渔业资源评估抽样调查方法的理论探讨与研究

发布时间：2020-11-09 10:55

　　 本论文对渔业资源科学调查抽样方法的理论和实践方面做了初步研究,主要分为两大方面：一是涉及渔业资源调查站位空间布设方法理论的研究,包括采用标准方程使站位布设达到最优化的设计方法,以及在最优化站位设计的基础上,适当增加站位来适应实际情况的调查方法;二是海洋捕捞产量评估的抽样方法及估算方法的比较研究。 本文介绍并评估了一个采样设计优化过程,采用受限的空间模拟退火(CSSA)的优化方法,优化站位空间布设。本文应用了两种优化标准：最短距离平均值最小化(MMSD)和为准确评估半方差模型参数使对点分布均匀化(WM)；对以上两种优化标准进行了不同组合：一是WM标准优化,二是MMSD标准优化,三是两种标准的优化组合,2/3的样点采用MMSD和1/3样点采用WM标准进行优化；通过上述3种优化方法得到3种采样设计方法,文中分别记作Design Ⅰ,Design Ⅱ和Design Ⅲ。通过计算机模拟研究,把这3种优化设计方法与渔业资源科学调查常用的系统采样方法(即等距采样方法,记作Design Ⅳ)和分层随机采样方法(记作Design Ⅴ)两种采样方法进行比较。基于地统计学模拟方法,在小、中、大3种不同采样数量水平下进行不同采样方法之间的比较。结果表明,对于空间协方差模型参数估算来说,在采样数量相对较少时,Design Ⅲ采样的评估结果好于其它采样设计；而在采样数量相对较多时,Design Ⅱ采样的评估结果比其它采样设计要好一些。对于种群数量评估来说,本文所有采样设计评估表现呈以下顺序：Design Ⅱ Design Ⅳ Design Ⅲ Design Ⅴ Design Ⅰ。该研究方法可以根据历史调查数据来选择准确性较高的采样方法,平衡数据采集质量与调查采样成本关系,为渔业资源科学调查寻找最佳采样方法提供一个有效途径。 适应性群体抽样方法被广泛应用在陆地调查项目中,但不适用于渔业资源科学调查,是因为该采样方法抽样总数不易控制容易导致高昂成本。一种渔业资源科学调查常用的适应性抽样方法是适应性分配抽样方法,这种调查方法一般应用于分层随机抽样调查。日前渔业资源科学调查采样方法中还没有一种适应性采样方法是基于最优化采样方法。针对这种现况,本文创建了一种基于最优化采样方法的适应性采样方法,其优化规则是最短距离平均值最小化(MMSD)。本研究把这种新的适应性采样方法与简单随机采样方法、分层随机采样方法、基于分层采样的适应性采样方法、系统采样方法和MMSD优化采样方法等5种采样方法进行了比较。结果发现,这种新的适应性采样方法评估准确性在这种6种采样方法中居中等水平,若考虑该方法所节约的采样数量,其优越性就比较突出。该方法寻找种群聚集区域更灵活、更准确。相比基于分层随机采样方法的适应性采样方法,该方法所基于的最优化采样方法更客观、更稳定。 中国政府当前渔业统计采取的方法是让各地方政府部门层层上报,这样的统计数据常会带有明显的“修整”痕迹。国外学者对中国提供的捕捞产量数据在国际刊物上公开提出疑问,造成不好的国际影响；国内的学者对这些数据具有同样质疑。在上述背景下,政府相关部门给予了足够的重视,组织相关部门开始通过相对系统的分层抽样调查方法来评估渔业捕捞产量的试点工作。本研究通过计算机模拟方法来解决试点工作过程中遇到的与估算方法选择、适当抽样数量分配的相关问题。模拟研究的结果发现,分层方法与采样方法一致的评估方法获得的产量评估更准确,另一种减少分层的评估方法获得的产量偏向大于真实值,且偏差较大。增加采样数量,评估值的准确性和精确性都会得到提高；在相同采样数量的条件下,等比例分配采样数量的方法会提高估算的准确性和精确性。准确把握研究对象的组成结构,是分层抽样获得准确和精确评估结果的前提。本论文的研究结果将为今后渔业捕捞量抽样调查方法和估算方法的改进提供技术参考。 本论文把优化采样设计方法引入渔业资源调查,国际上尚属首次；创新的自适应性采样方法基于非分层采样方法,区别于其它应用于渔业资源调查的自适应性采样方法,该采样方法属于国际首创;海洋捕捞产量抽样调查方法及估算方法研究在国内尚属首次。因此,本论文的研究水平达到国际、国内先进水平。
【学位单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2012
【中图分类】：S932
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 研究意义
    1.2 研究思路和研究内容
第2章 抽样调查及抽样方法概述
    2.1 抽样调查概述
        2.1.1 抽样调查在日常生活中无处不在
        2.1.2 抽样调查与其它调查方法的比较
        2.1.3 抽样调查的简单发展历史
        2.1.4 抽样调查的广泛应用
        2.1.5 中国抽样调查发展及应用现状
    2.2 抽样方法概述
        2.2.1 抽样方法设计的目标与准则
        2.2.2 抽样设计的作用
        2.2.3 抽样设计的步骤
        2.2.4 抽样设计方法
        2.2.5 抽样方法在渔业资源调查中的应用
第3章 研究区域概况和数据来源简介
    3.1 东海渔业资源概况及站点布局设计的数据来源
        3.1.1 东海渔业资源概况
        3.1.2 布设站点设计采用的数据来源
    3.2 海洋捕捞产量评估研究背景及南海渔业概况
        3.2.1 全国海洋捕捞产量评估项目简介及研究原始
        3.2.2 南海渔业概况
第4章 最优化站点设计方法与传统采样方法比较
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 研究水域范围与数据来源
        4.2.2 采样设计方法
        4.2.3 地理统计学模型框架与模拟研究
        4.2.4 模拟过程
        4.2.5 结果的分析方法
    4.3 结果
        4.3.1 根据调查数据获得的指数协方差函数参数
        4.3.2 种采样设计获得的采样方法
        4.3.3 协方差方程参数评估的相对标准差（RSE）比较
        4.3.4 资源量估算的相对误差（RB）比较
    4.4 讨论
        4.4.1 最优采样设计方法的优点
        4.4.2 模拟参数来源是否影响最后结果
        4.4.3 比较不同采样方法估算参数的准确性
        4.4.4 比较不同采样方法估算资源量的准确性
        4.4.5 资源量评估的准确性与参数β之间的联系
        4.4.6 准确性与采样数量之间的平衡
        4.4.7 本研究成果的应用展望
第5章 适应性采样方法与其它采样方法比较
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 研究区域与数据的采集
        5.2.2 本研究中的采样设计方法
        5.2.3 简单随机采样设计（Design Ⅰ）
        5.2.4 分层随机采样设计（Design Ⅱ）
        5.2.5 基于分层采样调查的自适应性采样设计（Design Ⅲ）
        5.2.6 系统采样设计（Design Ⅳ）
        5.2.7 优化采样设计（Desing Ⅴ）
        5.2.8 适用基于独立站点调查的自适应性采样设计（DesignⅥ）
        5.2.9 地统计学模型框架
        5.2.10 模拟过程
        5.2.11 结果的分析方法
    5.3 结果
        5.3.1 根据调查数据计算得到的指数协方差函数参数
        5.3.2 4种采样方法和两种自适应性采样方法的第1阶段采样方法
        5.3.3 协方差函数参数估算的相对标准误差（RSE）的比较
        5.3.4 估算资源量的相对绝对误差（RAE）的比较
        5.3.5 协方差函数参数和资源量估算的相对误差（RE）的比较
        5.3.6 采样设计Design Ⅵ各个年度模拟的采样数量分布
    5.4 讨论
        5.4.1 选择用来比较采样方法表现的指标
        5.4.2 比较各种采样方法的表现
        5.4.3 影响采样方法Design Ⅵ总采样数量及分布的因素
        5.4.4 两种自适应性采样方法的比较
        5.4.5 采样方法Design Ⅵ估算结果的4种分类
        5.4.6 采样方法Design Ⅵ的优点
        5.4.7 采样方法Design Ⅵ的进一步发展
第6章 抽样调查估算海洋捕捞产量采样及估算方法的比较研究
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 材料来源
        6.2.2 渔船单位产量的分布参数评估
        6.2.3 采样方法及捕捞产量计算方法设计
        6.2.4 不同采样方法和计算方法之间的比较方法
        6.2.5 不同捕捞结构比较
        6.2.6 计算模拟方法
        6.2.7 数据处理方法
    6.3 结果
        6.3.1 根据实际采样数据确定的计算机模拟参数
        6.3.2 相同采样方法不同计算方法获得的结果比较
        6.3.3 不同采样数量采样结果之间的比较
        6.3.4 不同采样及估算方法的平均计算结果比较
    6.4 讨论
        6.4.1 不同估算方法对最终计算结果的影响
        6.4.2 不同采样方法对最终计算结果的影响
        6.4.3 研究对象组成结构对分层抽样的影响
        6.4.4 研究当中存在的问题及可能的改进方向
第7章 研究总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 研究展望
参考文献
附录A 个人简历
附录B 论文和报告
    B.1 发表的学术论文
    B.2 国际学术报告
附录C 课题和获奖
    C.1 主持课题
    C.2 参加课题
    C.3 获奖情况
致谢

【参考文献】

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本文编号：2876320