基于BioSonics MX回声探测仪的海藻场藻类资源评估研究
发布时间：2021-04-12 03:58
海藻场作为近岸海洋生态系统的重要组成部分,其生态功能对近岸海洋生态系统的良性循环起到了重要作用。近年来,海藻场生态研究一直受到国际上从事海洋研究学者的关注。海藻场规模调查是相关科学研究的数据基础,当前,其调查方法主要有潜水调查法、声学探测法、遥感影像法等,其中水声学调查方法可以通过量化的方式较为直观地呈现海藻场规模。为提高水声学调查评估海藻场规模的准确性,在室内实验水池控制条件下,通过声学测扫以及水下实测的方式,首次对海藻（铜藻）株高、生长水深及覆盖度三个海藻场规模特征值所涉及的水声学参数进行验证研究,得到最佳的实测声学参数阈值。基于上述验证结果,本研究于2018年6月至7月,采用美国BioSonics MX数字回声探测仪分别对马鞍列岛嵊山、壁下、绿华、三横、花鸟、枸杞六个岛屿进行了水声学绕岛扫航调查,同时结合潜水采样生物学统计,探明了海藻资源种类组成,评估了马鞍列岛六个岛屿周边海域潮下带及部分潮间带海藻场的覆盖度、冠层高度及其资源量。此外,以枸杞岛为例,结合不同年份中藻类生长繁盛的夏季（5～7月）的声学测扫调查结果,通过量化的方式较为直观地将海藻场的规模体现出来,从大的时间尺度上来评...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
上海海洋大学硕士学位论文11Beamangle距离分辨率/cmRangeresolution1.7深度范围/mDepthrange0-100运行条件/℃Operatingcondition0-50利用不锈钢支架将换能器垂直向下置于水池水面下方，在垂直方向上通过拉伸换能器支架的方式实现仪器探测深度的改变。回声探测仪探测深度为换能器表面至池底的距离，仪器运行时有一定的自身吃水，测量前手动输入吃水深度值进行仪器自校，以消除其影响。本研究共设置1m、1.5m、2m、2.5m和3m共5个水深梯度组，其实际水深由潜水员下潜测量，各水深组分别利用回声探测仪对池底进行静止探测，收集探测深度声学数据。铜藻株高：实验用铜藻采集于浙江嵊泗枸杞岛海藻场，筛选出50株，根据株高划分为0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm和80～100cm共5组，每组10株。各个藻体通过线绳与浮球、不锈钢法兰螺母相连，如图2-1所示。借助潜水手段将其按2株、4株、6株、8株、10株分别直立放置于3m深池底的对应圆形探测样方框（面积S≈0.15m2）内。待藻体静置后，于水下测量藻体组的实际株高，并对其进行静止探测，获取有关株高的声学数据。图2-1单株实验藻体设置示意图Fig.2-1Schematicdiagramofindividualexperimentalalgae海藻覆盖度：通过潜水员下潜的方式在池底将相同株数藻体等距放置，模拟斑块化分布程度较小的海藻群。将换能器固定于拖曳机车上，同样通过拉伸换能器支架的方式设置2m、2.5m和3m共3个水深梯度组，令拖曳机车分别以不同
上海海洋大学硕士学位论文12的速度携带换能器进行匀速移动探测，探究仪器探测得到的海藻覆盖度与搭载回声探测仪的载体行进速度之间的关系。计算有关藻体覆盖度的声学数据时，每个输出报告以每2s两个连续DGPS值之间的10pings作为一个计算周期。如图2-2所示，计算周期中有藻的ping数（黄色探测区域数）占总ping数（黄色和白色探测区域总数）的百分比即为声学探测得到的海藻覆盖度。其中，“ping”为声纳脉冲。计算公式如下：（2）式中：Cn表示n个计算周期的整体覆盖度；Sn表示n个计算周期内探测扫过的条带面积；Si表示第i个计算周期内探测得到的海藻覆盖面积。图2-2VisualHabitatMX评估海藻覆盖度的计算原理Fig.2-2CalculationprincipleofVisualHabitatMXtoevaluateseaweedcoverage2.1.2声学数据处理与统计分析使用VisualHabitatMX软件对探测深度、海藻株高以及覆盖度的声学数据进行处理，并生成回声强度分布图。在底面和沉水植被探测中，首先通过上升沿方法（TheRisingEdge）确定拖曳水池的底面界限，待底面深度被确定后，根据在实验水池底的藻体样品设置沉水植被探测阈值（PlantDetectionThreshold）、沉水植被探测高度最小值（PlantDetectionLengthCriterion）以及最大沉水植物深度值（MaximumPlantDepth），得到带有底面深度线以及植被冠层高度线的回声强度分布图（图2-3）。由于海藻丛生改变了底面的回波特性，因此自动生成的勾画线可能存在一定误差，可通过手动调节来消除。
本文编号：3132570
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
上海海洋大学硕士学位论文11Beamangle距离分辨率/cmRangeresolution1.7深度范围/mDepthrange0-100运行条件/℃Operatingcondition0-50利用不锈钢支架将换能器垂直向下置于水池水面下方，在垂直方向上通过拉伸换能器支架的方式实现仪器探测深度的改变。回声探测仪探测深度为换能器表面至池底的距离，仪器运行时有一定的自身吃水，测量前手动输入吃水深度值进行仪器自校，以消除其影响。本研究共设置1m、1.5m、2m、2.5m和3m共5个水深梯度组，其实际水深由潜水员下潜测量，各水深组分别利用回声探测仪对池底进行静止探测，收集探测深度声学数据。铜藻株高：实验用铜藻采集于浙江嵊泗枸杞岛海藻场，筛选出50株，根据株高划分为0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm和80～100cm共5组，每组10株。各个藻体通过线绳与浮球、不锈钢法兰螺母相连，如图2-1所示。借助潜水手段将其按2株、4株、6株、8株、10株分别直立放置于3m深池底的对应圆形探测样方框（面积S≈0.15m2）内。待藻体静置后，于水下测量藻体组的实际株高，并对其进行静止探测，获取有关株高的声学数据。图2-1单株实验藻体设置示意图Fig.2-1Schematicdiagramofindividualexperimentalalgae海藻覆盖度：通过潜水员下潜的方式在池底将相同株数藻体等距放置，模拟斑块化分布程度较小的海藻群。将换能器固定于拖曳机车上，同样通过拉伸换能器支架的方式设置2m、2.5m和3m共3个水深梯度组，令拖曳机车分别以不同
上海海洋大学硕士学位论文12的速度携带换能器进行匀速移动探测，探究仪器探测得到的海藻覆盖度与搭载回声探测仪的载体行进速度之间的关系。计算有关藻体覆盖度的声学数据时，每个输出报告以每2s两个连续DGPS值之间的10pings作为一个计算周期。如图2-2所示，计算周期中有藻的ping数（黄色探测区域数）占总ping数（黄色和白色探测区域总数）的百分比即为声学探测得到的海藻覆盖度。其中，“ping”为声纳脉冲。计算公式如下：（2）式中：Cn表示n个计算周期的整体覆盖度；Sn表示n个计算周期内探测扫过的条带面积；Si表示第i个计算周期内探测得到的海藻覆盖面积。图2-2VisualHabitatMX评估海藻覆盖度的计算原理Fig.2-2CalculationprincipleofVisualHabitatMXtoevaluateseaweedcoverage2.1.2声学数据处理与统计分析使用VisualHabitatMX软件对探测深度、海藻株高以及覆盖度的声学数据进行处理，并生成回声强度分布图。在底面和沉水植被探测中，首先通过上升沿方法（TheRisingEdge）确定拖曳水池的底面界限，待底面深度被确定后，根据在实验水池底的藻体样品设置沉水植被探测阈值（PlantDetectionThreshold）、沉水植被探测高度最小值（PlantDetectionLengthCriterion）以及最大沉水植物深度值（MaximumPlantDepth），得到带有底面深度线以及植被冠层高度线的回声强度分布图（图2-3）。由于海藻丛生改变了底面的回波特性，因此自动生成的勾画线可能存在一定误差，可通过手动调节来消除。
本文编号：3132570
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zylw/3132570.html
