基于深度卷积神经网络的海洋牧场岩礁性生物图像分类     

孙东洋  刘辉  张纪红  孙利元  王清  赵建民 《海洋与湖沼》2021,52(5):1160-1169

水下视频可直观记录和反映海洋牧场生物资源的现状和变动,目前亟待开展基于图像的海洋牧场生物识别分类方法研究,以充分发挥图像处理技术在海洋牧场生物群落监测领域的应用潜力。利用采集自我国北方烟威地区包含鱼礁、藻床和泥沙三种图像背景的水下视频,开展了图像增强、图像分类数据集的建立和3种分类模型的应用。对比了基于绿通道的色彩补偿和限制对比度的自适应直方图均衡等方法在海洋牧场水下图像增强上的效果。建立了北方海洋牧场常见岩礁生物图像分类数据集,包括花鲈(Lateolabraxjaponicus)、(Lizahaematocheilus)、许氏平鲉(Sebastes schlegelii)等鱼类11种、棘皮类3种和蟹类1种,共23 211张图像。基于飞桨深度学习框架和PaddleX全流程开发工具,选择AlexNet、MobileNetV3和ResNet50三种图像分类卷积神经网络进行迁移学习,并分别验证了其在含噪音水下图像上的鲁棒性。结果表明,三种模型在测试集的类准确率分别达到96.64%、94.75%和99.23%,其中ResNet50模型在含有高斯噪音的图像集验证具有更好的鲁棒性。综之,基于深度学习的计算机视觉技术在我国海洋牧场生物群落监测中具有较大应用潜力,可为我国海洋牧场监测和管理提供新的思路和方法。  相似文献   

The morphodynamic responses to deposition-promoting projects in island and reef coasts of the Zhoushan Archipelago,China     

Qingzhi Hou  Zhili Wang  Yongjun Lu  Siping Mo 《国际泥沙研究》2017,32(3)

China's island and reef coasts are mainly distributed along the coasts of Zhejiang and Fujian provinces. These areas have favorable deep-water conditions and great development potential. The Zhoushan Archipelago is a typical island and reef coast. In the midst of the islands, there are many tidal channels with high water depth and high current velocity. Daishan Island is located on the northern part of the Zhoushan Archipelago. The sea north of Daishan Island can be characterized as having great water depth (generally between 10 and 20 m), high current velocity (the maximum measured value is about 2 m/s), and hyperconcentrated suspended sediment (annual average concentration under normal weather conditions is about 0.6 kg/m3). Sediment transport is influenced by the co-action of waves and currents. Land reclamation can ease the contradiction between the desire for development and the land resource shortage on island and reef coasts. Land reclamation generally starts from deposition-promoting projects on island and reef coasts with hyperconcentration of suspended sediment with the aim of reducing the reclamation cost. Based on the morphodynamic characteristics of the sea area near north of Daishan Island, a two-dimensional mathematical model was developed to analyze the co-action of current and waves and the model was verified for spring as well as neap tides in 2007 and 2012. The simulated values of tidal stages, tidal current velocities, tidal current directions, and suspended sediment concentration at 15 stations in 2007 and 9 stations in 2012 were in good agreement with the in-situ measured values. Furthermore, the simulated magnitude and pattern of erosion and sedimentation agreed well with the observations. This model was used to evaluate the effects of a proposed siltation scheme on the hydrodynamic environment and morphological change of the study area. The results of this study can inform the protection, development, and utilization of shoal-channels on island and reef coasts, as well provide a scientific basis for comprehensive maritime protection and development.  相似文献   

On the small-scale fractal geometrical structure of a living coral reef barrier     

Damien Sous  Frédéric Bouchette  Erik Doerflinger  Samuel Meulé  Raphael Certain  Gwladys Toulemonde  Benjamin Dubarbier  Bernard Salvat 《地球表面变化过程与地形》2020,45(12):3042-3054

The topographical complexity of coral reefs is of primary importance for a number of hydrodynamical and ecological processes. The present study is based on a series of high-resolution seabottom elevation measurements along the Maupiti Barrier Reef, French Polynesia. Several statistical metrics and spectral analysis are used to characterize the spatial evolution of the coral geometrical structure from the reef crest to the backreef. A consistent fractal-like power law exists in the spectral density of bottom elevation for length scales between 0.1 and 7 m, while at larger scale, the reef structure shows a different pattern. Such a fine characterization of the reef geometrical structure provides key elements to reconstruct the reef history, to improve the representation of reef roughness in hydrodynamical models and to monitor the evolution of coral reef systems in the context of global change. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

渤海湾西北岸中全新世埋藏牡蛎礁的硅藻记录及古环境意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

李冬玲  范昌福  黄玥  蒋辉  王宏  商志文 《海洋通报》2009,28(3)

通过对渤海湾西北岸大吴庄牡蛎礁壳体内部的泥质填充物中硅藻组合的研究,试图探讨该区沉积硅藻组合变化指示的礁体古气候环境变化.分析结果表明,在 7 200～5 600 cal. a BP 整个礁体建造期间,沿岸种 Cyclotella stylorum 是含量最丰富的硅藻种类,其与海水种 Thalassionema nitzschioides 的含量变化指示了礁体生长区河流径流与海水相互作用的强弱波动,主要包括三个阶段:7 200～6 500 cal. a BP,礁体建造初期,礁体受海水影响显著;6 500～5 720 cal. a BP,礁体建造中期,礁体生长区的盐度降低,海水作用减弱,淡水作用增强;5 720～5 600 cal.a BP,礁体建造结束期,礁体生长区的盐度显著降低,礁体受海水影响进一步减弱.  相似文献   

近50年来三亚鹿回头岸礁活珊瑚覆盖率的动态变化   总被引：4，自引：0，他引：4       下载免费PDF全文

赵美霞  余克服  张乔民  施祺 《海洋与湖沼》2010,41(3):440-447

对三亚鹿回头珊瑚岸礁5条断面进行实地潜水调查并室内判读海底录像,得到该岸段2005年和2006年的礁坡活珊瑚覆盖率分别为14.79%和12.16%。与历史资料(1960年、1978年、1983年和1990年测值分别为80%—90%、60%、60%和35%,1998年约为41.5%,2002年为23.4%,2004年为20%)对比分析显示,近50年来该岸段活珊瑚覆盖率显著下降,珊瑚礁总体呈衰退趋势。研究表明,人类活动是造成三亚鹿回头珊瑚礁衰退并影响将来发展的重要因素:过度和破坏性捕捞以及大规模采挖礁块等活动直接导致了该岸段珊瑚礁在七八十年代出现的巨大衰退;海上珍珠贝、麒麟菜等养殖活动是造成近期破坏的主要原因;正在影响该岸段珊瑚礁覆盖率仍持续下降的主要原因是沿岸对虾或鲍育苗养殖;三亚河和近海工程建设、航运活动带来的泥沙和污染物以及正向鹿回头扩展的潜水旅游活动已成为不可忽视的威胁。所以,保护该岸段珊瑚礁,需要在了解该岸礁活珊瑚覆盖率动态变化的基础上认清保护管理的紧迫性,并针对不同区域珊瑚群落的具体特征和影响因素制定合理、有效的管理措施。  相似文献   

卡罗琳M4平顶海山区地貌特征与地质过程研究          下载免费PDF全文

刘喆昊  张建兴  王冰  刘玉斌  杜梦迪  栾振东 《海洋与湖沼》2023,54(2):351-361

卡罗琳M4平顶海山位于卡罗琳海脊与马里亚纳海沟交界处,对其地貌与地质过程的研究有利于深入理解地球动力及环境背景与该地区海山演化的关系。基于“科学”号实测的全覆盖多波束水深数据与“发现”号遥控无人潜水器(remote operated vehicle, ROV)多次下潜获取的近海底影像资料,描述了卡罗琳M4平顶海山及附近区域的地形地貌特征,并对影响海山演化的主要地质过程进行了分析。线性喷发中心等火山地貌指示了研究区内沿线性喷口的裂隙式喷发活动。“C”字型的弯曲形态与陡崖说明山顶平台边缘经历过多次崩塌与破坏,滑坡痕与沉积块体/碎屑组成了块体搬运体系,并在中下段斜坡转变为浊流形成冲沟与水道。M4海山顶部还发育有较为完整的残留环礁地貌,其被淹没的机制可能是由于上升流输入的丰富营养物质影响了底栖环境的光照,从而抑制了珊瑚生长。  相似文献   

沉积物对珊瑚礁及礁区生物的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

牛文涛  徐宪忠  林荣澄  黄丁勇 《海洋通报》2010,29(1)

海水中日益增多的悬浮物和泥沙沉降是导致珊瑚礁严重衰退的原因之一。沉积物覆盖在珊瑚礁生物表面,影响其呼吸作用,而海水浊度的增加会减少光合作用的可利用光。过多的沉积物改变了礁区的物理以及生物过程,从而对珊瑚礁生态系的结构和功能产生不利影响。为了有效评估珊瑚礁的变化趋势,如优势种丰度以及空间分布的变化等,应用标准的监测方法进行长期监测对于掌握这一复杂生态系统的变化是非常关键的。综述了沉积物对珊瑚生长率、生长形态、代谢和繁殖与补充以及礁区生物的影响,并指出未来的研究方向,以期为珊瑚礁的保护提供参考。  相似文献   

连云港海洋牧场综合管理可视化系统的设计与实现     

郭娜  许祝华  李妍 《江苏地质》2020,44(3):295-301

基于江苏连云港海洋牧场建设管理业务需求，系统收集、整合连云港海洋牧场综合信息资料，综合运用GIS技术、三维可视化技术及数据库搭建技术，建立连云港海洋牧场综合管理数据库，设计了可视化系统的总体架构，实现了海洋牧场综合信息“一张图”管理、人工鱼礁投放全流程管理、地形地貌三维展示等功能，为相关管理工作提供技术支撑平台。  相似文献   

江苏南部海岸牡蛎礁演化的几何模型   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈蕴真  高抒 《海洋与湖沼》2010,41(1):1-11

牡蛎礁是具有重要生态功能的海岸带生境,并且记录了丰富的环境演化信息。根据碳酸盐沉积层序模拟的方法,提出了一个牡蛎礁演化模型,由海平面波动过程、碎屑沉积物顶面高程、牡蛎礁垂直生长率、牡蛎礁顶部高程等四个模块所构成。垂向生长率函数的输入参数通过牡蛎礁沉积环境分析和古今地貌对比方法而确定。应用该模型探讨了江苏海岸小庙洪牡蛎礁的定殖、生长和最终被埋藏的演化历程。模拟结果显示,牡蛎礁顶部水深和河口湾环境参数是牡蛎礁演化的两大限制因素,小庙洪牡蛎礁的最大垂向生长率约为12mm/a,礁体发育初期以垂向增生为主,大约910年前礁体出露于平均低潮面后,转向以侧向扩张为主。该礁体的出露规模在330年前达到最大,目前牡蛎礁的生长几乎停滞,并将在250年后被埋藏,其时牡蛎礁的最大可能厚度达12m。牡蛎礁演化模型显示牡蛎礁建造过程具有复杂性,是海平面变化、地面沉降速率、碎屑沉积速率、盐度、悬沙浓度等诸多因素共同作用的结果。牡蛎礁顶板应看成是低于当时海平面的标志,并不代表海平面高度。  相似文献