循環(huán)水養(yǎng)殖游泳型魚類精準(zhǔn)投喂研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-29 17:22
循環(huán)水養(yǎng)殖條件下如何實(shí)現(xiàn)魚類精準(zhǔn)投喂不僅是生產(chǎn)管理上的難題,亦是實(shí)現(xiàn)福利化養(yǎng)殖需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。本文以羅非魚為研究對(duì)象,從實(shí)際生產(chǎn)角度出發(fā),針對(duì)循環(huán)水養(yǎng)殖模式下的游泳型魚類精準(zhǔn)投喂的相關(guān)基礎(chǔ)理論進(jìn)行了探索。通過計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)手段分別對(duì)適用于循環(huán)水養(yǎng)殖游泳型魚類過程中的被動(dòng)式投喂、主動(dòng)式投喂以及非投喂?fàn)顟B(tài)下的光福利問題進(jìn)行了研究,其主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:1.建立了兩種適用于不同養(yǎng)殖環(huán)境的無損、經(jīng)濟(jì)且有效的精準(zhǔn)量化方法用于魚群投喂過程中的攝食活躍程度量化:1)借助于Lucas-Kanade光流和信息熵,利用魚群自身攝食行為特征對(duì)魚群整體攝食活躍程度進(jìn)行量化;2)借助于改進(jìn)動(dòng)能模型,利用由魚群攝食行為引起的水體流場(chǎng)變化特征對(duì)魚群整體攝食活躍程度進(jìn)行量化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本章所建立的兩種量化方法對(duì)于4種不同腸胃飽食指數(shù)(分別為 20.35±10、117.28±10、179.72±10、286.33±10)下的羅非魚魚群攝食活躍程度均有較好的量化效果,且性能優(yōu)于其他主流的魚群攝食活躍程度量化方法。此外,在上述研究基礎(chǔ)上提出了針對(duì)單輪多次投喂策略的投喂量決策方程;分析表...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:160 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1水產(chǎn)養(yǎng)殖VS.捕撈在魚產(chǎn)品產(chǎn)量中的份額變化??(a:全球;b:亞洲)??Fig.?1.1?Aquaculture?vs.?capture?in?the?share?change?of?fish?product??(a:?World;?b:?Asia)??l??
2025年預(yù)計(jì)將會(huì)達(dá)到57%。此外,近三十年來全球魚產(chǎn)品捕撈總量不但已趨于??飽和,甚至出現(xiàn)衰減征兆;而魚類養(yǎng)殖產(chǎn)量則增長(zhǎng)迅速,從1985年不足1000??萬t增長(zhǎng)至2014年約7500萬t?(圖1.1a),其中以亞洲地區(qū)漲勢(shì)最為明顯(圖??1.1b”1】。??__水產(chǎn)養(yǎng)殖?CZD捕撈?——水產(chǎn)蕎殖份額??100?-I?50??1985?1990?1995?2000?2005?2010?20?M??年份??(a)??80?60??丨?Liiii??1985?1990?1995?2000?2005?2010?2014??年份??(b)??圖1.1水產(chǎn)養(yǎng)殖VS.捕撈在魚產(chǎn)品產(chǎn)量中的份額變化??(a:全球;b:亞洲)??Fig.?1.1?Aquaculture?vs.?capture?in?the?share?change?of?fish?product??(a:?World;?b:?Asia)??l??
2.1.2實(shí)驗(yàn)裝置??2.1.2.1循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)??本實(shí)驗(yàn)所涉及循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(圖2.1)主要包括:養(yǎng)殖池(半徑100?cm,??池高80cm,水位高度(43?±2)?cm)、固液分離裝置、蛋白分離器、生物濾池、??紫外殺菌燈、純氧供應(yīng)裝置、照明系統(tǒng)(今臺(tái)LED)和投喂系統(tǒng)等。照明系統(tǒng)??和投喂系統(tǒng)均有PLC?(三菱FX2N)遠(yuǎn)程控制,且為保證光源的柔和性,照明燈??兩側(cè)均用柔光布覆蓋。在整個(gè)暫養(yǎng)以及實(shí)驗(yàn)過程中,養(yǎng)殖水體溶解氧(DO)保??持在(6.5±0.5)?mg/L),氨氮(TAN)在0.6mg/L以內(nèi),化學(xué)需氧量(COD)??在1.5mg/L以內(nèi);水溫、pH值和水體流量分別控制在(27±2)?°C、7.8±0.3??和(500±?10)?L/h。??-?▲-??I??5?v?—2??15?14??1.變頻投喂裝晉.;2,S丨)丨數(shù)卞攝像機(jī);3.痄飧池;4.硬盤錄(象機(jī):5.服務(wù)器;6.PLC控制箱;7丄卜:丨)光源:8.尚液分離裝宵二??9.生物濃池;】0.紫外殺菌燈;11.蛋白分離器;12.純裒供應(yīng)裝置;13.流量傳感器;14.流贛控制間;15.顯示器??圖2.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不意圖??Fig.2.1?Schematic?diagram?of?experimental?system??2.1.2.2計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)??本實(shí)驗(yàn)所涉及計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)主要包括:海康威視CCD高清攝像機(jī)??(DS-2CD6233F-SDI)和?Dell?服務(wù)器(CPU?XeonX5650,頻率?2.66?GHz,內(nèi)存??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于魚群攝食規(guī)律的投餌系統(tǒng)研究[J]. 賈成功,張學(xué)良,陳俊華,王賢成,郭俊. 機(jī)械工程師. 2017(08)
[2]基于圖像紋理特征的養(yǎng)殖魚群攝食活動(dòng)強(qiáng)度評(píng)估[J]. 陳彩文,杜永貴,周超,孫傳恒. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]循環(huán)水養(yǎng)殖游泳型魚類攝食活動(dòng)強(qiáng)度評(píng)估方法研究[J]. 趙建,朱松明,葉章穎,劉鷹,李勇,盧煥達(dá). 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]基于不同檢測(cè)方法的養(yǎng)殖魚類晝夜攝食節(jié)律研究進(jìn)展[J]. 趙建,鮑偉君,葉章穎,朱松明,劉鷹,李勇,沈明衛(wèi). 漁業(yè)現(xiàn)代化. 2016(02)
[5]基于機(jī)器視覺實(shí)時(shí)決策的智能投餌系統(tǒng)研究[J]. 喬峰,鄭堤,胡利永,魏玉艷. 工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2015(06)
[6]基于機(jī)器視覺技術(shù)的智能投餌方法研究[J]. 胡利永,魏玉艷,鄭堤,陳俊華. 熱帶海洋學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]基于光流法與特征統(tǒng)計(jì)的魚群異常行為檢測(cè)[J]. 于欣,侯曉嬌,盧煥達(dá),余心杰,范良忠,劉鷹. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]斑點(diǎn)叉尾鮰和雜交鱘幼魚晝夜攝食節(jié)律和胃腸排空時(shí)間的研究[J]. 董桂芳,楊嚴(yán)鷗,陳路,李輝,閻博,羅平遠(yuǎn),蘇波. 水生生物學(xué)報(bào). 2013(05)
[9]國(guó)內(nèi)外工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖研究進(jìn)展[J]. 王峰,雷霽霖,高淳仁,黃濱,翟介明. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué). 2013(05)
[10]羅非魚產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀及分析[J]. 王瑋,丁建樂,房金岑. 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
博士論文
[1]海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物膜生長(zhǎng)調(diào)控與水體循環(huán)優(yōu)化研究[D]. 沈加正.浙江大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于計(jì)算機(jī)視覺的魚群攝食行為分析研究[D]. 陳彩文.太原理工大學(xué) 2017
[2]三種羅非魚群體不同生長(zhǎng)階段的趨光性研究[D]. 江苑.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3007278
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:160 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1水產(chǎn)養(yǎng)殖VS.捕撈在魚產(chǎn)品產(chǎn)量中的份額變化??(a:全球;b:亞洲)??Fig.?1.1?Aquaculture?vs.?capture?in?the?share?change?of?fish?product??(a:?World;?b:?Asia)??l??
2025年預(yù)計(jì)將會(huì)達(dá)到57%。此外,近三十年來全球魚產(chǎn)品捕撈總量不但已趨于??飽和,甚至出現(xiàn)衰減征兆;而魚類養(yǎng)殖產(chǎn)量則增長(zhǎng)迅速,從1985年不足1000??萬t增長(zhǎng)至2014年約7500萬t?(圖1.1a),其中以亞洲地區(qū)漲勢(shì)最為明顯(圖??1.1b”1】。??__水產(chǎn)養(yǎng)殖?CZD捕撈?——水產(chǎn)蕎殖份額??100?-I?50??1985?1990?1995?2000?2005?2010?20?M??年份??(a)??80?60??丨?Liiii??1985?1990?1995?2000?2005?2010?2014??年份??(b)??圖1.1水產(chǎn)養(yǎng)殖VS.捕撈在魚產(chǎn)品產(chǎn)量中的份額變化??(a:全球;b:亞洲)??Fig.?1.1?Aquaculture?vs.?capture?in?the?share?change?of?fish?product??(a:?World;?b:?Asia)??l??
2.1.2實(shí)驗(yàn)裝置??2.1.2.1循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)??本實(shí)驗(yàn)所涉及循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(圖2.1)主要包括:養(yǎng)殖池(半徑100?cm,??池高80cm,水位高度(43?±2)?cm)、固液分離裝置、蛋白分離器、生物濾池、??紫外殺菌燈、純氧供應(yīng)裝置、照明系統(tǒng)(今臺(tái)LED)和投喂系統(tǒng)等。照明系統(tǒng)??和投喂系統(tǒng)均有PLC?(三菱FX2N)遠(yuǎn)程控制,且為保證光源的柔和性,照明燈??兩側(cè)均用柔光布覆蓋。在整個(gè)暫養(yǎng)以及實(shí)驗(yàn)過程中,養(yǎng)殖水體溶解氧(DO)保??持在(6.5±0.5)?mg/L),氨氮(TAN)在0.6mg/L以內(nèi),化學(xué)需氧量(COD)??在1.5mg/L以內(nèi);水溫、pH值和水體流量分別控制在(27±2)?°C、7.8±0.3??和(500±?10)?L/h。??-?▲-??I??5?v?—2??15?14??1.變頻投喂裝晉.;2,S丨)丨數(shù)卞攝像機(jī);3.痄飧池;4.硬盤錄(象機(jī):5.服務(wù)器;6.PLC控制箱;7丄卜:丨)光源:8.尚液分離裝宵二??9.生物濃池;】0.紫外殺菌燈;11.蛋白分離器;12.純裒供應(yīng)裝置;13.流量傳感器;14.流贛控制間;15.顯示器??圖2.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不意圖??Fig.2.1?Schematic?diagram?of?experimental?system??2.1.2.2計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)??本實(shí)驗(yàn)所涉及計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)主要包括:海康威視CCD高清攝像機(jī)??(DS-2CD6233F-SDI)和?Dell?服務(wù)器(CPU?XeonX5650,頻率?2.66?GHz,內(nèi)存??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于魚群攝食規(guī)律的投餌系統(tǒng)研究[J]. 賈成功,張學(xué)良,陳俊華,王賢成,郭俊. 機(jī)械工程師. 2017(08)
[2]基于圖像紋理特征的養(yǎng)殖魚群攝食活動(dòng)強(qiáng)度評(píng)估[J]. 陳彩文,杜永貴,周超,孫傳恒. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]循環(huán)水養(yǎng)殖游泳型魚類攝食活動(dòng)強(qiáng)度評(píng)估方法研究[J]. 趙建,朱松明,葉章穎,劉鷹,李勇,盧煥達(dá). 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
[4]基于不同檢測(cè)方法的養(yǎng)殖魚類晝夜攝食節(jié)律研究進(jìn)展[J]. 趙建,鮑偉君,葉章穎,朱松明,劉鷹,李勇,沈明衛(wèi). 漁業(yè)現(xiàn)代化. 2016(02)
[5]基于機(jī)器視覺實(shí)時(shí)決策的智能投餌系統(tǒng)研究[J]. 喬峰,鄭堤,胡利永,魏玉艷. 工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2015(06)
[6]基于機(jī)器視覺技術(shù)的智能投餌方法研究[J]. 胡利永,魏玉艷,鄭堤,陳俊華. 熱帶海洋學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]基于光流法與特征統(tǒng)計(jì)的魚群異常行為檢測(cè)[J]. 于欣,侯曉嬌,盧煥達(dá),余心杰,范良忠,劉鷹. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]斑點(diǎn)叉尾鮰和雜交鱘幼魚晝夜攝食節(jié)律和胃腸排空時(shí)間的研究[J]. 董桂芳,楊嚴(yán)鷗,陳路,李輝,閻博,羅平遠(yuǎn),蘇波. 水生生物學(xué)報(bào). 2013(05)
[9]國(guó)內(nèi)外工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖研究進(jìn)展[J]. 王峰,雷霽霖,高淳仁,黃濱,翟介明. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué). 2013(05)
[10]羅非魚產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀及分析[J]. 王瑋,丁建樂,房金岑. 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
博士論文
[1]海水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物膜生長(zhǎng)調(diào)控與水體循環(huán)優(yōu)化研究[D]. 沈加正.浙江大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于計(jì)算機(jī)視覺的魚群攝食行為分析研究[D]. 陳彩文.太原理工大學(xué) 2017
[2]三種羅非魚群體不同生長(zhǎng)階段的趨光性研究[D]. 江苑.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3007278
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