水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析

Cliquez pour modifier le style du titre,Cliquez pour modifier les styles du texte du masque,Deuxime niveau,Troisime niveau,Quatrime niveau,Cinquime niveau,*,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析,慈溪市海洋與漁業(yè)局,前言,目前，在漁業(yè)中大力宣傳倡導的“數(shù)字漁業(yè)”、“智慧漁業(yè)”等，其實質(zhì)就是用現(xiàn)代先進的數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)裝備傳統(tǒng)的漁業(yè)生產(chǎn)以此來提高漁業(yè)的科技水平。為此，我局在這方面做了一些探索和嘗試。,2011年在寧波市海洋與漁業(yè)局的支持下，安裝了水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括2010年安裝的自動溫度監(jiān)測系統(tǒng)已獲得大量的氣象及水質(zhì)數(shù)據(jù)，通過對些數(shù)據(jù)的科學分析，總結(jié)有關(guān)指標的變化特點和規(guī)律，以期為養(yǎng)殖生產(chǎn)服務。,現(xiàn)將有關(guān)工作小結(jié)如下：,一、系統(tǒng)安裝,今年安裝三套由南京丹杰公司設計的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由有關(guān)氣象和水質(zhì)指標的監(jiān)測傳感器，數(shù)據(jù)采集傳感器和后臺服務器等三部分組成。,1.1安裝地點：,東 淞浦 綠田漁場漁塘,東經(jīng) 121。31，04,08,”,北緯30。10，02,47,”,西 庵東鎮(zhèn)東海公司漁塘,東經(jīng)121。13，47,19,”,北緯30。18，59,66,”,中 本局自然池塘,東經(jīng)121。15，32,49,”,北緯30。11，33,76,”,兩點直線距離：,東西32.2Km 中東 25.1Km 中西 13.9Km,1.2,監(jiān)測項目：,1.2.1氣象指標：,氣溫（。C）、氣壓（hpa）、濕度（%）、風速（m/s）、風向（。）、光合有效輻射（umol/m2*s）（400700nm農(nóng)作物光合作用波段）、降雨量（mm）等七項。,1.2.2水質(zhì)指標：,水溫（包括大棚內(nèi)和大棚外池塘水溫）、溶解氧（mg/l）、PH（包括表層和底層）等三項。,去年一套自動溫度監(jiān)測系統(tǒng)安裝在庵東鎮(zhèn)新江漁業(yè)合作社，監(jiān)測項目主要是氣溫、大棚內(nèi)氣溫、大棚內(nèi)和大棚外水溫包括表層和深層水溫,二、監(jiān)測情況,今年水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)測系統(tǒng)于5月30日安裝，同時啟用。,系統(tǒng)使用與監(jiān)測情況：,2.1實用性：,該系統(tǒng)對有關(guān)氣象和水質(zhì)指標實測數(shù)據(jù)進行實時全程紀錄，同時，可借助該系統(tǒng)對觀察點的養(yǎng)殖生產(chǎn)實施有效的監(jiān)管，并及時、準確地作出數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和時間趨勢變化圖。無論是對生產(chǎn)管理，還是開展相關(guān)研究，都比較方便實用。,2.2準確性：,氣象指標好于水質(zhì)指標，水質(zhì)指標好于溶氧、PH指標。溶氧、PH探頭數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。溶氧指標是今年重點觀察指標，獲得的數(shù)據(jù)不理想，因此無法進行分析。氣象和水溫數(shù)據(jù)準確性均可。,描述性統(tǒng)計量,均值,標準差,N,東平,均水溫,30.797,.9377,62,西平,均水溫,31.552,1.4028,50,局平,均水溫,31.148,1.0425,62,觀察三點之間的同步性，,7,、,8,月份池塘表層水溫統(tǒng)計分析,。,通過三點之間的相關(guān)分析，池塘表層水溫之間的相關(guān)系數(shù)都在,0.7,以上，呈極顯著相關(guān)。,也可說明三點水溫測定方面準確性與同步性可靠的。,相關(guān)性,東平,西平,局平,東平,Pearson,相關(guān)性,1,.775,*,.702,*,顯著性（雙側(cè)）,.000,.000,N,62,50,62,西平,Pearson,相關(guān)性,.775,*,1,.758,*,顯著性（雙側(cè)）,.000,.000,N,50,50,50,局平,Pearson,相關(guān)性,.702,*,.758,*,1,顯著性（雙側(cè)）,.000,.000,N,62,50,62,*.,在,.01,水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)。,2.3相關(guān)性。,淞浦點相關(guān)系數(shù)矩陣。,風速平,氣壓平,氣溫平,濕度平,日雨量,光輻射平,表水溫平,風速平,Pearson,相關(guān)性,1,-.307,*,.108,-.185,-.106,.673,*,.137,顯著性（雙側(cè)）,.015,.404,.149,.413,.000,.290,N,62,62,62,62,62,62,62,氣壓平,Pearson,相關(guān)性,-.307,*,1,-.135,.028,-.212,-.154,.005,顯著性（雙側(cè)）,.015,.296,.827,.098,.233,.971,N,62,62,62,62,62,62,62,氣溫平,Pearson,相關(guān)性,.108,-.135,1,-.869,*,-.007,.602,*,.252,*,顯著性（雙側(cè)）,.404,.296,.000,.954,.000,.048,N,62,62,62,62,62,62,62,濕度平,Pearson,相關(guān)性,-.185,.028,-.869,*,1,.199,-.607,*,-.204,顯著性（雙側(cè)）,.149,.827,.000,.120,.000,.112,N,62,62,62,62,62,62,62,日雨量,Pearson,相關(guān)性,-.106,-.212,-.007,.199,1,-.252,*,.144,顯著性（雙側(cè)）,.413,.098,.954,.120,.048,.263,N,62,62,62,62,62,62,62,光輻射平,Pearson,相關(guān)性,.673,*,-.154,.602,*,-.607,*,-.252,*,1,.324,*,顯著性（雙側(cè)）,.000,.233,.000,.000,.048,.010,N,62,62,62,62,62,62,62,表水溫平,Pearson,相關(guān)性,.137,.005,.252,*,-.204,.144,.324,*,1,顯著性（雙側(cè)）,.290,.971,.048,.112,.263,.010,N,62,62,62,62,62,62,62,*.,在,.01,水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)：,光輻射與氣溫,0.602,，光輻射與風速,0.673,，光輻射與濕度,-0.603,；,氣溫與濕度,-0.607,。,*,.,在,0.05,水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)：,光輻射與表層水溫,0.324,，光輻射與降雨量,-0.252,；,氣溫與表層水溫,0.252,；,氣壓與風速,-0.307,。,三、分析研究,3.1,池塘水溫預測模型研究。,這是去年的研究重點，今年主要是驗證。,模型1：,Y,t,=a+b,1,X,t,+b,2,Y,t-1,+,i,即為,“,自回歸模型,”,。物理學意義清晰明了。,模型2：,Y,t,=a+b,1,X,t,+b,2,X,t-1,+b,3,X,t-2,+b,4,X,t-3,+,i,引自生態(tài)學雜志2004、23（4）廣州地區(qū)冬季魚塘水溫特征及其預測預報廣東省氣候與農(nóng)業(yè)氣象中 杜堯東等,問題：1、多重共線性問題；2、時間序列數(shù)據(jù)回歸模型產(chǎn)生自相關(guān)問題；3、模型的適用性問題。,模型,3,：,Y,t,=a+b,1,X,t,+b,2,X,2,t,+b,3,X,3,t,+,i,引自,上海農(nóng)業(yè)學報,2010,、,26,（,1,）,設施漁塘冬春季水溫變化特點及其與外界氣溫的統(tǒng)計模式,上海市青浦區(qū)氣象局 上海氣候中心 張德林等,問題：,1,、物理學意義不清；,2,、誤差太大；,3,、適用性、簡明性不足。,總之，模型,1,特點：物理學意義清晰明了，數(shù)理概念嚴謹可靠，實際應用通用性較好。,3.2,池塘溶氧預測模型研究。,這是計劃今年的研究重點。溶解氧是漁業(yè)水體的一項十分重要的水質(zhì)指標，溶氧狀況對水質(zhì)和水生生物的生長繁育均有重要影響。掌握池塘水體溶氧的變化規(guī)律，及預測預報是當前水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。但是，影響池塘溶解氧的因素非常復雜。為此，我們已做了相關(guān)資料查詢和知識的儲備。,根據(jù)有關(guān)資料介紹，池塘溶解氧的預測有多變量、非線性、大滯后的特點很難采用精確的數(shù)學模型對其進行定量描述。據(jù)基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的池塘溶解氧預測模型（大連水產(chǎn)學院郭連喜等 水產(chǎn)學報2006、4）介紹應用人工神經(jīng)網(wǎng)絡這一非線性優(yōu)化工具能很好實現(xiàn)溶解氧的預測。但該模型的輸入變量選取池塘水體溫度、亞硝酸鹽、氨氮值、總氮4個，我們計劃采用光合有效輻射、濕度、氣壓、風速、水溫等為輸入變量，神經(jīng)網(wǎng)絡模型的輸出變量為池塘溶解氧，以神經(jīng)網(wǎng)絡模型高度的非線性映射、自組織結(jié)構(gòu)、高度并行處理將影響溶氧的諸多因素連接起來，對網(wǎng)絡進行學習與聯(lián)想記憶，實現(xiàn)對溶解氧的預測。,3.3有關(guān)生產(chǎn)實際情況的分析研究。,水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)測系統(tǒng)的安裝為深入研究氣象與水質(zhì)狀況對養(yǎng)殖生產(chǎn)的影響提供了便利。設想從以下三方面開展分析研究：,3.3.1與發(fā)病狀況的關(guān)系。,近年來，我市開展的南美白對蝦疫病保險為白對蝦發(fā)病情況積累了大量資料，與有關(guān)氣象資料結(jié)合可對氣象因素與發(fā)病關(guān)系的研究，。,2011,年慈溪市南美白對蝦發(fā)病報案頻率曲線圖,3.3.2與白對蝦吃食狀況的關(guān)系。,據(jù)統(tǒng)計分析白對蝦吃食量與產(chǎn)量呈直線關(guān)系，吃食情況好就預示生產(chǎn)情況好。已布置養(yǎng)殖記錄仔細認真的養(yǎng)殖戶，統(tǒng)計吃食情況好的日期，并分析氣象狀況。,3.3.3天氣類型的分析與分類。,科學劃分生產(chǎn)期的天氣類型，同時明確定量指標。群眾諺語：“早西晚東風，早晚燥松松。”認為這種副高壓控制的天氣對生產(chǎn)有利。對生產(chǎn)有利的天氣，太陽輻射、氣壓、水溫、風力、風向等的指標究竟多少為好；如果這種天氣多肯定是豐收年。,四、下一步打算,4.1設備要進化。,根據(jù)項目實施情況和工作計劃，必需改進監(jiān)測設備，增加監(jiān)測點，增加必要的設備投入。,4.2,研究要深化。,按上述研究方向組織自身力量開展研究，同時希望得到大專院校、科研機構(gòu)支持。,4.,3,服務要優(yōu)化。,今年6月開始通過氣象短信平臺向養(yǎng)殖戶發(fā)布氣象及技術(shù)服務信息，但內(nèi)容還欠豐富。下一步要加強與氣象局的合作，不斷增加信息服務內(nèi)容，增強服務的針對性和有效性，為我市的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)提供優(yōu)質(zhì)服務。,希望,得到領導和專家的指導和支持,謝謝！,