基于概念格的南太平洋长鳍金枪鱼捕捞量与环境因子的关联分析研究

发布时间：2020-03-31 04:30

【摘要】：长鳍金枪鱼已成为金枪鱼延绳钓渔业中的主要经济物种。南太平洋长鳍金枪鱼是我国远洋渔业的重要捕捞对象,具有一定的开发潜力。长鳍金枪鱼为大洋中上层洄游性鱼类,其生长与海洋环境因子存在密切的关系。随着海洋环境数据及生产数据的规模急剧增长,迫切需求将这些大量的数据转化为有用的信息。关联分析是数据挖掘的重要研究和应用分支,能够从大量数据集中发现数据中的内在关联。长鳍金枪鱼捕捞量与环境因子密切相关,因此如何提高其捕捞效率是捕鱼业的重要研究课题。针对海洋数据中有价值信息提取效率低的问题,根据南太平洋长鳍金枪鱼延绳钓渔业的生产资料,本文将基于概念格的关联分析应用到捕捞量与环境因子的关联分析中,展开如下研究。(1)概念格又叫做形式概念分析,是支持数据分析的有效工具。概念格的每个节点是一个形式概念,其相应的Hasse图生动简洁地体现了概念之间的泛化和特化关系。为了记录概念外延中对象的个数,在概念中引入外延的量化值。量化值代表了外延中对象的最大个数,从1开始计数并依次递增。在渔情分析中,不同的环境因子影响了长鳍金枪鱼捕捞量的高低,本研究引入概念格的思想,并用其对象和属性描述渔船数量和捕捞量与环境因子之间的关系,提出捕捞量与环境因子的概念格。(2)提出捕捞量与环境因子关联分析算法。利用K-means算法,通过聚类分析将海表温度、海面盐度、叶绿素a浓度和长鳍金枪鱼捕捞量划分为不同的区间并加以标记,作为概念格的属性,并将区间属性映射到单值属性构造相应的概念格。在概念格的Hasse图中可清晰地显示环境因子,根据用户所需的目标产量,计算外延量化值渔船数量的支持度,分析捕捞量与环境因子的关联关系,并说明影响捕捞量的环境因子的重要度。(3)基于概念格的捕捞量与环境因子关联分析算法,设计了渔情分析原型系统。该系统以长鳍金枪鱼作为数据来源,主要由数据聚类、概念格生成和捕捞量与环境因子关联分析三个模块构成。将用户输入的目标产量作为本系统的输入,经过三个功能模块的处理及分析,将捕捞量与环境因子关联分析按照重要度依次排列作为结果集并返回。以南太平洋长鳍金枪鱼一年的生产数据和环境数据作为应用数据,通过聚类分析,构造相应的捕捞量与环境因子概念格,以捕捞量的高、中、低为决策属性生成概念格的Hasse图。将捕捞量与环境因子关联分析结果同其他研究结果进行比较,长鳍金枪鱼适宜环境因子的范围基本一致,说明了捕捞量与环境因子关联分析算法的有效性及原型系统的可行性。
【图文】：

长鳍金枪鱼

长鳍金枪鱼的外形似鱼雷状，它的体型呈纺锤形，比较肥壮，皮肤较为光滑，横切面近圆形，稍侧扁，其肉质爽滑鲜嫩，颜色为浅红色。此鱼体背侧为深蓝色，第一背鳍为深黄色、第二背鳍与臀鳍均为浅黄色。两侧胸鳍极长，大约达到第二背小鳍后方，新月形的尾鳍深叉有助于高速游动，背部泛着深蓝色的金属光泽，腹部及边缘为银白色[2]。长鳍金枪鱼广泛分布在太平洋、大西洋以及印度洋的热带和温带海域，其中尤以南太平洋海域资源最为丰富。长鳍金枪鱼属于暖水性的大洋中上层洄游性鱼类，主要活跃于温层下方水域，其具有高度洄游及集群的特点。根据渔业专家的多年研究，普遍认为长鳍金枪鱼在以赤道为界的南太平洋和北太平洋分别存在两个独立的种群，它们之间并没有明显的相互洄游的现象，而对于南太平洋长鳍金枪鱼本身是否在各个不同海域存在多个种群，这种现象目前还没有足够的证据能图 1-1 长鳍金枪鱼Figure 1-1 The albacore

Hasse图,概念,节点,自动构造

图 2-3 ConExp 中表 2-2 对应概念格的 Hasse 图Figure2-3 Hasse diagram of concept lattice of table2-2 in the ConExp 2-3 所示的 Hasse 图中，每一个节点表示一个概念，其中，节点的外的对象来表示，而概念的内涵由节点所对应的属性来表示。如图所示的节点和黑色下半圆的节点，分别表示该概念拥有一个属性和该概象。Exp1.3 主要有 4 种呈现模式，分别为：Minimal Intersections、sition、Freese Layout 和 Force Layout 模式。attice Miner1.4 中，可以通过 Show Lattice 按钮进行自动构造概念的形式背景构造概念格，其 Hasse 图的显示如图 2-4 所示。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP311.13;S932

【参考文献】