基于遥感技术的渔业应用研究综述 被引量：1

1

作者 张佳泽 王斐 +1 位作者 张胜茂 张收元 《浙江海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期81-90,共10页

利用遥感技术提取渔业产业相关信息已经成为渔业产业发展监测及评估的重要手段。渔业产业具体分布形式有远洋、近海及内陆等区域,品种、类别及作业类型也千差万别,根据不同传感器搭载平台在渔业产业的应用,从天基卫星探测、空基航空探... 利用遥感技术提取渔业产业相关信息已经成为渔业产业发展监测及评估的重要手段。渔业产业具体分布形式有远洋、近海及内陆等区域,品种、类别及作业类型也千差万别,根据不同传感器搭载平台在渔业产业的应用,从天基卫星探测、空基航空探测、陆基物联网监测及海基水下探测四个方面总结了目前常用探测技术的渔业应用以及现有技术的优缺点,并展望了未来人工智能技术在渔业产业的应用和深入发展的趋势,最后总结出遥感技术在渔业产业发展应用的潜力。 展开更多

关键词 遥感 渔业 卫星 航空 物联网 水下探测

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面向海洋渔业捕捞生产的深度学习方法应用研究进展 被引量：7

2

作者 张胜茂 孙永文 +3 位作者 樊伟 唐峰华 崔雪森 伍玉梅 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期683-695,共13页

随着全球渔业资源不断衰退,各国渔业机构和区域渔业管理组织采用渔业观察员方式促进渔业可持续捕捞,但人类观察员方式成本高、覆盖率低,难以满足管理需要。近年来,深度学习新模型不断涌现和完善,其检测速度、精度均在不断增强,为其应用... 随着全球渔业资源不断衰退,各国渔业机构和区域渔业管理组织采用渔业观察员方式促进渔业可持续捕捞,但人类观察员方式成本高、覆盖率低,难以满足管理需要。近年来,深度学习新模型不断涌现和完善,其检测速度、精度均在不断增强,为其应用于海洋渔业捕捞生产监控提供了条件。本文从数据获取、数据预处理、算法设计、模型训练和精度评价等方面,总结了渔业捕捞生产监测模型的构建过程,以渔船与渔船行为、渔获物、渔场预报、船员和渔具为对象,综述了深度学习技术在海洋渔业捕捞中的应用,并提出利用迁移学习或强化学习等方法来拓展识别目标种类及增强检测模型、利用高精度的特征提取网络提高目标分类准确率、通过边缘计算技术解决电子监控数据实时解析及制定统一标准以规范电子监控在渔业管理中的应用等未来重点研究方向,以期为深度学习在海洋渔业捕捞生产中的推广应用提供科学参考。 展开更多

关键词 深度学习 目标检测 渔获物识别与量测 卷积神经网络 海洋渔业捕捞生产

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基于线激光三角测距法的鱼体测距研究

3

作者 俞圣池 李佳康 +3 位作者 熊鑫泉 贺刘刚 何瑞麟 戴阳 《渔业现代化》 CSCD 北大核心 2024年第1期80-89,共10页

针对水下单目非接触测量鱼体大小问题,通常需要测量水下鱼体距离获取其表面的三维信息,提出了一种基于线激光三角测距法的鱼体测距方案,并对水下激光测距技术展开研究。根据光路原理测距需要测量多个参数,过程复杂且误差大,计算速度慢... 针对水下单目非接触测量鱼体大小问题,通常需要测量水下鱼体距离获取其表面的三维信息,提出了一种基于线激光三角测距法的鱼体测距方案,并对水下激光测距技术展开研究。根据光路原理测距需要测量多个参数,过程复杂且误差大,计算速度慢。本研究测距方案首先通过张正友标定法实现了图像的畸变矫正还原了图像的真实性。使用OpenCv开源库识别鱼体表面的激光轮廓,自定算法提升了轮廓识别的准确率,对激光轮廓进行重心分析法并得出激光亮度重心坐标。通过分析激光图像点坐标与空间坐标的位移关系,拟合一元五阶多项式回归模型预测距离,简化了参数。结果显示:激光重心识别并不连续,但在鱼体身上都能准确识别。测距模型平均误差5.6 mm,测试的样本中80%预测结果的误差都在7.0 mm内,最大误差也在标定的2 cm内,能够满足鱼体测距的误差大小。研究表明,本方法可为进一步研究鱼体尺寸大小的表面三维信息获取提供参考。 展开更多

关键词 激光测距 测距法 三角测距法 光斑 鱼体测距

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卫星遥感监测海带筏式养殖面积实证研究 被引量：2

4

作者 邹国华 张收元 +1 位作者 王斐 张胜茂 《中国水产》 CAS 2022年第5期73-77,共5页

筏式海带养殖面积的精准监测可以有效加强管理部门对产业的统计、评估和监测。本文以卫星遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、定位系统(GPS)等现代空间信息技术为基础,利用GF系列卫星及Landsat系列卫星数据,以烟台市蓬莱区长岛附近筏式海洋... 筏式海带养殖面积的精准监测可以有效加强管理部门对产业的统计、评估和监测。本文以卫星遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、定位系统(GPS)等现代空间信息技术为基础,利用GF系列卫星及Landsat系列卫星数据,以烟台市蓬莱区长岛附近筏式海洋养殖区为主要研究区,根据海带筏式养殖区在遥感影像中的光谱和形态特征,利用面向对象的决策树分类技术,确定筏式海带养殖面积,并通过对比分析实地测量和GPS测量数据,校验遥感监测结果的精度,得出海带养殖提取面积精度在90%以上,为筏式海带养殖面积的高效、快速监测提供了技术参考。 展开更多

关键词 海带养殖 决策树分类 卫星遥感监测 海洋养殖 实地测量 快速监测 筏式养殖 面积精度

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基于计算机视觉的鱼类视频跟踪技术应用研究进展 被引量：15

5

作者 裴凯洋 张胜茂 +3 位作者 樊伟 王斐 邹国华 郑汉丰 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2022年第5期640-647,共8页

通过将基于计算机视觉的鱼类视频跟踪技术应用于海洋环境、水产养殖监控等领域,可低成本、高效率的了解鱼类的生态环境、健康和生长情况。其中,图像清晰化和水下目标跟踪是鱼类视频跟踪技术中的重要环节。重点从这两方面对基于计算机视... 通过将基于计算机视觉的鱼类视频跟踪技术应用于海洋环境、水产养殖监控等领域,可低成本、高效率的了解鱼类的生态环境、健康和生长情况。其中,图像清晰化和水下目标跟踪是鱼类视频跟踪技术中的重要环节。重点从这两方面对基于计算机视觉的鱼类视频跟踪技术应用研究进展进行了概述。图像清晰化技术可用来消除光线衰减和散射导致的图像模糊、偏色和能见度低等问题,实现方法主要分为图像增强、图像复原和深度学习;由于鱼类在水下的运动状态不确定,需采用水下目标跟踪技术感知鱼类运动规律,实现方法主要分为生成式方法和判别式方法。最后对该领域研究进行了小结与展望,计算机视觉技术为生态系统监控提供了新的观测途径,但仍存在一定局限性,需进一步研究发展。 展开更多

关键词 计算机视觉 鱼类视频 图像清晰化 鱼类跟踪

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基于YOLOv5改进模型的丁香鱼围网作业目标检测研究 被引量：2

6

作者 张佳泽 张胜茂 +6 位作者 樊伟 唐峰华 杨胜龙 孙永文 王书献 刘洋 朱文斌 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2023年第5期618-630,共13页

为解决目前鳀(Engraulis japonicus)限额捕捞与分类统计不准确的问题,提出一种改进YOLOv5的识别算法。该方法将SENet注意力机制引入到YOLOv5主干网络结构中,通过融合捕捞作业不同时期的目标信息并降低复杂背景的干扰,以提高模型检测精... 为解决目前鳀(Engraulis japonicus)限额捕捞与分类统计不准确的问题,提出一种改进YOLOv5的识别算法。该方法将SENet注意力机制引入到YOLOv5主干网络结构中,通过融合捕捞作业不同时期的目标信息并降低复杂背景的干扰,以提高模型检测精度和实时检测效率。采用实际拍摄的鳀作业视频,将视频转化为图片格式实现前期标注和处理,对获得的5550幅图像按照8∶1∶1划分训练集、验证集和测试集,设置对照实验,将YOLOv5主干网络替换为MobileNetV2,并引进SENet注意力机制,分别通过4种模型进行对比,结果表明,该识别算法获得平均精度均值(mAP)为99.4%、精度为98.9%、召回率为99.1%,相比原模型分别提高了2.5%、3.7%和2.9%。研究结果可以为鳀围网作业的目标识别提供新的思路,同时也为渔获作业统计提供了一种辅助手段。 展开更多

关键词 鳀 围网捕捞 YOLOv5 注意力机制 目标检测

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水族馆鱼类目标检测网络优化研究 被引量：4

7

作者 刘洋 张胜茂 +4 位作者 王书献 王斐 樊伟 邹国华 伯静 《渔业现代化》 CSCD 2022年第3期89-98,共10页

基于深度学习的目标检测与识别在渔业养殖的应用中,存在数据集质量低,网络计算复杂度高、推理速度慢等问题,不易满足高实时性应用场景。本研究收集并标注83种水族馆鱼类的10042张图像数据集,在保证目标检测和识别能力、降低网络计算复... 基于深度学习的目标检测与识别在渔业养殖的应用中,存在数据集质量低,网络计算复杂度高、推理速度慢等问题,不易满足高实时性应用场景。本研究收集并标注83种水族馆鱼类的10042张图像数据集,在保证目标检测和识别能力、降低网络计算复杂度、提高推理速度的情况下,探究网络的优化方法。利用“深度可分离卷积”重新设计YoloV4网络的主干网络(backbone)对比Mixup、Cutmix、Mosaic等不同数据增强方式及Mish、Swish、ELU等不同激活函数对网络的优化效果。根据对比结果择优选择数据增强方式、激活函数的组合用于优化网络。结果显示:根据该方法优化的网络在测试集上的预测精确率达到94.37%,计算复杂度(BFLOPS)仅为5.47,相较YoloV4降低了93.99%。研究表明,本研究优化网络的方法,能够在保证检测与识别精确率的前提下,大幅降低网络计算复杂度、提高推理速度,为高实时性应用场景的鱼类目标检测与识别提供了参考。 展开更多

关键词 目标检测 目标识别 深度学习 Yolo网络 数据增强 网络优化

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时频特征的海豚发声端点检测方法研究 被引量：1

8

作者 杨昱皞 何瑞麟 +2 位作者 戴阳 方亮 贺刘刚 《应用声学》 CSCD 北大核心 2023年第5期1042-1051,共10页

为在复杂的海洋环境噪声场中检测出目标海豚的某类声信号,设计了一种基于海豚声学特征的端点检测方法。根据海洋环境中噪声能量大且分布频率范围广,而海豚声音的时频特征具有持续时间短、频率高且集中、发声行为持续时间长的特点,将采... 为在复杂的海洋环境噪声场中检测出目标海豚的某类声信号,设计了一种基于海豚声学特征的端点检测方法。根据海洋环境中噪声能量大且分布频率范围广,而海豚声音的时频特征具有持续时间短、频率高且集中、发声行为持续时间长的特点,将采集到的海洋声音进行分帧,计算单帧信号短时能量、谱质心和谱质心二阶偏移率,当海豚发出声信号时,谱质心和能量相应发生突变,截取发生突变的信号实现端点检测。通过与门限法等其他常见端点检测方法进行对比,结果表明,此方法在低信噪比的海洋环境下对单一海豚的某一类声信号检测准确度更高,同时具有较强的抗干扰能力。 展开更多

关键词 被动声学 海豚声信号 端点检测 谱质心二阶偏移率

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牡蛎礁生境:海岸带可持续发展的潜在碳汇 被引量：5

9

作者 王桃妮 张子莲 全为民 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2706-2716,共11页

牡蛎礁生境是指由聚集的牡蛎和其他生物及环境堆积形成的复合生态系统,其固碳和储碳潜力巨大,在海岸带生态系统中发挥着重要的作用。然而,目前对牡蛎礁生境碳源与汇的认识仍存在不足,主要在于牡蛎钙化和呼吸作用都释放CO_(2),而碳源与... 牡蛎礁生境是指由聚集的牡蛎和其他生物及环境堆积形成的复合生态系统,其固碳和储碳潜力巨大,在海岸带生态系统中发挥着重要的作用。然而,目前对牡蛎礁生境碳源与汇的认识仍存在不足,主要在于牡蛎钙化和呼吸作用都释放CO_(2),而碳源与汇的评估忽视了钙化、同化和沉积过程带来的整体碳汇价值及牡蛎礁生态系统功能带来的碳汇效应。因此,有必要重新认识牡蛎礁生境的碳汇价值。一方面,牡蛎礁生境的碳源和碳汇需要从牡蛎礁自身的整体碳循环中进行评估,包括牡蛎礁系统中的沉积、钙化、呼吸作用及侵蚀、再悬浮和再矿化作用;另一方面,牡蛎礁生态系统服务引起的碳汇效应需从牡蛎礁的生态系统服务价值角度进行评估,将生态系统服务价值及碳价值进行关联,从而纳入碳汇核算体系。从实现海岸带可持续增汇角度出发,综述了牡蛎礁生境中碳的源与汇;阐述了容易被人们忽视的微生物在牡蛎礁生境碳汇中的作用;以保护和生态修复为目的,进一步提出可实现牡蛎礁生境最大潜在碳汇的策略,以期为实现海洋负排放及践行“国家双碳战略”提供理论和技术支撑。 展开更多

关键词 牡蛎礁 碳汇 负排放 生态修复 可持续发展

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底物颜色和附着物对牡蛎和藤壶自然补充量影响

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作者 陈丽芝 姜伟 +6 位作者 施文静 张文考 祁拥华 叶春宇 李楠楠 范瑞良 全为民 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2024年第2期166-173,共8页

为检验底物物理特性对牡蛎幼体附着的影响,通过野外实验分别检验了底物颜色(实验I:黑板和白板)、附着物(实验II:近江牡蛎Crassostrea ariakensis、熊本牡蛎C.sikamea、牡蛎壳、藤壶Balanus albicostatus)对熊本牡蛎和藤壶自然补充量的... 为检验底物物理特性对牡蛎幼体附着的影响,通过野外实验分别检验了底物颜色(实验I:黑板和白板)、附着物(实验II:近江牡蛎Crassostrea ariakensis、熊本牡蛎C.sikamea、牡蛎壳、藤壶Balanus albicostatus)对熊本牡蛎和藤壶自然补充量的影响。实验I结果显示,底物颜色显著影响牡蛎自然补充量,在实验开始后15 d和30 d时,白板上牡蛎自然补充量显著高于黑板(P<0.05),45 d时白板和黑板间牡蛎自然补充量没有显著差异(P>0.05);底物颜色没有显著影响藤壶自然补充量(P>0.05)。实验II结果显示,活牡蛎(熊本牡蛎或近江牡蛎)或牡蛎壳的存在在第1次实验时(8月15日)显著降低了牡蛎自然补充量(P<0.05),而在第2次实验时(8月22日)没有显著影响牡蛎自然补充量(P>0.05);藤壶的存在显著降低了牡蛎自然补充量(P<0.05)。活体牡蛎、牡蛎壳和藤壶的存在均未显著影响藤壶自然补充量(P>0.05)。研究结果表明,在潮间带牡蛎礁生态修复时,应选择颜色浅且表面干净(没有污损)的底物,且礁体建造须避开高藤壶附着量的地点和时段。 展开更多

关键词 牡蛎礁 附着 幼虫 近江牡蛎 熊本牡蛎

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基于3-2D融和模型的毛虾捕捞渔船行为识别 被引量：6

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作者 张佳泽 张胜茂 +3 位作者 王书献 杨昱皞 戴阳 熊瑛 《南方水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期126-135,共10页

针对中国毛虾(Acetes chinensis)产量逐年锐减问题,中国开始对近海海域实施毛虾限额捕捞措施,采用视频监控技术辅助捕捞管理。提出一种基于3-2D融和模型的毛虾捕捞渔船行为识别方法,为限额捕捞管理提供新的解决方案。通过在毛虾渔船上4... 针对中国毛虾(Acetes chinensis)产量逐年锐减问题,中国开始对近海海域实施毛虾限额捕捞措施,采用视频监控技术辅助捕捞管理。提出一种基于3-2D融和模型的毛虾捕捞渔船行为识别方法,为限额捕捞管理提供新的解决方案。通过在毛虾渔船上4个固定位置安装高清摄像设备,并记录捕捞作业全过程,共获取600余个视频监控数据作为初始数据;从初始数据中筛选有效的视频数据,同时对视频数据进行5种行为的划分和标记。为了提高网络训练的效率,对视频数据进行压缩和帧数分割等预处理;最后,通过搭建3-2D融合的卷积神经网络来训练模型,实现渔船行为特征的提取和分类。结果表明,捕捞渔船行为识别方法的分类精度为95.35%,召回率为94.50%,平均精确度为96.60%,模型整体得分达93.32%,平均检测时间为35.46 ms·帧^(−1),可用于毛虾渔船捕捞视频的实时分析。 展开更多

关键词 中国毛虾 限额捕捞 深度学习 卷积神经网络

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基于Catch-MSY模型的西北太平洋日本鲭资源评估及敏感性分析 被引量：3

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作者 石永闯 陈云云 +3 位作者 樊伟 伍玉梅 赵国庆 杨超 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2023年第1期26-38,共13页

为了解日本鲭(Scomber japonicus)的资源状况,利用北太平洋渔业委员会(NPFC)统计的1995—2019年渔获量数据和生活史信息,基于Catch-MSY模型估算了西北太平洋日本鲭最大可持续产量(maximum sustainable yield,MSY),评价了渔业管理策略,... 为了解日本鲭(Scomber japonicus)的资源状况,利用北太平洋渔业委员会(NPFC)统计的1995—2019年渔获量数据和生活史信息,基于Catch-MSY模型估算了西北太平洋日本鲭最大可持续产量(maximum sustainable yield,MSY),评价了渔业管理策略,同时对该模型开展了敏感性分析研究。根据不同模型参数先验分布、不同时间序列渔获量数据及过程误差设立了16个情景进行敏感性分析,考虑各因素对模型评估结果的影响。结果表明:1)基准方案情景S1A中,日本鲭MSY估计值为49.62×10^(4)t(38.72×10^(4)t~60.52×10^(4)t);情景S1B中,日本鲭MSY估计值为49.47×10^(4)t(38.51×10^(4)t~60.43×10^(4)t);2)与参数内禀增长率r相比,环境容纳量K具有相对较窄的后验分布,lnK随着lnr的增加呈逐渐减小的趋势,MSY的值与r先验分布的下限呈正相关关系;3)MSY值的估算结果对渔获量数据的时间序列长度较为敏感,但时间序列对资源利用状况的估算结果影响有限。研究结果可为科学管理日本鲭资源和了解Catch-MSY模型敏感性提供理论支撑。 展开更多

关键词 Catch-MSY模型 日本鲭 敏感性分析 资源评估 西北太平洋

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浙江省健跳港蛎江滩牡蛎多样性和资源量的时空变化 被引量：5

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作者 施文静 张文考 +6 位作者 陈丽芝 祁拥华 叶春宇 姜伟 李楠楠 范瑞良 全为民 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2023年第3期291-301,共11页

调查了浙江省三门县健跳港蛎江滩牡蛎礁中牡蛎的种类、资源量和幼体补充量,并分析了牡蛎的遗传多样性及资源量和幼体补充量的时空变化特征。结果显示,蛎江滩牡蛎礁中分布有6种牡蛎,即近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)、熊本牡蛎(C.sika... 调查了浙江省三门县健跳港蛎江滩牡蛎礁中牡蛎的种类、资源量和幼体补充量,并分析了牡蛎的遗传多样性及资源量和幼体补充量的时空变化特征。结果显示,蛎江滩牡蛎礁中分布有6种牡蛎,即近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)、熊本牡蛎(C.sikamea)、福建牡蛎(C.angulata)、香港牡蛎(C.hongkongensis)、猫爪牡蛎(Talonostrea talonata)和长牡蛎(C.gigas)。在牡蛎群落组成中,熊本牡蛎、香港牡蛎和近江牡蛎的占比分别为92.92%、5.00%和2.08%,其他3种牡蛎仅在定性调查中发现。夏初和秋季牡蛎平均密度分别为(97±40)个·m^(-2)和(1770±467)个·m^(-2);随着潮间带高程的降低,熊本牡蛎密度逐渐降低,而近江牡蛎和香港牡蛎的密度逐步升高。牡蛎幼体附着与补充开始于6月初、结束于10月初左右,补充量呈现显著的时空变化特征;熊本牡蛎在整个礁区均有较高的补充量,近江牡蛎和香港牡蛎则在中、低礁区补充量较高。结果表明,蛎江滩牡蛎礁中的牡蛎群落具有较高的物种多样性。未来需进一步研究泥沙淤积和香港牡蛎入侵对蛎江滩生境和牡蛎种质资源的影响。 展开更多

关键词 近江牡蛎 熊本牡蛎 香港牡蛎 牡蛎礁 补充 密度

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基于层次分析法的南极磷虾瞄准捕捞网口路径规划

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作者 姚宇青 戴阳 +4 位作者 王鲁民 王书献 陈帅 杨胜龙 石永闯 《海洋渔业》 CSCD 北大核心 2022年第5期598-609,共12页

为克服人工规划网口捕捞路线的主观性和滞后性,提高我国南极磷虾捕捞的自动化水平,设计了基于层次分析法的南极磷虾捕捞网口前进路线规划体系。在分析磷虾虾群体积反向散射强度数据图像获得磷虾的局部密度中心位置的基础上,以3次B样条... 为克服人工规划网口捕捞路线的主观性和滞后性,提高我国南极磷虾捕捞的自动化水平,设计了基于层次分析法的南极磷虾捕捞网口前进路线规划体系。在分析磷虾虾群体积反向散射强度数据图像获得磷虾的局部密度中心位置的基础上,以3次B样条曲线为路径规划器,构造磷虾虾群的路径簇。采用层次分析法建立路线评价模型,评价候选路线的优劣,以经济性和可控性为准则,以捕捞率、路径长度、平均曲率、拐点个数量化各个指标,构造路径择优体系,获得最优路径。在现有实测数据基础上的实验结果表明,本算法磷虾捕捞率为94.33%,比人工规划路线的捕捞率多了9.80%、规划路线平均总耗时为2.5 s,可以满足磷虾捕捞网口前进实时规划的要求,有利于实现瞄准捕捞,提高捕捞效率,降低人工成本。 展开更多

关键词 南极磷虾 层次分析法 3次B样条曲线 路径规划

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