中国卫星导航定位协会

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北斗海洋船位数据挖掘与电子鱼探浮标的发展应用
中国海洋报
2019/02/27 14:58
  近日,中国水产科学研究院东海水产研究所渔业遥感信息技术团队成功研制的卫星海洋电子鱼探浮标,入选“中国水产科学研究院2018年度十大科技创新亮点”,并开始规模试产。该项目为国家科技支撑计划项目,它的研制成功为促进我国海洋渔业的可持续发展再添动力。该团队主持的基于北斗船位数据挖掘技术项目“南海海洋渔业空间综合监测关键技术研究”,也获得2019年度中国水产科学研究院重点项目支持,为南海渔业捕捞监测提供新的分析视角。
  渔船远程监控管理成为趋势
  20世纪90年代后,随着国际渔业管理的加强,渔业活动监控和管制已成为保护海洋渔业资源的必要组成部分。当时,国际上渔船监控管理技术以GPS实时监控为主,辅以SAR遥感和光学遥感影像技术,构建了渔船监控系统。此类监控系统可以为渔船管理安全提供保障,同时为渔业科学研究提供新的数据来源。
  随着船舶信息化管理要求的提高,对于船舶设备的监控也提出了更高的要求,传统的方式已经远远不能满足信息化管理的要求,发展船舶远程监控管理系统成为趋势。“船舶远程监控管理系统数据的挖掘技术,可广泛应用于渔船状态识别、渔民行为分析、捕捞追溯等,具有覆盖广、可靠性高、实时性强、可全天候工作等特点,在强化渔业管理、保障渔船航行作业安全、履行相关国际义务等方面具有重要作用。”中国水产科学研究院东海水产研究所研究人员张胜茂表示。
  2012年,欧盟要求长度大于12米的渔船强制安装船舶远程监控管理系统,美国、澳大利亚、新西兰等渔业国家相继应用该管理系统,许多发展中国家与地区也建立了类似的监控系统。
  我国相继出台了《HYT 143-2011小型海洋环境监测浮标》和《HYT 142-2011大型海洋环境监测浮标》等行业标准,完善船舶远程监控管理体系,不断与国际接轨。其中,建设北斗卫星导航系统作为一项国家战略,对于保障国家安全、促进经济社会的发展具有十分重大意义。
  中国政府高度重视北斗系统发展,将北斗系统列为科技重大专项,支撑国家创新发展战略。北斗系统参与国家“十三五”建设的方方面面,为创新型国家建设助力。
  北斗电子鱼探浮标应运而生
  船舶远程监控管理系统的发展离不开海洋浮标技术的支撑。“但是,我国现有的生态环境监测浮标,主要集中在污染和赤潮等生态灾害监测方面,生物资源量探测浮标比较少见。”张胜茂说。
  此前,国际上一种用于远洋渔业的小型漂流浮标可以进行鱼群探测。该浮标带有小型垂直声呐装置,可以探测下方的鱼群,并将探测结果发回渔船,从而掌握渔船周围的渔业资源分布,为捕捞作业提供了重要的数据参考,在远洋金枪鱼围网等生产中得到了日益广泛的应用。
  然而,由于该技术被外国企业垄断,造成国内渔业的作业成本居高不下。为此,中国水产科学研究院东海水产研究所以戴阳博士为骨干的团队经过长达6年的研究,成功研制出了卫星海洋电子鱼探浮标,为我国渔业资源调查增添了新设备,使得及时了解资源分布状况成为可能。
  “北斗海洋电子鱼探浮标为小型漂流浮标,通过北斗卫星网络提供快速、高数据量、低延迟的数据通信,”张胜茂说。电浮标配置了小型声呐、太阳能板、可充式胶体电池、温度传感器等,在渔业资源调查与监测中有广泛的应用潜力。
  据悉,该电子浮标既可系绑于浮木、漂流物上作为指示标志,也可独立漂浮,提供实时信息给作业渔船。通过电子浮标的应用,能有效地减少渔船的盲目捕捞和无效航行,减少原油消耗,达到节能降耗的目的,极大地提高我国海洋渔业捕捞的经济效益。
  该技术为我国发展北斗卫星导航系统增添了新的动力。
  据统计,当前近海捕捞机动渔船已经安装北斗渔船终端的有6万余艘,基于北斗卫星导航数据提取渔船捕捞动态信息,将为精细化的渔船管理提供参考。“预计2020年北斗导航系统可实现全球覆盖,北斗终端的海上应用将会普及,北斗在海洋领域的应用也将不断推广,有效促进北斗信息服务市场拓展。”张胜茂说。
  北斗产业化助力渔业管理
  近年来,南海渔业资源总渔获量大幅度降低,传统优质渔获比重下降。可持续利用和保护南海渔业资源,对于我国渔业发展具有重要的意义。
  据悉,南海有我国二十多个传统渔场,半数位于水深较浅的大陆架上,其海底沉积物松散,易受捕捞网具破坏,自我修复能力差。此外,南海区域捕捞产量占全国近海海洋捕捞的41%,高强度的海洋捕捞会进一步破坏生态资源,影响渔业可持续发展。
  为促进海洋环境可持续发展,我国自1987年开始实行渔船总量“双控”。同时,进一步深化捕捞渔船精细化管理,积极开展渔场网格化管理,及时了解资源状况。
  为此,北斗终端得到了广泛应用。北斗终端可以记录渔船的位置、航速、航向等信息,很好的掌握捕捞渔船行为,评估对海洋生态系统的影响,有效辅助南海渔船精细化限额管理。截至目前,海南渔船已安装北斗终端1.2万个。
  同时,推进北斗产业化应用,也是当前我国渔业生态养护和转方式调结构的需要。
  十三五是全面建成小康社会的决胜阶段,也是大力推进渔业供给侧结构性改革,加快渔业转方式调结构,促进渔业转型升级的关键时期,海洋渔业资源将全面实施总量管理制度,逐步压减近海捕捞强度,海洋捕捞机动渔船数量、功率分别压减2万艘、150万千瓦,捕捞产量将控制在1000万吨以内,并将新建国家级海洋牧场示范区80个。
  “基于北斗的海洋电子鱼探浮标,可对海洋牧场、作业渔场等进行长时间连续监测,及时掌握监测水域资源状况,有效辅助渔业资源养护管理。”张胜茂说,同时,基于北斗卫星的船位数据挖掘技术可以获取渔船航次、状态、网次等信息,能有效评估渔船捕捞强度,有助于全面实施总量管理制度。