Computers in Fisheries Research pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer-Verlag New York Inc.

作者:Megrey, Bernard A.

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:2008-10

价格:$ 224.87

装帧:

isbn号码:9781402086359

丛书系列:

图书标签:

渔业研究
计算机应用
数据分析
生物统计学
海洋科学
水产养殖
渔业管理
建模
人工智能
机器学习

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具体描述

This is the second edition of a book that reviews current and future computer trends in fisheries science applications. The first edition was published 10 years ago. Individuals have been quick to realize the potential of computers in fisheries and scientists continue to take advantage of the rapidly advancing tools and technology. This book provides a valuable sampling of contemporary applications and in some cases compares recent developments to the status of the situation 10 years ago. In many cases perspectives are presented by the same authors that contributed to the first edition. Scientists will have an opportunity to evaluate the suitability of different computer technology applications to their particular research situation thereby taking advantage of the experience of others.

《捕捞研究中的计算机应用》引言在不断发展的渔业科学领域，数据驱动的决策和精细化的管理至关重要。传统的渔业研究方法，虽然为我们提供了宝贵的基础知识，但在面对日益复杂的挑战时，其局限性逐渐显现。如今，计算机技术以前所未有的深度和广度渗透到科研的各个层面，为渔业研究带来了革命性的变革。从数据的采集、处理、分析到模型的构建、预测和决策支持，计算机的应用不仅提高了效率，更开辟了新的研究范式，使我们能够更深入地理解渔业生态系统，更有效地保护海洋资源，并更可持续地发展渔业产业。《捕捞研究中的计算机应用》一书，正是聚焦于这一关键议题，全面深入地探讨了计算机技术如何重塑和赋能现代渔业研究。本书并非一本技术手册，也非对特定软件的教程。相反，它旨在勾勒出一幅宏大的图景，展示计算机科学的原理和工具如何在渔业研究的各个分支中发挥关键作用，以及这些应用如何共同推动我们对渔业资源和生态环境的认知达到新的高度。我们将探讨从基础的数据采集和管理，到复杂的数据分析、建模仿真，再到实际应用中的决策支持系统，每一个环节都离不开计算机的身影。第一部分：数据采集与管理：精准之基在渔业研究中，可靠和准确的数据是科学分析和决策的基石。计算机技术的进步极大地拓展了我们采集数据的能力和效率。传感器技术与物联网 (IoT) 在渔业中的应用：传统的船载记录和人工采样方式，不仅耗时耗力，而且容易引入误差。现代传感器技术，如声学传感器（声纳）、光学传感器（水下相机、遥感影像）、GPS定位设备、CTD（电导率、温度、深度）传感器等，能够实时、连续地收集大量环境和生物数据。这些传感器与物联网平台的结合，使得数据可以被远程传输、存储和监控，极大地提高了数据采集的时效性和覆盖范围。例如，通过在渔船上安装先进的声纳系统，我们可以实时监测鱼群的大小、密度和分布，并将这些数据直接上传到云端数据库，供后续分析。遥感技术，利用卫星或无人机搭载的多光谱、高光谱传感器，则能够监测海洋的温度、叶绿素浓度、海冰覆盖等宏观环境参数，这些参数直接影响着鱼类的栖息和繁殖。数据库管理与数据标准化：随着数据量的爆炸式增长，高效的数据库管理系统变得至关重要。本书将介绍如何利用关系型数据库（如MySQL、PostgreSQL）或非关系型数据库（如MongoDB）来存储、组织和检索海量的渔业数据。数据标准化是确保数据质量和可比性的关键步骤。我们将探讨各种数据标准和元数据规范，以及如何利用软件工具来实现数据的一致性和清洗，从而避免因数据格式不统一而导致的分析困难。数据采集自动化与远程监测：计算机视觉和机器学习技术正被越来越多地应用于自动化数据采集。例如，利用水下摄像机和AI算法，可以自动识别和计数不同鱼类物种，甚至评估它们的体长和健康状况，这大大减轻了人工识别的负担，并提高了准确性。远程监测技术，如部署在海洋中的自主水下航行器 (AUV) 和水面无人艇 (USV)，能够自主执行预设的采样任务，并将数据实时回传，极大地拓展了我们在难以到达或危险区域的监测能力。第二部分：数据分析与建模：洞察之翼收集到的原始数据本身并不能直接提供有价值的信息，必须经过精细的分析和科学的建模，才能揭示其内在的规律和趋势。计算机技术在此环节扮演着核心角色。统计分析方法与可视化：传统的统计方法，如回归分析、方差分析、时间序列分析等，在渔业研究中仍然是不可或缺的工具。本书将介绍如何利用R、Python等统计编程语言及其丰富的统计分析库（如scikit-learn、statsmodels）来实现复杂的数据统计分析。更重要的是，强大的数据可视化技术，如使用Matplotlib、Seaborn、ggplot2等库创建的各种图表（散点图、线图、柱状图、热力图、地理信息图等），能够帮助研究人员直观地理解数据中的模式、异常值和潜在关系，从而为进一步的分析提供方向。地理信息系统 (GIS) 在渔业资源评估中的应用： GIS技术能够将各种空间数据（如鱼类分布、栖息地类型、捕捞活动、海洋环境参数）集成到一个统一的地理空间框架下进行分析和展示。通过GIS，我们可以绘制出鱼类分布的热力图，识别关键的繁殖区域或幼鱼栖息地，评估不同海域的渔业生产力，并模拟不同捕捞强度的空间影响。本书将探讨如何利用ArcGIS、QGIS等GIS软件进行空间数据处理、分析和制图，从而为渔业管理提供重要的空间决策依据。机器学习与深度学习在生物识别与模式发现中的应用：机器学习算法，特别是深度学习，在处理复杂的、非线性的数据模式方面展现出强大的能力。在渔业领域，它们被广泛应用于：物种识别与分类：利用深度学习模型，可以从大量的声纳数据、图像或视频中自动识别鱼类物种，甚至区分不同性别的个体。行为模式分析：通过分析鱼类在水下摄像机中的运动轨迹，机器学习算法可以识别出它们的觅食、繁殖、避敌等行为模式。鱼类数量与生物量估算：结合声纳数据和机器学习模型，可以更精确地估算出鱼群的数量和总生物量。栖息地适宜性模型：利用机器学习算法，可以根据环境参数和物种分布数据，预测不同区域的栖息地适宜性，为保护区划定和资源分配提供科学依据。生态系统建模与仿真：渔业资源的管理并非孤立地看待单个物种，而是需要理解整个生态系统的动态。基于计算机的生态系统模型，如食物网模型、种群动态模型、个体为本模型 (IBM) 等，能够模拟不同因素（如捕捞、气候变化、入侵物种）对生态系统的影响。本书将介绍这些模型的原理、构建方法以及如何利用仿真技术来预测未来趋势，评估管理措施的潜在效果，从而实现更全面的生态系统管理。第三部分：决策支持与未来展望：智慧之光最终，渔业研究的目的是为科学管理和可持续发展提供支持。计算机技术在构建智能决策支持系统和预测未来趋势方面发挥着越来越重要的作用。决策支持系统 (DSS) 的构建： DSS旨在整合各种数据、模型和规则，为管理者提供及时、准确、可操作的决策建议。在渔业领域，DSS可以用于：捕捞配额的制定：基于种群模型和资源评估结果，DSS可以动态调整捕捞配额，以实现可持续捕捞。禁渔期与禁渔区的划定： DSS可以根据鱼类繁殖期、幼鱼生长情况和栖息地敏感性，推荐最佳的禁渔时间和范围。应对突发事件：在发生溢油、赤潮等环境污染事件时，DSS可以帮助评估其对渔业资源的影响，并制定应对方案。渔业经济效益分析： DSS可以结合捕捞数据、市场信息和成本数据，预测不同捕捞策略的经济效益。大数据分析与人工智能在渔业管理中的潜力：随着数据的不断积累，大数据分析和人工智能技术将为渔业管理带来更多机遇。例如，通过分析全球渔业交易数据，可以揭示非法、不报告和不管制 (IUU) 捕捞的模式，并开发相应的监测和打击策略。利用AI技术，我们可以开发更智能的渔船导航系统，优化航线，降低燃油消耗，减少对环境的影响。气候变化与渔业的相互作用：气候变化对全球渔业产生了深远影响，包括鱼类分布的迁移、繁殖模式的改变以及海洋生态系统的重塑。计算机模型在预测气候变化对渔业的长期影响方面发挥着至关重要的作用。通过耦合海洋环流模型、气候模型和种群模型，我们可以评估不同情景下渔业资源的未来变化趋势，并为适应性管理提供科学依据。开放科学与数据共享：随着计算机技术的普及，开放科学的理念也在渔业研究领域得到推广。通过建立开放的渔业数据平台，研究人员可以共享数据、代码和模型，从而加速科学发现，提高研究的可重复性，并促进全球范围内的合作。结论《捕捞研究中的计算机应用》一书，旨在为读者呈现计算机技术在现代渔业研究中的广泛应用和巨大潜力。从提高数据采集的精度和效率，到深化数据分析的洞察力，再到赋能科学的决策管理，计算机技术正在重塑渔业科学的各个维度。本书所探讨的各个方面，并非相互孤立，而是构成了一个相互关联、相互促进的整体。随着技术的不断发展，我们有理由相信，计算机将在未来的渔业研究中扮演更加核心的角色，帮助我们实现渔业资源的合理利用、生态环境的有效保护以及渔业产业的可持续发展。本书的出版，希望能为相关领域的科研人员、学生以及决策者提供有益的参考和启发，共同推动渔业科学的进步。