池塘养殖水体光谱观测系统的设计与实现

水产养殖水质状况复杂,容易突发水质变化,水体光谱数据可直接反映这些变化。设计了一套养殖水体光谱观测系统,为开展养殖水体光谱分析并评估水质状况提供数据基础和科学依据。基于高精度光学传感器、Flash存储技术、GPRS及RS485无线数据传输技术构建一套实时、自动化的光谱观测系统,用以观测养殖池塘水体特定波段光谱数据。通过对5个池塘水体样本进行连续观测,以美国ASD公司的地物光谱仪在680 nm、700 nm和769 nm三个波段位置的同步观测数据为标准值进行回归分析,并对系统性能指标进行量化分析,得到观测数据准确度达98%以上,且系统性能达标。结果表明:在针对养殖水体特定波段光谱观测方面,该系统可以代替人工光谱仪观测工作,实现远程、实时数据观测,减少繁琐的观测程序,节省人力物力,同时能够避免人工观测造成的误差。     

宽带分裂波束探鱼仪探测性能预报建模及仿真分析

宽带分裂波束探鱼仪探测性能由多种因素相互影响、共同作用,作为最关键的技术指标,直接影响该探鱼仪的实际使用。为了指导后续该类型探鱼仪的研制和使用,需要梳理不同因素对其探测性能的影响过程。采用水声学系统建模的方法,结合典型参数及海洋环境,根据主动声呐方程给出了在噪声背景下、体积混响背景下和体积混响与噪声混叠背景下有效作用距离预报模型,并分析了主要制约因素;进行了不同背景下探测性能的仿真,讨论了不同海况下频率对不同目标强度鱼探测性能的影响,对比了窄带系统和宽带系统对抗混响的能力;通过对宽带分裂波束探鱼仪探测性能的声学仿真结果明确了实际使用环境中不同参数对探测性能的影响,为远距离、高分辨率宽带分裂波束探鱼仪的研制提供了改进方向。     

拉曼光谱检测脆肉草鱼肌肉脆度

脆度是脆肉草鱼品质重要检测指标之一,过度脆化的脆肉草鱼会出现溶血、缺氧和一些器官的病变。为研发出一种检测脆肉草鱼脆度的方法,实验提出一种基于拉曼光谱技术检测脆肉草鱼脆度的方法。首先,通过对不同脆化时间的脆肉草鱼拉曼光谱进行PCA分析,结果显示,拉曼光谱能够应用于不同脆化时间脆肉草鱼脆度鉴别。肌肉总蛋白质结构中的α-螺旋随着脆化时间增加而减少,β-折叠随着脆化时间增加而增加,无规则卷曲在脆化初期变化较大,脆化后期变化不明显。其次,采用SG、SNV、MSC和Normalize这4种方法预处理拉曼光谱数据,发现Normalize的预处理效果最好,预测集RMSEP为2.33,R²P为0.73。再次,采用PLSR、SVR和BPNN方法建立脆肉草鱼脆度与拉曼光谱信息关系模型,预测集RMSEP分别为2.33、2.26和1.96,R²P分别为0.73、0.78和0.83,其中BPNN预测模型效果最好。研究表明,采用拉曼光谱技术和Normalize-BPNN建立的预测模型可以检测脆肉草鱼脆度。本研究将为脆肉草鱼脆度检测提供新的思路。     

基于近红外光谱技术的鱼肉新鲜度评价方法的建立

采用近红外光谱技术和化学计量学方法,测定鳙(Aristichthys nobilis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和草鱼(Ctenopharyngodon idellus)等3种鱼肉不同新鲜度样品的挥发性盐基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸(TBA)值、K值和pH值,并同时采集其近红外光谱,以建立基于近红外光谱技术的鱼肉新鲜度的评价方法。结果表明,3种鱼鱼肉样品的新鲜度指标测量值覆盖范围均较大,满足建模要求。根据内部交互验证标准差确定了3种鱼鱼肉新鲜度指标的光谱预处理方法,采用偏最小二乘法(PLS)分别建立了鳙、鲢、草鱼鱼肉新鲜度的近红外定量分析模型。所建模型除鳙鱼肉TVB-N和TBA值模型的预测相关系数(Rp)较小外,其他指标模型的校正相关系数(Rc)和预测相关系数(Rp)均大于0.85,具有较好的拟合度和预测能力,能为鱼肉新鲜度的评价提供一种快速、简便的检测方法。     

多波束渔用声呐作用距离预报建模及性能分析

多波束渔用声呐是海洋渔业实现高效、精准和选择性捕捞的重要工具。为了系统分析多波束渔用声呐探测性能及主要制约因素对作用距离的影响,针对圆柱形阵多波束渔用声呐,采用水声学系统仿真的方法,分别对主要为噪声和混响环境下的渔用声呐探测性能进行分析,对不同海况下噪声不同目标强度鱼群的探测性能进行比较,分析窄带系统和宽带系统降低混响的能力,并对噪声和混响混叠环境下的渔用声呐探测性能进行仿真分析;最终,从系统设计、发射方式、接收方式等多个角度提出提高渔用声呐探测性能的方法,为远距离、高分辨率多波束渔用声呐的研制提供改进的方向。     

淡水无核珍珠荧光光谱的研究↑（*）

对三角帆蚌珍珠、贝壳珍珠层及商品珍珠粉等进行了固体表面荧光测定。荧光图谱显示：在２８０ｎｍ激发波长下,３种样品都具有３４５ｎｍ和４６５ｎｍ的特征荧光峰,且３４５ｎｍ处荧光强度最大,并伴有荧光淬灭现象。这说明珍珠及其贝壳中含有色氨酸（Ｔｒｐ）。用５ｍｍｏｌ／ＬＢａ（ＯＨ）２碱法水解处理从珍珠及其贝壳中提取的壳角蛋白,测得水解液的内源荧光光谱和其中Ｔｒｐ的含量为００４％～００７％。     

近红外光谱技术在水产养殖行业的应用进展

介绍了近红外光谱分析技术(NIR)的原理与特点,综述其在水产养殖业中育种育苗、养殖水水质监测和水产苗种饲料方面的应用现状,对近红外光谱分析技术在水产养殖业应用中出现的问题进行分析,并对其应用规模预测和发展前景展望。     

基于支持向量机的新鲜与解冻许氏平鲉(Sebastes schlegeli)近红外光谱鉴别技术

本研究建立了一种近红外光谱技术,用于鉴别鱼类是否经过解冻处理。首先测定了120个样品的近红外光谱,通过主成分分析对原始光谱数据进行降维处理,再结合支持向量机建模进行分类鉴别。对所有建模样品的主成分1和2按得分值绘制得分图,进行分析聚类,并将前10个主成分的得分值作为支持向量机的输入,优化惩罚参数c和核函数参数g,对90个样本训练;用未知的30个样本进行判别验证,建立鉴别鲜、冻许氏平鲉的支持向量机分类模型,预测准确率达100%。研究表明,近红外光谱技术结合主成分分析和支持向量机可以作为一种简便、快速、准确的方法用于判断鱼类是否经过解冻处理。     

引导遥控潜水器沿养殖网箱潜行的水声仪器的试验评价

超短基线（ USBL）系统和多普勒计程仪（ DVL）系统一般都应用于水下航行器的导航与制导，就它们对通过遥控潜水器（ ROVs）对养殖网箱作检查的支持能力进行了测试。针对这一新用途及其操作要求，对来自这些系统的数据进行了详细研究。一系列实物试验表明， DVL系统有能力像探测海底一样对海水网箱做很好的探测，而USBL系统能够穿透内含产业规模生物量的网箱进行传输。一个组合了这两个仪器的导航系统有能力测报ROV相对于网箱的位置，并能恰当地记录下其航行轨迹。通过配置合适的水下航行器并结合应用USBL和DVL技术，能够实现具备可靠覆盖范围的网箱自主检查。这样的系统颇具应用于离岸水产养殖系统的潜力。     

光强和光谱对鳜摄食、生长及相关基因表达的影响

为了探讨光强和光谱对鳜(Sinioerca chautsi)行为、摄食和生长性能的影响, 对不同光强和光谱条件下养殖 8 周的鳜的摄食、生长进行观测，并检测相关基因的表达情况。对鳜摄食的影响研究发现, 光强在 10、25 和 50 lx 下时鳜的摄食比例较高, 显著高于 5、300 和 500 lx 组(P＜0.05); 不同光谱下, 在绿光条件下摄食比例最高(P＜0.05)。 光强和光谱条件对鳜生长的影响结果显示, 10 lx 的光强可以极大地改善鳜的生长, 该组中增重率、特定生长率都显著高于其他组(P＜0.05), 同时饲料系数显著降低(P＜0.05); 200 和 500 lx 条件下生长性能提升不显著(P＞0.05)。另外, 10 lx 光强下生长相关基因 igf1 在肌肉中的表达量显著高于其他组, 同时促食欲基因 npy 和 agrp 显著上调(P＜0.05), 抑食欲基因 cart 和 pomc 下调; 而在 200 和 500 lx 条件下, npy 和 agrp 表达水平与对照组相比不显著(P＞0.05), 500 lx 条件下 pomc 表达显著高于 10 和 200 lx 组(P＜0.05)。绿光组的增重率和特定生长率显著升高(P＜0.05), 观察到生长性能的改善。在红光条件下观察到了相反的结果, 增重率和特定生长率显著低于其他组(P＜0.05), 肝体比显著大于其他各组(P＜0.05)。此外, 红光和绿光组 igf1 在肝脏中的表达量显著高于蓝光组(P＜0.05)。促食欲基因 npy 表达在绿光组中显著升高(P＜0.05), agrp 在红光、绿光和蓝光组中的表达量均显著低于白光组(P＜0.05)。综上所述, 鳜更加偏好低光强和短波长的光, 并且在这种光照条件下摄食行为更加活跃且具有较好的生长性能。     

海水为什么呈蔚蓝色

<正> 光谱中蓝波最不易吸收,因而在水里渗透得也较深,蓝光与水分子相撞后很容易向各个方向散射,成为一种悬浮颗粒物。散射后部分光反射到水面,这样就使得辽阔的大海里的清澈海水看起来呈蔚蓝色的一片。     

基于Sentinel-2多光谱遥感的低盐湖泊盐度反演——以西藏错鄂湖为例

为探索遥感数据反演低盐湖盐度的能力, 以西藏错鄂湖为例, 利用 Sentinel-2 多光谱数据, 对比了可见光和近红外波段光谱反射率与水表盐度的相关性, 基于波段反射率和归一化水体指数(normalized difference water index, NDWI), 采用线性回归模型对西藏错鄂湖水表盐度进行反演研究。研究结果表明, 绿波段反射率与盐度的相关性高于其他波段, 当盐度低于 3 时, 近红外波段反射率与盐度相关性最高; 9 种变量组合的盐度反演模型中, NDWI 变量的加入能够提高模型的反演精度, 且 NDWI、近红外波段、蓝波段 3 个变量组合的线性回归模型反演盐度的精度最高, 平均绝对误差(the mean absolute error, MAE)为 0.103, 决定系数 R2 最大, 为 0.5696, 说明盐度实测值和预测值拟合结果较好。从对全湖的预测结果看, 错鄂湖的水表盐度空间分布总体呈现出岸边、河口低, 湖泊内部高且分布较为均匀的格局, 预测盐度均值约 4.14, 与实测均值 4.15 十分接近, 验证了反演方法的有效性。研究结果表明多光谱遥感数据在预测错鄂湖泊水表盐度方面具有准确度高、快速便捷的优势, 对利用多光谱遥感数据进行低盐湖泊水表盐度反演具有指导意义, 对水生生物资源保护和可持续利用具有借鉴价值。     

鱼类游泳速度分类方法的探讨

游泳速度是评价鱼类游泳能力的重要指标。本文对常用的几种鱼类游泳速度概念和分类方法进行了总结。目前,以时间长度作为分类标准可将游泳速度分为巡航游泳速度(Cruising swimming speed,T200min)、长时游泳速度(Prolonged swimming speed,200minT20s)、冲刺游泳速度(Burst swimming speed,T20s)3类。但由于时间长度的选择缺乏令人信服的依据,很多学者并未遵循这一时间界定标准进行各类试验,致使游泳速度的界定出现混乱,从而使以时间长度作为分类依据的方法失去意义。作者综合多数学者的研究方法,以鱼类的游泳状态作为依据,重新对鱼类游泳速度进行分类,并在这一分类基础上拓展引申出最大探顶游泳速度这一新概念,并对其推求方法和实际意义进行了探讨。根据新的分类方法,鱼类游泳速度主要分为5大类:最优巡航速度(Optimum swimming speed)、最大续航速度(Maximum sustained swimming speed)、临界游泳速度(Critical swimming speed)、最大探顶游泳速度(Maximum domed swimming speed)、冲刺游泳速度(Burst swimming speed)。其他游泳速度概念基本可以按照上述分类进行归并。借助最大探顶游泳速度这一概念,作者进一步探讨了其与最大续航速度、临界游泳速度3者之间的联系,认为在某种程度上这3种游泳速度作为评价鱼类游泳能力的指标具有一致性。     

循环系统中光谱对虹鳟的生长和应激反应的作用

鱼类的生长和生理可能会受光谱的影响，光谱在室内养殖设施尤其是循环系统中易于操控且成本低廉。由于有关光谱和广泛养殖的鱼之关系的资料还很少，目前的研究旨在调研有色光对密闭状态中的虹鳟（Oncorhynchusmykiss）的生长性能和应激反应的影响。鱼（145．3&#177;1．5g）在循环系统中（150lx，12L-12D）用白光（全频光谱，荧光灯），红光（605nm）和蓝光（480nm）（覆盖了适当滤光器的灯）养殖了111d。     

水产资源

021183利用鱼类集群分析及群体评估系统(SHAPES)研究沙丁鱼群体特征二Useofshoalana协15 and patehestih扭tion s,stem(SHAPES)to eharaeterize:ardine sehcols[刊,英]刁anetC// Aquat.Living Resour.一2000,13(1)一1一10 ·详细阐述了利用鱼类集群及群体评估系统(SH八尸ES)分析水声:学调查数据的方法。在南非沿岸海域进行了4‘个航次的声学积分调查,用SH产PES来探测并描述沙丁鱼鱼群特征。介绍了如何进行鱼群探测和特征描述、如何建立适用于鱼群变量的假设条件并进行修正的方法。讨论了鱼群外部形态和内部特征的测定过程,并与其…     

网箱养殖智能投饲监控系统的设计

针对浑水海域网箱养殖中的投饲量控制问题,提出了一种采用回声探测方法进行智能投饲监控的系统原理及软硬件设计。在网箱底部安装一套收发合置的回声探测声纳,监测通过网箱饲料反射的声信号能量值,将其作为反馈量来调整饲料流量,使得过剩饲料维持在预设量,以实现智能饲量控制。为简化投饲监控系统并降低成本,可采取1套回声探测系统同时监控4个网箱的设计,并将各个监控节点组成WLAN后接入公网,以实现大型网箱养殖场的远程智能投饲监控。     

近红外光谱技术在饲料常规成分分析中的应用

饲料生产企业作为我国畜牧业体系中的重要构成,对于增强畜牧业的生产能力,提升畜牧养殖质量有着极为深远的影响。为了充分发挥饲料生产企业在畜牧业中的积极作用,增强饲料品质,确保饲料中含有的营养成分能够符合实际的摄入需求。以近红外光谱技术为突破口,厘清现阶段饲料常规成分分析过程中近红外光谱技术的使用现状,在此基础上,以相关理论原则为基本框架,从多个维度出发,采取多样化的应用手段,将近红外光谱技术融入到饲料成分品控的各个环节之中。     

美研究人员发现快速检测口蹄疫病毒新方法

美国麻省理工学院一位研究人员近日称已研究发现了一种新的检测多种细菌和病毒的方法,可以利用经基因工程改造的细胞"快速准确”地检测到口蹄疫病毒. 美国麻省理工学院林肯实验室的托德@赖德说,这种方法"百分之百的准确”,只用大约30秒的时间就能探测出口蹄疫病毒所在. 据介绍,传统人造探测细菌和病毒的方法都不如免疫系统中自细胞来得灵敏和快速.正是基于这一点考虑,将白细胞与电子学结合制造出新型的"传感器”.赖德用水母体内能发光的细胞修改了B细胞,"修改后的细胞在遇到本身已经识别过的细菌或是病毒时,就会发亮”. 赖德说,目前已经拥有了多种能探测不同细菌和病毒的新型细胞,并称他们将在半年至一年的时间内,在包括曾遭受口蹄疫严重打击的英国郊区建立探测口蹄疫病毒的实地实验.     

不同LED光谱对红鳍东方鲀幼鱼生长、摄食及消化酶活性的影响

为探究不同 LED 光谱对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)幼鱼摄食、生长发育和生理活性的影响, 选取 525 尾红鳍东方鲀幼鱼养殖在海水循环水养殖系统中, 分别用 5 种不同 LED 光谱(红、黄、蓝、绿、白)照射处理 30 d, 光周期为 12 L : 12 D, 实验期间测定饵料转化效率, 实验结束时测定其存活、生长指标及消化酶活性。结果表明, 不同 LED 光谱对红鳍东方鲀幼鱼的存活、生长和摄食的影响具有显著性差异(P＜0.05)。其中绿光组红鳍东方鲀的存活率最高, 为(65.71±0.00)%; 绿光组红鳍东方鲀幼鱼体重最大, 为(29.36±3.78) g。在饵料转化效率方面, 绿光组幼鱼的饵料转换效率显著高于其他各组(P＜0.05)。在消化酶活性方面, 不同 LED 光谱处理组中红鳍东方鲀幼鱼的消化酶活性均存在显著性差异(P＜0.05), 其中绿光组的酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、己糖激酶、丙酮酸激酶活性均显著高于其他各处理组(P＜0.05); 绿光组肝脂肪酶活性较高, 显著高于蓝光与黄光组(P＜0.05); 绿光组肠脂肪酶活性显著高于红光、白光组(P＜0.05)。综上所述, 绿光对红鳍东方鲀幼鱼的生长发育具有较好的促进作用。     

海参元素的激光诱导击穿光谱特征研究

采用激光诱导击穿光谱技术(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)进行海参元素的定性分析,快速建立海参的元素谱.实验采用商业LIBS(ChemRevealTM-3764,TSI,美国)直接进行海参光谱采集.基于美国国家原子光谱标准与技术数据库,进行LIBS谱线辨识.结果显示海...