半双工PIT遥测技术的监测效果
发布时间：2021-04-06 20:12
PIT遥测技术作为鱼道过鱼效果监测的一种重要方法,其设备本身具有高可靠性、高精度、高自动化等优势,得到广泛应用。在野外过鱼效果监测中,受外界环境干扰下如何维持高精度的监测是保证数据准确性的难点之一。本文以鱼类通过PIT天线的视频数据为基础,验证半双工PIT遥测系统的监测效果,分析过鱼数量和运动方向对半双工PIT遥测系统准确率的影响。结果表明:半双工PIT遥测系统的监测效果较好,试验鱼通过大小天线（Ⅱ、Ⅰ）的误差时间为（0.40±0.46） s（Mean±SD）,最大误差2.53 s;过鱼数量对大小天线的检测效率具有显著影响,当一尾鱼通过天线时,大小天线的检测效率分别高达97.3%和93.9%;当过鱼数量增加至8尾时,大小天线的检测效率分别降低至7.5%和3.1%;运动方向对天线Ⅰ的检测效率存在显著影响,对天线Ⅱ的检测效率不存在显著影响。提出了一些在实际监测中的可行性措施,以提高PIT遥测系统在鱼道过鱼效果监测中数据的准确性。
【文章来源】：生态学杂志. 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
PIT遥测系统示意图
PIT的监测效果以PIT和视频统计通过时间的误差值为衡量指标，PIT通过时间定义为天线Ⅰ第一次检测的时间至天线Ⅱ第一次检测的时间(式1);视频通过时间定义为鱼类头部到达天线Ⅰ的时间至鱼类头部到达天线Ⅱ的时间(式2);检测效率定义为天线检测到的标签数量与实际通过天线的标签数量之比(式3)。由于天线具有一定的检测范围，处于天线检测范围之间的标签鱼被认为是正在通过该天线，计入过鱼数量。鱼类通过天线时身体会有一定的倾斜角度，以胸鳍部分为准，将鱼类通过天线的视频截取成图片导入AutoCAD 2010，使用角度测量功能精确测量鱼类身体中线与天线所呈角度。使用R 3.5.1和OriginPro 2017进行数据处理与绘图，采用基于二项分布的广义线性回归模型(GLM)研究标签冲突对PIT天线检测效率的影响，采用双因素方差分析研究过鱼数量和运动方向同时对检测效率的影响(P<0.05表示存在显著性差异)。统计值均以平均值±标准差(Mean±SD)表示。式中:T为PIT测定的通过时间，单位为s;T1为天线Ⅰ第一次检测到PIT标签的时间，单位为s;T2为天线Ⅱ第一次检测到PIT标签的时间，单位为s;t为视频测定的通过时间，单位为s;t1为鱼类头部到达天线Ⅰ的时间，单位为s;t2为鱼类头部到达天线Ⅱ的时间，单位为s;P为PIT遥测系统检测效率;A为PIT天线检测到的鱼类数量;B为实际通过PIT天线的鱼类数量。
当一尾鱼通过天线Ⅰ时，其检测效率高达93.9%，当过鱼数量增加至8尾，检测效率降至3.1%;当一尾鱼通过天线Ⅱ时，其检测效率高达97.3%，当过鱼数量增加至8尾，检测效率降至7.5%。本研究采用广义线性模型分别对天线Ⅰ、天线Ⅱ的试验结果进行拟合，结果表明，天线Ⅰ与矩形段天线Ⅱ的检测效率受到过鱼数量的影响极显著，随着同时通过PIT天线的鱼类数量增加，大小PIT天线检测效率显著下降(图4)，拟合关系式分别为图4 过鱼数量对检测效率的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]异齿裂腹鱼上溯过程中的折返行为及其与水力条件的关系[J]. 吴震,杨忠勇,石小涛,蒋永强,陈里,金志军. 生态学杂志. 2019(11)
[2]鱼道过鱼效果监测方法述评[J]. 王义川,王煜,林晨宇,魏永才,马卫忠,吴磊,刘德富,石小涛. 生态学杂志. 2019(02)
[3]上行过鱼设施过鱼效果监测研究进展[J]. 陶江平,温静雅,贺达,侯轶群,胡望斌,曹晓红,陈小娟,陈凯麒,常剑波. 长江流域资源与环境. 2018(10)
[4]枕头坝一级水电站竖缝式鱼道过鱼效果初探[J]. 陈国柱,王猛,王海胜,鲍江辉,罗思,马卫忠,乔晔. 水力发电. 2018(07)
[5]射频识别技术（RFID）在鱼道监测中的应用[J]. 魏永才,余英俊,丁晓波,王义川,王从锋,李卫明,石小涛,胡晓. 水生态学杂志. 2018(02)
[6]基于多重水力学因子的竖缝式鱼道中鱼类上溯轨迹模拟[J]. 蒋永强,杨忠勇,石小涛,吴磊,聂隆锋,魏永才. 生态学杂志. 2018(04)
[7]低水头闸坝工程鱼道过鱼效果评价[J]. 张艳艳,何贞俊,何用,张金明,张康. 水利学报. 2017(06)
[8]长洲水利枢纽鱼道过鱼种群结构[J]. 谭细畅,黄鹤,陶江平,李思嘉. 应用生态学报. 2015(05)
[9]崔家营航电枢纽工程鱼道过鱼效果[J]. 王珂,刘绍平,段辛斌,孙铭帅,叶超,陈大庆. 农业工程学报. 2013(03)
[10]我国鱼道的建设现状与展望[J]. 陈凯麒,常仲农,曹晓红,葛怀凤. 水利学报. 2012(02)
本文编号：3122061
【文章来源】：生态学杂志. 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
PIT遥测系统示意图
PIT的监测效果以PIT和视频统计通过时间的误差值为衡量指标，PIT通过时间定义为天线Ⅰ第一次检测的时间至天线Ⅱ第一次检测的时间(式1);视频通过时间定义为鱼类头部到达天线Ⅰ的时间至鱼类头部到达天线Ⅱ的时间(式2);检测效率定义为天线检测到的标签数量与实际通过天线的标签数量之比(式3)。由于天线具有一定的检测范围，处于天线检测范围之间的标签鱼被认为是正在通过该天线，计入过鱼数量。鱼类通过天线时身体会有一定的倾斜角度，以胸鳍部分为准，将鱼类通过天线的视频截取成图片导入AutoCAD 2010，使用角度测量功能精确测量鱼类身体中线与天线所呈角度。使用R 3.5.1和OriginPro 2017进行数据处理与绘图，采用基于二项分布的广义线性回归模型(GLM)研究标签冲突对PIT天线检测效率的影响，采用双因素方差分析研究过鱼数量和运动方向同时对检测效率的影响(P<0.05表示存在显著性差异)。统计值均以平均值±标准差(Mean±SD)表示。式中:T为PIT测定的通过时间，单位为s;T1为天线Ⅰ第一次检测到PIT标签的时间，单位为s;T2为天线Ⅱ第一次检测到PIT标签的时间，单位为s;t为视频测定的通过时间，单位为s;t1为鱼类头部到达天线Ⅰ的时间，单位为s;t2为鱼类头部到达天线Ⅱ的时间，单位为s;P为PIT遥测系统检测效率;A为PIT天线检测到的鱼类数量;B为实际通过PIT天线的鱼类数量。
当一尾鱼通过天线Ⅰ时，其检测效率高达93.9%，当过鱼数量增加至8尾，检测效率降至3.1%;当一尾鱼通过天线Ⅱ时，其检测效率高达97.3%，当过鱼数量增加至8尾，检测效率降至7.5%。本研究采用广义线性模型分别对天线Ⅰ、天线Ⅱ的试验结果进行拟合，结果表明，天线Ⅰ与矩形段天线Ⅱ的检测效率受到过鱼数量的影响极显著，随着同时通过PIT天线的鱼类数量增加，大小PIT天线检测效率显著下降(图4)，拟合关系式分别为图4 过鱼数量对检测效率的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]异齿裂腹鱼上溯过程中的折返行为及其与水力条件的关系[J]. 吴震,杨忠勇,石小涛,蒋永强,陈里,金志军. 生态学杂志. 2019(11)
[2]鱼道过鱼效果监测方法述评[J]. 王义川,王煜,林晨宇,魏永才,马卫忠,吴磊,刘德富,石小涛. 生态学杂志. 2019(02)
[3]上行过鱼设施过鱼效果监测研究进展[J]. 陶江平,温静雅,贺达,侯轶群,胡望斌,曹晓红,陈小娟,陈凯麒,常剑波. 长江流域资源与环境. 2018(10)
[4]枕头坝一级水电站竖缝式鱼道过鱼效果初探[J]. 陈国柱,王猛,王海胜,鲍江辉,罗思,马卫忠,乔晔. 水力发电. 2018(07)
[5]射频识别技术（RFID）在鱼道监测中的应用[J]. 魏永才,余英俊,丁晓波,王义川,王从锋,李卫明,石小涛,胡晓. 水生态学杂志. 2018(02)
[6]基于多重水力学因子的竖缝式鱼道中鱼类上溯轨迹模拟[J]. 蒋永强,杨忠勇,石小涛,吴磊,聂隆锋,魏永才. 生态学杂志. 2018(04)
[7]低水头闸坝工程鱼道过鱼效果评价[J]. 张艳艳,何贞俊,何用,张金明,张康. 水利学报. 2017(06)
[8]长洲水利枢纽鱼道过鱼种群结构[J]. 谭细畅,黄鹤,陶江平,李思嘉. 应用生态学报. 2015(05)
[9]崔家营航电枢纽工程鱼道过鱼效果[J]. 王珂,刘绍平,段辛斌,孙铭帅,叶超,陈大庆. 农业工程学报. 2013(03)
[10]我国鱼道的建设现状与展望[J]. 陈凯麒,常仲农,曹晓红,葛怀凤. 水利学报. 2012(02)
本文编号：3122061
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