在海洋漁業(yè)資源可持續(xù)利用和海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)日益受到重視的背景下，水下探測技術(shù)作為認(rèn)知海洋生物資源分布、評(píng)估漁業(yè)資源儲(chǔ)量的核心手段，面臨著探測海域廣闊、目標(biāo)生物種類繁多、行為復(fù)雜多變以及漁業(yè)作業(yè)環(huán)境惡劣等多重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)漁探手段往往受限于探測范圍有限、目標(biāo)識(shí)別能力不足、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳困難以及難以適應(yīng)不同作業(yè)水深等問題，難以滿足現(xiàn)代海洋漁業(yè)對(duì)高精度、大范圍、實(shí)時(shí)化資源探測的迫切需求。針對(duì)這一領(lǐng)域，我們打造了一套基于先進(jìn)聲吶技術(shù)與智能載具協(xié)同的水下探測綜合解決方案，通過構(gòu)建“精準(zhǔn)探測-智能識(shí)別-實(shí)時(shí)傳輸-數(shù)據(jù)分析”的技術(shù)體系，為海洋漁業(yè)資源調(diào)查、漁場快速定位、精準(zhǔn)捕撈作業(yè)及漁業(yè)資源管理提供全方位技術(shù)支撐。
在探測層面，方案融合了多種探測平臺(tái)與探測手段的協(xié)同作業(yè)能力，一方面利用船載高分辨率漁探儀對(duì)目標(biāo)水域進(jìn)行垂直剖面和水平扇區(qū)的實(shí)時(shí)掃描，清晰揭示魚群分布層次、個(gè)體大小、密度及游動(dòng)方向；另一方面針對(duì)深遠(yuǎn)海和大范圍漁場快速搜索需求，配備搭載多波束漁探聲吶的AUV和水面無人艇，進(jìn)行自主巡航式魚群探測，獲取大范圍三維魚群分布圖和海底地形數(shù)據(jù)，為漁場快速定位提供精準(zhǔn)指引。在識(shí)別與傳輸層面，方案集成先進(jìn)的聲吶圖像智能識(shí)別技術(shù)，通過深度學(xué)習(xí)算法對(duì)魚群回波信號(hào)進(jìn)行特征提取和分類識(shí)別，有效區(qū)分不同魚種、濾除海底雜波和環(huán)境干擾，同時(shí)實(shí)時(shí)估算魚群數(shù)量和生物量；所有探測數(shù)據(jù)通過高速通信鏈路實(shí)時(shí)回傳至漁船駕駛室或岸基漁業(yè)管理中心，使?jié)O業(yè)作業(yè)人員能夠?qū)崟r(shí)掌握水下魚群動(dòng)態(tài)，根據(jù)探測結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整航行路線和捕撈策略。在數(shù)據(jù)分析層面，系統(tǒng)對(duì)歷史探測數(shù)據(jù)進(jìn)行積累和挖掘，建立目標(biāo)漁場魚群時(shí)空分布模型，預(yù)測魚群洄游規(guī)律和漁場形成機(jī)制，為漁業(yè)資源可持續(xù)利用和科學(xué)管理提供決策依據(jù)。這一方案可廣泛應(yīng)用于近海漁業(yè)資源調(diào)查與評(píng)估，通過系統(tǒng)性的聲學(xué)走航調(diào)查，獲取漁業(yè)資源種類組成、數(shù)量分布及生物量估算數(shù)據(jù)，支撐漁業(yè)資源養(yǎng)護(hù)和捕撈配額管理；在遠(yuǎn)洋漁船精準(zhǔn)捕撈作業(yè)中，利用船載漁探儀和拖網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握網(wǎng)口魚群進(jìn)入情況和網(wǎng)具狀態(tài)，指導(dǎo)拖網(wǎng)操作優(yōu)化，提升捕撈效率和降低兼捕；在養(yǎng)殖水域水下監(jiān)測領(lǐng)域，利用定點(diǎn)布設(shè)的小型漁探儀實(shí)時(shí)監(jiān)測養(yǎng)殖魚類活動(dòng)狀態(tài)、攝食行為及生長情況，支撐精準(zhǔn)投喂和健康管理；在海洋牧場資源評(píng)估中，利用AUV搭載漁探聲吶對(duì)人工魚礁區(qū)和增殖放流區(qū)進(jìn)行周期性資源調(diào)查，評(píng)估增殖效果和牧場建設(shè)成效。
整體方案的核心優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)了高精度聲吶探測與智能分析決策的深度融合，打通了從水下魚群發(fā)現(xiàn)到捕撈作業(yè)優(yōu)化的完整技術(shù)鏈條，確保漁業(yè)資源信息能夠高效、準(zhǔn)確地服務(wù)于漁業(yè)生產(chǎn)和資源管理，同時(shí)通過船載、載具搭載等多種平臺(tái)選擇，兼顧不同作業(yè)場景和作業(yè)水深的需求，所有探測設(shè)備均采用漁業(yè)專用優(yōu)化設(shè)計(jì)和耐海水腐蝕防護(hù)，保障系統(tǒng)在惡劣海況下的長期可靠運(yùn)行，并可根據(jù)不同目標(biāo)魚種、不同作業(yè)方式和不同研究目的進(jìn)行深度定制，真正為現(xiàn)代海洋漁業(yè)的高效生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)支撐。
水下探測應(yīng)用方案
針對(duì)遠(yuǎn)洋漁業(yè)對(duì)大洋性魚類資源分布調(diào)查和資源量評(píng)估的需求，提供基于高分辨率漁探儀與AUV協(xié)同的探測服務(wù)。AUV搭載多頻率漁探儀，在大洋海域進(jìn)行走航式水體掃描，實(shí)時(shí)獲取不同水層的魚群分布、密度及個(gè)體大小信息，清晰揭示金槍魚、魷魚及中上層魚類資源的空間分布特征和洄游規(guī)律。探測數(shù)據(jù)通過光纖實(shí)時(shí)回傳至漁船或岸基分析中心，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和海洋環(huán)境參數(shù)，建立資源量評(píng)估模型，支撐捕撈作業(yè)方案優(yōu)化和漁業(yè)配額管理。
針對(duì)近海漁場捕撈作業(yè)中對(duì)魚群精準(zhǔn)定位、提高捕撈效率的需求，提供船載高功率漁探儀與水面無人艇協(xié)同探測服務(wù)。主漁船搭載大功率多波束漁探儀，對(duì)目標(biāo)漁場進(jìn)行大范圍掃描探測，初步圈定魚群富集區(qū)域；同步釋放搭載高頻漁探儀的無人艇，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行加密探測，精準(zhǔn)定位魚群中心位置、集群深度及游動(dòng)方向。探測信息實(shí)時(shí)共享至漁船導(dǎo)航系統(tǒng)，指導(dǎo)精準(zhǔn)下網(wǎng)和拖網(wǎng)作業(yè)，大幅提升捕撈效率和漁獲質(zhì)量。
針對(duì)深海生態(tài)系統(tǒng)研究和深海漁業(yè)資源開發(fā)對(duì)深海魚類棲息地認(rèn)知的需求，提供深水AUV搭載高頻漁探儀的精細(xì)調(diào)查服務(wù)。深水AUV在數(shù)百至數(shù)千米水深海域沿設(shè)定剖面進(jìn)行下潛上浮測量，獲取不同水深層的魚群分布與環(huán)境因子關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，清晰揭示深海魚類的垂直分布規(guī)律、棲息地選擇偏好及晝夜遷移特征。調(diào)查成果支撐深海生態(tài)保護(hù)、深海漁業(yè)資源評(píng)估及深海漁場開發(fā)。
針對(duì)底棲魚類如比目魚、鱈魚及鲆鰈類資源調(diào)查需求，提供側(cè)掃聲吶與漁探儀融合探測服務(wù)。側(cè)掃聲吶獲取高分辨率海底底質(zhì)圖像，清晰識(shí)別沙泥底質(zhì)、巖礁及珊瑚等不同底質(zhì)類型；同步漁探儀探測近底層的魚群分布，分析不同底質(zhì)類型與底棲魚類資源分布的相關(guān)性。探測成果指導(dǎo)底拖網(wǎng)作業(yè)區(qū)域選擇和漁場管理，提升底棲漁業(yè)資源開發(fā)利用效率。
針對(duì)魚群聚集、洄游及攝食行為與海洋環(huán)境因子關(guān)聯(lián)機(jī)制研究需求，提供漁探儀與環(huán)境多參數(shù)同步觀測服務(wù)。AUV或調(diào)查船搭載漁探儀與溫鹽深剖面儀、葉綠素傳感器及溶解氧傳感器，同步獲取魚群分布和水溫、鹽度、葉綠素濃度及溶解氧含量等環(huán)境數(shù)據(jù)，通過關(guān)聯(lián)分析揭示魚群分布的海洋環(huán)境驅(qū)動(dòng)機(jī)制。研究成果支撐漁業(yè)資源變動(dòng)預(yù)測、漁情預(yù)報(bào)及海洋牧場選址。
針對(duì)海洋牧場建設(shè)和運(yùn)營過程中對(duì)投放魚類的生長、分布及資源量監(jiān)測需求，提供固定式與移動(dòng)式相結(jié)合的漁探儀監(jiān)測服務(wù)。在海洋牧場關(guān)鍵區(qū)域布設(shè)固定式上視漁探儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測牧場水域的魚群資源動(dòng)態(tài)；定期利用無人艇搭載高頻漁探儀進(jìn)行全覆蓋掃描，獲取魚群數(shù)量、個(gè)體大小及空間分布的精細(xì)數(shù)據(jù)。監(jiān)測成果支撐牧場資源評(píng)估、增殖放流效果評(píng)價(jià)及捕撈管理決策。
針對(duì)漁情預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)、大范圍魚群分布數(shù)據(jù)的需求，提供漁船協(xié)同的漁探儀數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。多艘作業(yè)漁船搭載聯(lián)網(wǎng)漁探儀，在捕撈作業(yè)過程中實(shí)時(shí)上傳魚群探測數(shù)據(jù)至漁情預(yù)報(bào)中心，與衛(wèi)星遙感海溫、水色數(shù)據(jù)及數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品融合分析，生成漁場分布預(yù)報(bào)圖和最佳捕撈區(qū)域推薦。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)支撐漁情預(yù)報(bào)精度提升和漁業(yè)生產(chǎn)效益提高。
針對(duì)極地海域磷蝦、冰魚等特色漁業(yè)資源調(diào)查的特殊需求，提供耐低溫、抗冰覆蓋的漁探儀探測服務(wù)。特種AUV搭載高頻漁探儀，在冰架邊緣、冰間水道及冰下水域進(jìn)行自主航行探測，獲取冰下魚群和磷蝦的分布、密度及行為特征，清晰揭示極地漁業(yè)資源分布規(guī)律和冰下棲息環(huán)境。調(diào)查成果支撐極地漁業(yè)資源評(píng)估、國際漁業(yè)談判及極地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)研究。
針對(duì)漁探儀回波數(shù)據(jù)中魚種難以自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)難題，提供基于深度學(xué)習(xí)算法的智能處理服務(wù)。對(duì)漁探儀采集的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，利用訓(xùn)練好的魚種識(shí)別模型，自動(dòng)分析魚鰾形態(tài)、魚群分布特征及回波強(qiáng)度等特征，識(shí)別優(yōu)勢魚種如帶魚、黃魚、鮐魚等，并估算不同魚種的比例和資源量。處理結(jié)果以可視化形式呈現(xiàn)，支撐漁業(yè)資源調(diào)查和捕撈作業(yè)決策。
針對(duì)漁業(yè)資源保護(hù)區(qū)的禁漁效果評(píng)估和偷捕行為監(jiān)控需求，提供固定式漁探儀與水下監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合的長期監(jiān)測服務(wù)。在保護(hù)區(qū)內(nèi)布設(shè)固定式漁探儀和光纖水聽器，實(shí)時(shí)監(jiān)測魚群資源恢復(fù)狀況和非法捕撈活動(dòng)；定期利用無人艇進(jìn)行加密探測，獲取資源動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)。監(jiān)測成果支撐保護(hù)區(qū)管理效果評(píng)價(jià)、禁漁期政策調(diào)整及執(zhí)法監(jiān)管，為漁業(yè)資源可持續(xù)利用提供技術(shù)保障。