一种基于统计的养殖网箱生物量评估方法与流程

1.本发明涉及养殖网箱生物量评估的技术领域，特别是涉及一种基于统计的养殖网箱生物量评估方法。


背景技术：

2.目前网箱养殖具有投资少、产量高、可机动、见效快的特点，已成为我国水产养殖的主要模式之一，但养殖技术还不够成熟和完善，其中一点表现为养殖网箱内生物量情况无法实时、准确掌握，影响了网箱养殖业精细化管理，一定程度上阻碍了产业的良性发展。对于网箱养殖者而言，及时而准确的估计网箱内养殖生物的数量和生物总量是非常必要的，它能够及时掌握网箱中养殖生物的生长状态，便于精细化管理，对于提高生产效率、节约成本、提高利润影响较大。
3.目前也有通过生物量评估装置来评估鱼群的数量，如申请号为(cn201911053994.2)的基于统计的深远海养殖网箱的生物量评估装置与方法，公开了以无人艇带动水下摄像机以标识为基础的视觉识别为手段，通过观测个体养殖产品的大小的，随着观测时间与网箱内观察位置的充分，结合统计分析将离散数据逼近正确值的方式从而准确评估出整体网箱内生物量的总质量。通过统计模型，计算出t时间内观测到的同一类的鱼质量总和；观测到同一类鱼的平均质量；观测到鱼总数目；统计出网箱内鱼总质量q(sum)，根据该技术方案12小时的观测，偏差率在3.5％以内；该技术方案通过无人艇带动水下摄像机以标识为基础的视觉识别，存在无人艇的移动会使鱼群移动，影响观测的结果，其统计方法过于复杂，偏差率较大。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种基于统计的养殖网箱生物量评估方法，以解决上述存在的问题。
5.本发明提供一种基于统计的养殖网箱生物量评估方法，其生物量评估的硬件结构为：包括水下摄像头、存储器、电源和养殖网箱，所述养殖网箱通过锚固系统安置在养殖水域中；所述水下摄像头安装在摄像头支架上；所述摄像头支架一端安装在网箱浮管上，所述摄像头支架另一端安装水下摄像头，所述摄像头支架沿网箱边缘垂直深入水下；所述电源和存储器安装在网箱浮管上，所述电源和存储器连接水下摄像头；根据水下摄像头抓拍数量统计并计算鱼类数比例系数，再通过算法模型，计算出网箱内生物总量；
6.生物量评估方法包括：
7.s1：首先确定比例系数a：根据抓拍鱼群数量n和总数n成正比的原理进行计算：n＝a n，先用网箱内已知的鱼的总数n，除以摄像头拍到的鱼的数量n，算出比例系数a；
8.s2：再得到平均比例系数a’：通过多组的拍摄计算得到多组比例系数，根据多组比例系数a计算出平均比例系数a’，通过多组比例系数a的和除以组数得到平均比例系数a’；
9.s3：计算相对生物总量n’：通过摄像头拍摄的鱼群数量n’乘以平均比例系数a’得
到相对的生物总量n’；
10.s4：计算出生物总量平均数s:通过多组拍摄计算得到多组相对生物总量n’，根据多组相对生物总量n’计算出生物总量平均数s，通过多组生物总量n’的和除以组数得到生物总量平均数s。
11.所述养殖网箱容积相同、摄像头的规格、安装位置一致时，可以计算一个网箱的比例系数a，适用于同规格所有网箱。
12.所述算法模型，是基于比例系数的一种计算方法，确定出比例系数后，通过抓拍鱼群数，计算出整个网箱内生物总量。
13.为了减小计算误差，如果在不同时段，鱼集聚的方式发生变化，集聚的水深发生变化，或从中心集聚变化为边缘分散，则比例系数a会和时段有关，需要在固定时段进行统计，即在不同水深处及中心和边缘分别安装摄像头，用于综合计算比例系数a。
14.所述水下摄像头支架垂直稳定于水体中，所述水下摄像头支架材质为不锈钢、pp或pe。
15.所述水下摄像头通过电源线和数据线分别连接至电源和存储器上，所述电源线和数据线包裹于摄像头支架中。
16.所述水下摄像头的视角越大，抓拍范围就越广，计算比例系数越准确。
17.所述水下摄像头抓拍的鱼群数量变化时，说明网箱内鱼群总数也发生了变化。
18.本发明的有益效果在于：1.采用视觉识别，通过摄像头的多方位固定方式，拍摄到的数量更加准确；2.获取生物量数据具分段统计，拍摄数据得以保存，给算法模型的优化提供数据支撑，抓拍数量越多，比例系数计算越准确，相应的生物总量计算也越准确，为养殖精细化管理与大数据挖掘提供数据支撑；3.相较于复杂的统计更加实用简便，其统计精确度提高，偏差率较小。
具体实施方式
19.实施例1
20.本发明提供一种基于统计的养殖网箱生物量评估方法，其生物量评估的硬件结构为：包括水下摄像头、存储器、电源和养殖网箱，所述养殖网箱通过锚固系统安置在养殖水域中；所述水下摄像头安装在摄像头支架上；所述摄像头支架一端安装在网箱浮管上，所述摄像头支架另一端安装水下摄像头，所述摄像头支架沿网箱边缘垂直深入水下；所述电源和存储器安装在网箱浮管上，所述电源和存储器连接水下摄像头；根据水下摄像头抓拍数量统计并计算鱼类数比例系数，再通过算法模型，计算出网箱内生物总量；
21.生物量评估方法包括：
22.s1：首先确定比例系数a：根据抓拍鱼群数量n和总数n成正比的原理进行计算：n＝a n，先用网箱内已知的鱼的总数n，除以摄像头拍到的鱼的数量n，算出比例系数a；
23.s2：再得到平均比例系数a’：通过多组的拍摄计算得到多组比例系数，根据多组比例系数a计算出平均比例系数a’，通过多组比例系数a的和除以组数得到平均比例系数a’；
24.s3：计算相对生物总量n’：通过摄像头拍摄的鱼群数量n’乘以平均比例系数a’得到相对的生物总量n’；
25.s4：计算出生物总量平均数s:通过多组拍摄计算得到多组相对生物总量n’，根据
多组相对生物总量n’计算出生物总量平均数s，通过多组生物总量n’的和除以组数得到生物总量平均数s。
26.进一步的，所述养殖网箱容积相同、摄像头的规格、安装位置一致时，可以计算一个网箱的比例系数a，适用于同规格所有网箱。
27.进一步的，所述算法模型，是基于比例系数的一种计算方法，确定出比例系数后，通过抓拍鱼群数，计算出整个网箱内生物总量。
28.进一步的，为了减小计算误差，如果在不同时段，鱼集聚的方式发生变化，集聚的水深发生变化，或从中心集聚变化为边缘分散，则比例系数a会和时段有关，需要在固定时段进行统计，即在不同水深处及中心和边缘分别安装水下摄像头，安装2个水下摄像头，用于综合计算比例系数a。
29.进一步的，所述水下摄像头支架垂直稳定于水体中，所述水下摄像头支架材质为不锈钢。
30.进一步的，所述水下摄像头通过电源线和数据线分别连接至电源和存储器上，所述电源线和数据线包裹于摄像头支架中。
31.进一步的，所述水下摄像头的视角越大，抓拍范围就越广，计算比例系数越准确。
32.进一步的，所述水下摄像头抓拍的鱼群数量变化时，说明网箱内鱼群总数也发生了变化。
33.实施例2
34.本发明提供一种基于统计的养殖网箱生物量评估方法，具体的：比例系数与养殖生物品种习性相关，不同生物在养殖水体中的分布和活动范围不同；
35.数据源获取设备配套与养殖生物习性相关；
36.实施例数据以网箱养殖虹鳟鱼为参考：
[0037][0038][0039]
网箱内总数n为25000尾，总数n与拍摄数量n成正比，即计算出比例系数a＝n/n；取30组照片进行计算，得出比例系数a＝1133.489；根据拍摄数量n’推算网箱内相对生物量n’，按照计算公式，n’＝a*n’，取30组照片进行计算，得出网箱平均生物量s＝25427.937尾，准确率为98.32％，误差1.68％。
[0040]
实施例3
[0041][0042][0043]
网箱内总数n为25000尾，总数n与拍摄数量n成正比，即计算出比例系数a＝n/n；取30组照片进行计算，得出比例系数a＝6837.061；根据拍摄数量n’推算网箱内生物量n’，按照计算公式，n’＝a*n’，取30组照片进行计算，得出网箱平均生物量s＝25297.126尾，准确率为98.83％，误差1.17％。