟(I)得到的漁船自身地理位置信息、漁船所在位置的實測海洋環境信息及漁船生產數據編碼為短消息，利用北斗衛星導航系統的短消息收發功能發出信息；漁船生產數據及漁船傳感器獲得的實測環境信息作為反饋數據和漁船自身地理位置信息一起通過北斗衛星導航系統的短信息功能發送給漁業信息服務應用服務器； (3)運營服務部門接收漁船發出的數據并進行數據格式解析 漁業信息服務應用服務器利用北斗衛星導航系統上的接收系統接收漁船發出的短信息并進行數據格式解析，得到漁船位置信息、漁船位置處的實測海洋環境信息以及漁船最新生產數據，采用不同維度、不同分辨率的異源數據的配準同化融合以及基于位置的數據抽取處理，將所述數據存入相應的網格化管理的數據庫中；(4)以漁船位置為關注點的網格化多維多源多分辨率數據抽取處理以接收到的漁船自身地理位置為中心從網格化數據庫中抽取其周邊海區的海表溫度、葉綠素以及海流等環境信息，對不同來源、不同分辨率的海洋環境數據需要進行數據融合同化處理。( 5 )數據格式變換特征提取 對步驟(4)抽取出的海洋環境數據進行格式變換和特征提取，提取環境信息的鋒線及等值線等矢量信息，并可采用垂距限值法提取矢量特征點進行矢量簡化，形成矢量形式的數據；生成環境信息的鋒線和等值線等矢量信息采用數學形態學方法獲得，并采用Douglas-Peuker或垂距限值法等矢量簡化算法，減少矢量信息的數據量。(6)利用漁船發回的實測海洋環境參數數據及生產數據微調優化漁場預報模型，對漁船位置為核心的相關區域進行漁場概率預報 基于收集存檔的歷史海洋環境參數數據和漁業生產數據，采用貝葉斯原理，針對漁船自身地理位置為中心的區域通過預報模型進行漁場預報，得到預報漁船位置附近海域的漁場概率，利用步驟(3)接收到的漁船所在位置的實際生產數據及海洋環境參數數據，對預報模型進行微調，使預報模型具有一定的自適應性；其中 所述預報模型不局限于貝葉斯原本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于位置的海洋漁業信息服務方法，其特征在于具體步驟如下：（1）漁船位置北斗定位，漁船實測環境數據收集，漁船實時生產數據收集漁船通過北斗應用終端設備采用北斗衛星導航系統自動進行空間定位，獲得漁船自身地理位置；通過漁船載有的海洋環境監測傳感器實時獲得漁船所在區域的環境信息，所述海洋環境監測傳感器根據漁船實際安裝配置，包括海表溫度、葉綠素、海流和鹽度海洋環境參數；漁船通過位于漁船上的應用終端輸入最新的漁業生產數據，所述最新的漁業生產數據即為漁船的實際生產數據，用于漁場概率預報準確率的驗證；（2）漁船利用北斗衛星導航系統短信息功能發送數據將步驟（1）得到的漁船自身地理位置信息、漁船所在位置的實測海洋環境信息及漁船生產數據編碼為短消息，利用北斗衛星導航系統的短消息收發功能發出信息；漁船生產數據及漁船傳感器獲得的實測環境信息作為反饋數據和漁船自身地理位置信息一起通過北斗衛星導航系統的短信息功能發送給漁業信息服務應用服務器；？（3）運營服務部門接收漁船發出的數據并進行數據格式解析漁業信息服務應用服務器利用北斗衛星導航系統上的接收系統接收漁船發出的短信息并進行數據格式解析，得到漁船位置信息、漁船位置處的實測海洋環境信息以及漁船最新生產數據，采用不同維度、不同分辨率的異源數據的配準同化融合以及基于位置的數據抽取處理，將所述數據存入相應的網格化管理的數據庫中；（4）以漁船位置為關注點的網格化多維多源多分辨率數據抽取處理以接收到的漁船自身地理位置為中心從網格化數據庫中抽取其周邊海區的海表溫度、葉綠素以及海流等環境信息海洋環境數據，對不同來源、不同分辨率的環境信息海洋環境數據需要進行數據融合同化處理；（5）數據格式變換特征提取對步驟（4）抽取出的環境信息海洋環境數據進行格式變換和特征提取，提取環境信息海洋環境數據的鋒線及等值線等矢量信息，并可采用垂距限值法提取矢量特征點進行矢量簡化，形成矢量形式的數據；生成環境信息的鋒線和等值線矢量信息采用數學形態學方法獲得，并采用Douglas？Peuker或垂距限值法，減少矢量信息的數據量；（6）利用漁船發回的實測海洋環境參數數據及生產數據微調優化漁場預報模型,對漁船位置為核心的相關區域進行漁場概率預報基于收集存檔的歷史海洋環境參數數據和漁業生產數據，采用貝葉斯原理，針對漁船自身地理位置為中心的區域通過預報模型進行漁場預報，得到預報漁船位置附近海域的漁場概率，利用步驟（3）接收到的漁船所在位置的實際生產數據及海洋環境參數數據，對預報模型進行微調，使預報模型具有一定的自適應性；其中：所述預報模型不局限于貝葉斯原理，還可以采用貝葉斯網絡、徑向基神經網絡或支持向量機等機器學習模型，輸入參數采用海表溫度、葉綠素濃度、次表層溫度、海流和時間；（7）信息編碼并經北斗衛星導航系統短信息功能發送數據到單個漁船對步驟（6）得到的預報概率信息，漁船周邊及漁場預報概率高的區域的海洋環境矢量信息等進行信息編碼處理，形成文本形式的漁業服務信息，同時對接收到的天氣氣象市場行情等信息也可以根據定制情況一起進行信息編碼，將漁船船位周邊一定范圍內海區格網的海洋環境矢量信息及以上通過預報模型預測得到的漁場概率信息進行信息編碼；對漁場概率高的海區格網，附加更高精度的環境信息一起編碼；（8）漁船接收解析利用服務信息漁船通過北斗終端設備接收以上服務短消息，進行格式解析，利用收到的信息指導漁船生產作業；經過設定的信息更新通訊時間間隔后，漁船將最新作業生產情況，實測環境數據以及漁船新的地理位置信息通過北斗通訊功能更新發送到運營服務部門，再次進行以上操作。...

【技術特征摘要】
1.一種基于位置的海洋漁業信息服務方法，其特征在于具體步驟如下 (1)漁船位置北斗定位，漁船實測環境數據收集，漁船實時生產數據收集 漁船通過北斗應用終端設備采用北斗衛星導航系統自動進行空間定位，獲得漁船自身地理位置；通過漁船載有的海洋環境監測傳感器實時獲得漁船所在區域的環境信息，所述海洋環境監測傳感器根據漁船實際安裝配置，包括海表溫度、葉綠素、海流和鹽度海洋環境參數；漁船通過位于漁船上的應用終端輸入最新的漁業生產數據，所述最新的漁業生產數據即為漁船的實際生產數據，用于漁場概率預報準確率的驗證； (2)漁船利用北斗衛星導航系統短信息功能發送數據 將步驟(I)得到的漁船自身地理位置信息、漁船所在位置的實測海洋環境信息及漁船生產數據編碼為短消息，利用北斗衛星導航系統的短消息收發功能發出信息；漁船生產數據及漁船傳感器獲得的實測環境信息作為反饋數據和漁船自身地理位置信息一起通過北斗衛星導航系統的短信息功能發送給漁業信息服務應用服務器； (3)運營服務部門接收漁船發出的數據并進行數據格式解析 漁業信息服務應用服務器利用北斗衛星導航系統上的接收系統接收漁船發出的短信息并進行數據格式解析，得到漁船位置信息、漁船位置處的實測海洋環境信息以及漁船最新生產數據，采用不同維度、不同分辨率的異源數據的配準同化融合以及基于位置的數據抽取處理，將所述數據存入相應的網格化管理的數據庫中； (4)以漁船位置為關注點的網格化多維多源多分辨率數據抽取處理 以接收到的漁船自身地理位置為中心從網格化數據庫中抽取其周邊海區的海表溫度、葉綠素以及海流等環境信息海洋環境數據，對不同來源、不同分辨率的環境信息海洋環境數據需要進行數據融合同化處理； (5)數據格式變換特征提取 對步驟(4)抽取出的環境信息海洋環境數據進行格式變換和特征提取，提取環境信息海洋環境數據的鋒線及等值線等矢量信息，并可采用垂距限值法提取矢量特征點進行矢量簡化，形成矢量形式的數據；生成環境信息的鋒線和等值線矢量信息采用數學形態學方法獲得，并采用Douglas-Peuker或垂距限值法，減少矢量信息的數據量； (6)利用漁船發回的實測海洋環境參數數據及生產數據微調優化漁場預報模型，對漁船位置為核心的相關區域進行漁場概率預報...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周為峰，樊偉，張勝茂，戴陽，王棟，
申請(專利權)人：中國水產科學研究院東海水產研究所，
類型：發明
國別省市：