論文：基于北斗船位數(shù)據(jù)的漁具分析方法淺析

        基于北斗船位數(shù)據(jù)的漁具分析方法淺析

張勝茂　鄭巧玲　朱文斌

摘要：漁業(yè)捕撈過(guò)程中漁具是的重要的生產(chǎn)資料，研究漁具的組成、分布和來(lái)源對(duì)海洋漁業(yè)管理具有重要意義。船位監(jiān)控系統(tǒng)能夠記錄漁船的船名、位置、航速、航向和軌跡等信息，數(shù)據(jù)的時(shí)空精度高、實(shí)效性強(qiáng)。本文利用北斗船位數(shù)據(jù)以寧波市北侖、奉化、寧海、象山和鄞州的漁船為例研究拖網(wǎng)、圍網(wǎng)和刺網(wǎng)的組成、分布和來(lái)源情況，同時(shí)提出一種關(guān)聯(lián)北斗船位、漁船、漁具、漁場(chǎng)和行政區(qū)劃的方法。突破以往僅對(duì)漁具進(jìn)行數(shù)量上統(tǒng)計(jì)分析的局限，從空間角度研究其動(dòng)態(tài)變化特征。

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星；漁船監(jiān)控系統(tǒng)；漁具；漁場(chǎng) ；關(guān)聯(lián)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：S975 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）20-0248-04

隨著人類(lèi)對(duì)海洋環(huán)境和資源的不斷破壞和開(kāi)發(fā)，保護(hù)生物多樣性和海底完整性受到世界各國(guó)的關(guān)注，同時(shí)也增加了對(duì)海洋空間規(guī)劃和管理的興趣。海洋漁業(yè)捕撈因?yàn)槠渥鳂I(yè)方式的頻繁性和破壞性被認(rèn)為可能是對(duì)海底影響最大的人類(lèi)活動(dòng)[1， 2]。面對(duì)不斷減少的漁業(yè)資源量，葡萄牙于1988年最先使用了船位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Vessel Monitoring System VMS） 輔助海洋漁業(yè)管理，主要用于記錄漁船作業(yè)軌跡，保證捕撈活動(dòng)的合法性[3]。如今衛(wèi)星船位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已廣泛存在于世界范圍內(nèi)的海洋漁業(yè)捕撈漁船中[4]，記錄漁船的船名、位置、航速、航向和軌跡信息。因其數(shù)據(jù)的實(shí)效性、精確性以及可重復(fù)利用性等優(yōu)點(diǎn)[5]，對(duì)此數(shù)據(jù)的挖掘分析也越來(lái)越多，如漁場(chǎng)范圍的動(dòng)態(tài)變化[6]、捕撈努力量和副漁獲物的空間分布[7， 8]、漁船捕撈狀態(tài)、水產(chǎn)品溯源及預(yù)報(bào)等[9]。漁具作為漁船捕撈作業(yè)的主要工具其相關(guān)信息可從捕撈許可證、漁具調(diào)查、漁撈日志中獲取，研究漁具類(lèi)型的組成和分布對(duì)于漁業(yè)資源評(píng)估和管理具有重要意義[10]。以往對(duì)漁具數(shù)據(jù)的分析僅是靜態(tài)的統(tǒng)計(jì)和處理，未能體現(xiàn)其空間動(dòng)態(tài)性特征，通過(guò)漁船信息將漁具數(shù)據(jù)與船位數(shù)據(jù)結(jié)合，即可顯示漁具數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性，以便從空間角度對(duì)其分析和研究。本文對(duì)北斗船位數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，結(jié)合漁船信息，行政區(qū)劃和漁場(chǎng)信息，以寧波市的北侖、奉化、寧海、象山和鄞州5區(qū)縣漁船為例，研究漁具的組成、分布、來(lái)源及其與漁場(chǎng)的關(guān)系，意在提出一種關(guān)聯(lián)北斗數(shù)據(jù)、漁船信息、漁具、漁場(chǎng)和行政區(qū)劃的方法，以期能為漁業(yè)管理提供新的參考。

1材料與方法

近海漁船作業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，漁具是的重要的生產(chǎn)資料。根據(jù)《漁業(yè)捕撈許可管理規(guī)定》，海洋捕撈作業(yè)類(lèi)型分為刺網(wǎng)、圍網(wǎng)、拖網(wǎng)、張網(wǎng)、釣具、耙刺、籠壺、陷阱及雜漁具等共9種，其中刺網(wǎng)、拖網(wǎng)、圍網(wǎng)所占比例最大[11]。本文選取刺網(wǎng)、拖網(wǎng)、圍網(wǎng)為主要研究對(duì)象，利用北斗船位數(shù)據(jù)、漁船信息、漁具、漁場(chǎng)和行政區(qū)劃相關(guān)聯(lián)的方法，對(duì)漁具的組成、分布、來(lái)源進(jìn)行空間挖掘分析。

1.1數(shù)據(jù)來(lái)源

漁船信息來(lái)源于華東部分省市海洋局公布的相關(guān)資料，北斗船位數(shù)據(jù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)北斗數(shù)據(jù)）由某北斗民用代理服務(wù)商提供，數(shù)據(jù)主要包括漁船的北斗卡號(hào)、經(jīng)緯度、航速、航向、發(fā)報(bào)時(shí)間。記錄船位經(jīng)緯度的時(shí)間分辨率為3分鐘，空間分辨率約為10米。

截至2013年底獲取的裝有北斗終端的漁船約1萬(wàn)艘，由船名實(shí)現(xiàn)漁船信息與北斗數(shù)據(jù)的匹配，確定了3273條漁船的類(lèi)型，其中數(shù)量較多的是拖網(wǎng)和刺網(wǎng)。寧波市5區(qū)縣裝有北斗終端系統(tǒng)的漁船數(shù)如表1所示：

1.2 數(shù)據(jù)間關(guān)系

數(shù)據(jù)主要包括北斗數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃、漁船、漁具和漁場(chǎng)信息，彼此間通過(guò)關(guān)鍵字段關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)分為兩種類(lèi)型，漁船信息、漁具信息和行政區(qū)劃為關(guān)系型數(shù)據(jù)，北斗數(shù)據(jù)、漁場(chǎng)信息為空間數(shù)據(jù)。漁具信息記錄了漁具的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)以及船名等，漁船信息包含船名、船籍、北斗卡號(hào)、功率等，漁具信息與漁船信息通過(guò)船名進(jìn)行關(guān)聯(lián)。行政區(qū)劃包含省、市、縣區(qū)劃信息及其所管理的船籍，行政區(qū)劃與漁船信息通過(guò)船籍關(guān)聯(lián)。漁場(chǎng)信息包含漁場(chǎng)、漁區(qū)、小漁區(qū)，北斗數(shù)據(jù)通過(guò)經(jīng)緯度與漁場(chǎng)關(guān)聯(lián)，通過(guò)北斗卡號(hào)與漁船關(guān)聯(lián)。通過(guò)關(guān)鍵字船名、船籍、北斗卡號(hào)及經(jīng)緯度實(shí)現(xiàn)了北斗數(shù)據(jù)、漁船、漁具、漁場(chǎng)和行政區(qū)劃之間的關(guān)聯(lián)，增加了數(shù)據(jù)分析的空間性和動(dòng)態(tài)性。

1.3 格網(wǎng)劃分

近海海域選用53個(gè)傳統(tǒng)漁場(chǎng)的界限范圍作為參考，其次以30′×30′的經(jīng)緯度范圍為一個(gè)漁區(qū)單元形成漁區(qū)格網(wǎng)，并對(duì)漁區(qū)格網(wǎng)進(jìn)行編號(hào)，每格網(wǎng)再按10′×10′的經(jīng)緯度劃分小漁區(qū)。根據(jù)漁場(chǎng)、漁區(qū)和小漁區(qū)統(tǒng)計(jì)漁具數(shù)量、組成和來(lái)源。

2 數(shù)據(jù)處理

北斗漁船終端系統(tǒng)每3分鐘記錄一次船位，5次記錄形成一個(gè)數(shù)據(jù)包，15分鐘打包發(fā)送一次，每15分鐘基本可以接收到全部漁船的船位信息。據(jù)此選擇2013-10-10 10：00：00到2013-10-10 10：15：00時(shí)間段內(nèi)浙江省寧波市北侖、奉化、寧海、象山、鄞州的北斗船位數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)15分鐘內(nèi)所記錄的拖網(wǎng)、圍網(wǎng)和刺網(wǎng)漁船的信息。

2.1 漁具分布

由數(shù)據(jù)特點(diǎn)確定研究范圍為121°E-126.5°E，27°N-33.5°N，15分鐘記錄的船位數(shù)據(jù)中，拖網(wǎng)船1586艘，圍網(wǎng)船40艘，刺網(wǎng)船33艘。由北斗卡號(hào)、船名、經(jīng)緯度三個(gè)關(guān)鍵字確定漁具信息，得到拖網(wǎng)、圍網(wǎng)和刺網(wǎng)的整體分布如圖2（a），圖中單個(gè)小網(wǎng)格是10′×10′的小漁區(qū)，小漁區(qū)中顯示的數(shù)值是三種漁具數(shù)目在該范圍內(nèi)的累加值。黃色線(xiàn)條為傳統(tǒng)漁場(chǎng)。圖（b）（c）（d）分別是拖網(wǎng)、刺網(wǎng)和圍網(wǎng)的分布情況。

（a）三種漁具整體分布

（b）拖網(wǎng)分布

（c） 刺網(wǎng)分布

（d） 圍網(wǎng)分布

2.2 漁具組成

圖2（a）表明在10′×10′小漁區(qū)范圍內(nèi)可能包含拖網(wǎng)、圍網(wǎng)和刺網(wǎng)，也可能只包含任意2種或者一種，進(jìn)一步分析得到小魚(yú)區(qū)內(nèi)拖網(wǎng)、圍網(wǎng)和刺網(wǎng)的組成情況，如圖3。

2.3 漁具來(lái)源

一條漁船對(duì)應(yīng)一種漁具，研究漁船的船籍來(lái)源即可獲取漁具的來(lái)源信息。通過(guò)船名、北斗卡號(hào)、經(jīng)緯度和船籍四個(gè)關(guān)鍵字將北斗數(shù)據(jù)、漁船、漁場(chǎng)、行政區(qū)劃和漁具信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可掌握各漁場(chǎng)中漁具的來(lái)源信息，如圖4。

3 分析與討論

從圖2（a）可看出寧波5區(qū)縣的漁船主要分布在長(zhǎng)江口、江外、舟山、舟外和魚(yú)山漁場(chǎng)，此外還有少量分布在大沙、魚(yú)外和溫臺(tái)漁場(chǎng)。拖網(wǎng)漁船數(shù)量居多，主要集中在舟山、魚(yú)山、舟外和長(zhǎng)江口漁場(chǎng)，其中舟山漁場(chǎng)和魚(yú)山漁場(chǎng)10′×10′的小漁區(qū)范圍內(nèi)拖網(wǎng)數(shù)最高分別達(dá)到80和53，表明兩漁場(chǎng)中拖網(wǎng)作業(yè)的中心位置為圖中紅色格網(wǎng)的小魚(yú)區(qū)。刺網(wǎng)漁船主要在舟山漁場(chǎng)和魚(yú)山漁場(chǎng)進(jìn)行捕撈作業(yè)，位置較為分散，10′×10′的小漁區(qū)范圍內(nèi)刺網(wǎng)數(shù)最大值為3，不存在較為明顯的中心捕撈位置。圍網(wǎng)漁船分布在魚(yú)山漁場(chǎng)和舟外漁場(chǎng)，10′×10′的小漁區(qū)范圍最大值為僅為5，但圍網(wǎng)漁船的整體分布趨勢(shì)表明其作業(yè)位置基本位于魚(yú)山漁場(chǎng)和舟外漁場(chǎng)的中心區(qū)域。

從圖3可以看出各漁場(chǎng)和小漁區(qū)內(nèi)拖網(wǎng)、圍網(wǎng)和刺網(wǎng)漁船的組成情況，拖網(wǎng)最多為綠色部分，其次是圍網(wǎng)，刺網(wǎng)所占比例最小。魚(yú)山、舟山和舟外漁場(chǎng)都包含拖網(wǎng)、圍網(wǎng)和刺網(wǎng)漁船，其中魚(yú)山漁場(chǎng)中三種漁船的組合度最高。

從漁具來(lái)源看，圖4表明寧波市的漁船主要來(lái)源于象山和奉化，北侖、寧海較少，鄞州沒(méi)有數(shù)據(jù)主要原因是漁船較少，15分鐘內(nèi)北斗系統(tǒng)沒(méi)有記錄相關(guān)漁船信息。進(jìn)一步分析，象山漁船主要分布在魚(yú)山、舟山和舟外漁場(chǎng)，奉化漁船主要分布在長(zhǎng)江口、江外、舟山和魚(yú)外漁場(chǎng)，北侖漁船全部分布在舟山漁場(chǎng)，寧海漁船分布在魚(yú)山和大沙漁場(chǎng)。由于漁具與漁船相對(duì)應(yīng)，可知拖網(wǎng)主要來(lái)源于象山和奉化。此外，由寧波市行政區(qū)劃可知象山主要位于舟山和魚(yú)山漁場(chǎng)的分界處，漁船上下出行便利，象山漁船占據(jù)了整個(gè)魚(yú)山漁場(chǎng)和部分舟山漁場(chǎng)；奉化漁船出?？谡龑?duì)舟山漁場(chǎng)，主要分布在舟山、長(zhǎng)江口及相關(guān)的外圍漁場(chǎng)?？梢钥闯鰸O船分布與漁場(chǎng)位置和行政規(guī)劃存在一定的空間相關(guān)性。

綜上所述，通過(guò)關(guān)鍵字船名、船籍、北斗卡號(hào)及經(jīng)緯度對(duì)漁具信息、漁船信息、北斗數(shù)據(jù)、漁場(chǎng)信息和行政區(qū)劃進(jìn)行關(guān)聯(lián)的方法是可行的。關(guān)聯(lián)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)各漁場(chǎng)漁具分布、組成和來(lái)源的分析，確定了各類(lèi)網(wǎng)具漁船的作業(yè)中心位置及分布密度，最后分析了漁船分布與漁場(chǎng)、行政區(qū)劃之間的空間相關(guān)性?；诒倍反粩?shù)據(jù)、漁船信息、漁場(chǎng)信息和行政區(qū)劃的研究方法不僅能夠分析漁船、漁具的分布、組成和來(lái)源，還可以結(jié)合漁業(yè)市場(chǎng)供求關(guān)系提供魚(yú)類(lèi)產(chǎn)品的溯源和預(yù)報(bào)，為水產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展提供新的管理方式。

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