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中文题名:

 南海外海鸢乌贼渔场时空分布 与渔情预报模型研究    

姓名:

 张梅    

学号:

 18071212230    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 025200    

学科名称:

 经济学 - 应用统计    

学生类型:

 硕士    

学位:

 应用统计硕士    

学校:

 西安电子科技大学    

院系:

 数学与统计学院    

专业:

 应用统计    

研究方向:

 无    

第一导师姓名:

 周杰    

第一导师单位:

  西安电子科技大学    

完成日期:

 2021-06-18    

答辩日期:

 2021-05-24    

外文题名:

 Research on Spatial-temporal Distribution and Prediction Model of Sthenoteuthis oualaniensis in open South China Sea    

中文关键词:

 鸢乌贼 ; CPUE标准化 ; 渔场分布 ; HSI模型 ; BP神经网络    

外文关键词:

 sthenoteuthis oualaniensis ; CPUE standardization ; the distribution of fishing grounds ; habitat suitability indes ; Error back propagation artificial neural network    

中文摘要:

鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)作为暖水性较强的大洋性头足类,生命周期短、繁殖力强,可承受高强度的捕捞压力,是南海最具开发潜力的种类之一。渔情预报是海洋渔场学研究的重要内容,不仅可以缩短寻找渔场的时间,对南海外海渔业资源的优化管理及生产也提供了科学的技术指导。近年来,随着近海渔业资源的日益枯竭以及远洋渔业的发展,对其开发成为研究工作重点。本文主要研究了南海外海鸢乌贼渔场分布及渔情预报模型的构建。其中主要工作概括如下:

1.采用卫星遥感获取的海表面温度(SST)、叶绿素a浓度(chla)、海洋初级生产力(NPP)、海表面高度异常(SSHA)、海表面盐度(SSS)和表层海流速度(SSC)等海洋环境数据及渔捞日志生产数据,运用广义线性模型(GLM)和加入空间自相关的广义线性模型(S-GLM)对鸢乌贼CPUE数据进行标准化。最小AIC指标值揭示S-GLM模型标准化结果优于GLM模型,其中基于指数空间自相关的S-GLM模型最佳。标准化后的CPUE均低于或者接近于名义CPUE。

2.运用广义加性模型(GAM)探讨了海洋环境因子与渔场的关系。结果显示,除chla外,其它因子对CPUE均有显著性影响。除SSC以外,与CPUE均呈非线性关系。渔场主要集中在9.75~11°N,113.75~115.75°E区域和7~9.25°N,111.75~114.75°E区域附近,影响因子重要性依次为long、lon×lat、NPP、SST、SSHA、SSC和SSS。

3.基于标准化CPUE数据,利用Yield Density函数建立各季节的单因子适宜性指数(SI)模型,并作出相应的适宜性曲线。研究结果显示,鸢乌贼作业渔场最适的SST在夏季最高,冬季最低;SSHA在秋季最高,冬季最低;NPP在冬季最高,其它季节基本相同;四个季节最适的SSS基本相同;SSC在冬季最高,秋季达到低谷。

4.运用主成分分析法(PCA)确定各栖息因子的权重,从而构建栖息地适宜性指数(HSI)模型。结果显示,春季、冬季SSS的权重最大,夏季、秋季NPP的权重最大。模型验证结果表明,四个季节的作业渔区预报准确率均在60%以上,CPUE总体相对误差平均值为17.87%。

5.运用BP神经网络模型预测鸢乌贼中心渔场。研究结果显示,春季、夏季和秋季的最优BP模型结构均为8-6-1模型,冬季的最优模型结构为8-7-1模型。利用2019年数据对中心渔场进行验证发现,CPUE总体相对误差平均值为2.655%。与HSI模型进行比较发现,BP神经网络模型优于HSI模型。

外文摘要:

As an oceanic cephalopod with strong warm water, the sthenoteuthis oualaniensis has a short life cycle, strong reproduction ability, and can withstand high-intensity fishing pressure. it is one of the most potential species in the South China Sea. The fishery forecast is an important content of marine fishery research, it can not only shorten the time to find fishing grounds, but also provide scientific and technical guidance for the optimal management and production of fishery resources in the South China Sea. In recent years, with the increasing depletion of offshore fishery resources and the development of  pelagic fishery, its development has become the focus of research work. This paper mainly studies the fishing ground distribution of Sthenoteuthis oualaniensis and the construction of fishing forecast model in open South China Sea. The main work is summarized as follows:

 

1.Sea surface temperature, chlorophyll a concentration, net primary productivity, sea surface height anomaly, sea surface salinity and surface current velocity obtained by satellite remote sensing and fishing log production data, the generalized linear model and spatial autocorrelation GLM were selected to standardize the CPUE data of sthenoteuthis oualaniensis. According to the minimum Akaike Information Criterion, it is revealed that the standardized results of the S-GLM are better than the GLM, and the S-GLM based on exponential spatial autocorrelation is the best. The standardized CPUE is lower than or close to the nominal CPUE.

 

2.The generalized additive model is used to analyze the relationship between marine environmental factors and distribution of fishing grounds. It is found that except for the chlorophyll aconcentration, other factors have significant effects on CPUE. Except for surface current velocity, other factors has a non-linear relationship with CPUE. The fishing grounds are mainly concentrated around 9.75~11°N, 113.75~115.75°E and 7~9.25°N, 111.75~114.75°E. impact factors sorted by importance are as follows: longitude and latitude, net primary productivity, sea surface temperature, sea surface height anomaly, surface current velocity, sea surface salinity.

 

3.Based on standardized CPUE data, the Yield Density function is used to establish a single factor suitability index model for each season, and the corresponding suitability curve is drawn. The results of the study showed that the optimal sea surface temperature for the fishing grounds of sthenoteuthis oualaniensis officinalis is highest in summer and lowest in winter; sea surface height anomaly is highest in autumn and lowest in winter; net primary productivity is highest in winter and and it is basically the same in other seasons; The optimal sea surface salinity for the four seasons is basically the same; sea surface salinity is highest in winter and reaches a trough in autumn.

 

4.Principal components analysis is used to determine the weight of each habitat factor, thereby constructing a habitat suitability indes model. It is found that the weight of sea surface salinity in spring and winter is the largest, and the weight of net primary productivity in summer and autumn is the largest. The model verification results show that the forecast accuracy rates of the operating fishing areas in the four seasons were all above 60%, and the overall average relative error of the CPUE is 17.87%.

 

5.The BP artificial neural network model is used to predict the central fishing ground of the sthenoteuthis oualaniensis.  It is found that the optimal error back propagation artificial neural network models structure in spring, summer and autumn is the 8-6-1 model, and the optimal model structure in winter is the 8-7-1 model. Using 2019 data to verify the central fishing grounds, it is found that the average overall relative error of the CPUE is 2.655%. Compared with the HSI model, it is found that the BP neural network models is better than the HSI model.

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中图分类号:

 S93    

馆藏号:

 49965    

开放日期:

 2021-12-18    

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