面向水質(zhì)監(jiān)測的魚類行為異常識(shí)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(píng)估水體的污染狀況,從生物學(xué)角度為建立水質(zhì)的評(píng)估體系提供科學(xué)依據(jù)。由于水生生物運(yùn)動(dòng)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(shí)時(shí)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(duì)這些特征指標(biāo)進(jìn)行提取與分析,實(shí)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(gè)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(yùn)動(dòng)行為軌跡為載體、魚類的行為指標(biāo)為研究對(duì)象,研究了魚類行為特征的描述方法以及異常行為識(shí)別方法。主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)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(yùn)動(dòng)軌跡傳統(tǒng)的坐標(biāo)序列對(duì)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(gè)指標(biāo)因素對(duì)魚類行為的判斷的誤差,節(jié)省了存儲(chǔ)空間

3、,減少了軌跡模式匹配的計(jì)算代價(jià)。
　　 (2)研究了魚類行為異常的r-chunk識(shí)別方法。利用多元網(wǎng)格表達(dá)方法對(duì)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(duì)魚類出現(xiàn)的異常行為模式進(jìn)行識(shí)別。利用較少的檢測器來對(duì)已知和未知的異常行為進(jìn)行識(shí)別。
　　 (3)對(duì)魚類行為的指標(biāo)特征進(jìn)行了分析,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了魚類指標(biāo)特征對(duì)魚類