聲學標簽監測技術是聲波監測技術的一種主動識別方法,其通過接收、處理移植或捆綁于魚類身上的聲學標簽發射的聲波信號來獲得魚類二維、三維運動軌跡,具有原位觀察、定位準確、數據處理簡單和數據連續性好等優點。文章介紹了聲學標簽監測技術的組成及工作原理,并根據異常數據的不同特點總結了一套完整的數據去噪、清洗的處理方法,該法可快速得到魚類的二維、三維運動軌跡。通過實例分析了魚類運動軌跡的分布情況以及變化規律。根據魚類在不同水生態環境中的運動行為響應情況,可以直接或間接判斷水中污染物或有毒物質對魚類的潛在影響以及實際毒性,為漁業養殖水質環境評價、水質監測及預警、水生態健康評價以及水生態修復效果評價的研究提供參考依據。

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【部分圖文】：

圖4去噪處理后魚類三維(a)、二維(b)運動軌跡

缺失值的清洗方法有刪除法、均值插補法、熱卡填補法、最近距離決定填補法、回歸填補法、多重填補方法、K-最近鄰法、有序最近鄰法和基于貝葉斯的方法等。根據數據的缺失程度選擇不同的清洗方法，其中刪除法方法適用于數據比較多且缺失值的數量占整個數據的比例相對較小的情況，可以直接將缺失值刪除掉....

圖5原始信號

圖4去噪處理后魚類三維(a)、二維(b)運動軌跡圖6去噪處理后的聲學標簽信號

圖6去噪處理后的聲學標簽信號

圖5原始信號在魚類運動軌跡數據采集過程中，會出現由于環境客觀條件造成信號無法獲取而導致軌跡缺失的情況，可通過均值插補法進行插補(圖7)，但某個時間段的缺失值較多則不再進行插補。如設置的聲波信號發射頻率為3s，若信號中斷時間超過10s時將不再進行插補(圖8)。采用數據處理軟件....

圖1魚類運動軌跡監測原理

1)水聽器布設。將水聽器下端固定于2個不同平面(圖1)，并設置水聽器底部的三維坐標及相關參數。水聽器的坐標可根據監測目的選擇大地坐標或相對坐標進行設置。4個水聽器監測的水域范圍一般為0.5km。如監測范圍為河流等線狀水域可進行多個水聽器線狀布設；如監測范圍為大水域可根據水域情況....

本文編號：4000188