面向水質(zhì)監(jiān)測的魚類行為異常識別方法研究.pdf

1、生物監(jiān)測被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測和安全預(yù)警系統(tǒng)中,利用水生生物的生理特征和行為反應(yīng)來評估水體的污染狀況,從生物學(xué)角度為建立水質(zhì)的評估體系提供科學(xué)依據(jù)。由于水生生物運動行為特征的變化與水質(zhì)的變化有著密切的聯(lián)系,并且能夠直觀、實時的反映水體質(zhì)量的變化,因此水生生物的生理特性及行為特征常作為生物水質(zhì)監(jiān)測中的重要研究指標(biāo)。如何快速有效的對這些特征指標(biāo)進(jìn)行提取與分析,實現(xiàn)異常檢測也就成了水質(zhì)監(jiān)測的關(guān)鍵問題,是水質(zhì)安全預(yù)警系統(tǒng)中關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。

2、　　 本文以生活在水中的魚類為水體環(huán)境的指示生物、魚類的運動行為軌跡為載體、魚類的行為指標(biāo)為研究對象,研究了魚類行為特征的描述方法以及異常行為識別方法。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 (1)研究了魚類行為軌跡的多元網(wǎng)格表達(dá)方法。利用魚類行為分析中常用到的行為指標(biāo)作為多元網(wǎng)格的定義元素,將魚類運動軌跡傳統(tǒng)的坐標(biāo)序列對集合的表達(dá)方式轉(zhuǎn)換成多元網(wǎng)格表達(dá)方法,避免了魚類行為研究中單個指標(biāo)因素對魚類行為的判斷的誤差,節(jié)省了存儲空間

3、,減少了軌跡模式匹配的計算代價。
　　 (2)研究了魚類行為異常的r-chunk識別方法。利用多元網(wǎng)格表達(dá)方法對魚類行為進(jìn)行描述,借鑒生物免疫系統(tǒng)中的否定選擇原理,利用r-chunk匹配規(guī)則,學(xué)習(xí)正常情況下魚類的行為模式,產(chǎn)生行為模式檢測器,然后利用這些檢測器對魚類出現(xiàn)的異常行為模式進(jìn)行識別。利用較少的檢測器來對已知和未知的異常行為進(jìn)行識別。
　　 (3)對魚類行為的指標(biāo)特征進(jìn)行了分析,并通過實驗驗證了魚類指標(biāo)特征對魚類