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1.1建模原理
為實現多源異構遙感影像數據的統一管理,需要建立統一的數據模型。在邏輯結構上將遙感影像數據劃分為描述性元數據信息和數據實體,在業(yè)務流程上將數據建模分為元數據建模和數據建模。
1.2元數據建模
遙感影像通常格式特定、數據量大,而元數據是對影像獲取信息、質量信息、空間特征等的概括抽取,通常為文本格式、數據量小,具有信息豐富、讀取方便等優(yōu)點[11-12]。本文根據元數據描述對象的特點和數據管理要求,構建了海洋遙感影像元數據的統一模型,如圖1所示。其中,數據要素級信息由元數據解析讀取獲得;數據集級信息可批量手工錄入,便于按照專項、區(qū)塊、調查單位及時間等對各專項數據進行管理;數據庫級信息在數據入庫時由系統自動掃描數據的存儲路徑、大小、狀態(tài)、權限等生成。
1.3數據建模
本文基于面向對象的思路方法,將多源異構的海洋遙感數據抽象表達為數據實體、元數據、空間特征和快視圖等基本組成部分及其對應關系。建立數據模型由E-R圖表示,如圖2所示。由于目前存檔的海洋遙感影像數據包含多種星源影像、航空影像和4D產品,且同源數據還包含不同級別、類型產品,因此,需要對每種產品類型數據分別構建數據模型,完成主數據標識確定、影像ID命名規(guī)則、數據對象和元數據識別規(guī)則等定義,流程如圖3所示。影像數據建模支持面向多種數據源的各種影像目錄模型的定義,具備對影像數據存儲方式、數據格式、坐標系統等參數的設置。
2多傳感器影像數據模型實體自動提取與匹配
2.1技術路線
為將構建的數據模型應用于實踐,本文提出多傳感器影像數據模型實體的自動提取與匹配技術,解決了如下幾個關鍵問題:①多源異構影像元數據自動識別與解析;②空間特征、快視圖及影像覆蓋范圍矢量自動提取與生成;③數據ID命名規(guī)則制定及數據模型實體間自動匹配。技術路線如圖4所示。
2.2元數據自動提取與輸出
根據構建的數據模型,本文建立了一套自動提取與輸出元數據信息表的技術流程,核心是從多源異構的元數據中提取出與元數據模型對應的字段信息,消除數據沖突,并利用元數據中關于空間特征的描述自動生成影像數據矢量覆蓋范圍。具體如下:1)元數據文件識別:依據建立的數據模型,對每類影像產品定義元數據文件格式。如ALOS影像產品定義“HDR-*.txt”為元數據格式。2)元數據格式解析及數據沖突消除:建立元數據提取配置文件,將多源元數據文件中的字段名稱對應至提取配置模板中,消除元數據命名沖突和語義沖突。命名沖突指相同字段(如影像左上角緯度)在不同元數據中有不同名稱(如ImageSceneLeftTopLatitude、SCENE_UL_CORNER_LAT等)或同一字段(如ProductType)在不同元數據中表示不同意思(產品類型或產品處理級別)。語義沖突指不同元數據對同一字段在描述方式、內容上的不同造成的語義不一致性,如投影帶號在不同元數據中表示為ZoneNumber和ZoneNo.兩種形式。本文數據沖突消除方法的實質是通過元數據配置文件將多源元數據字段名稱映射到元數據模型的全局名稱,通過提取配置模板和輸出模板兩步實現。3)元數據信息提取:將元數據文件內容全部讀入內存,用程序分步定位的方法提取元數據字段信息。以ALOS影像元數據“UTMZone="51N"……”為例,提取投影帶號信息需先定位至“UTMZone”字段,查找“=”后、符號“"”之間的字符串,即為帶號“51N”。又如,XML格式的RAPIDEYE元數據文件中,提取成像時間需定位至以“<eop:acquisitionDate>”開始、“</eop:acquisitionDate>”結束中間的字符串,即為成像時間。元數據信息提取將原始元數據字段對應至提取配置模板字段,生成中間元數據文件。4)元數據信息輸出:定義元數據輸出配置模板,將中間元數據文件字段對應至元數據模型中的字段。輸出配置模板按衛(wèi)星影像、航空影像、4D產品和動力衛(wèi)星數據等設置四類。輸出時還可對模板字段進行批量統一賦值。5)矢量范圍輸出:由元數據提取影像四角坐標值,調用ArcGIS腳本語言函數CreateFeaturesFromTextFile_samples(),將四角坐標文本文件、分隔符、輸出矢量文件和空間參考基準作為輸入參數,生成帶有空間參考信息的ShapeFile格式的影像范圍矢量。
2.3基于GDAL的快視圖自動提取
以往快視圖作用僅定位于數據瀏覽不同,本文提出的數據模型要求將快視圖匹配至影像空間特征,并錄入關系型數據庫實現集成管理。然而,影像產品數據集中提供的快視圖通常不包含空間坐標信息,因歷史原因各單位匯交數據中快視圖或已丟失或因重命名已不滿足數據模型識別要求,加之航空影像、4D產品通常不具備快視圖,快視圖自動提取面臨較多問題。因此,針對多源異構影像,本文基于GDAL(GeospatialDataAbstractionLibrary)對快視圖自動提取并匹配至空間特征,流程如圖5所示。GDAL是X/MIT許可協議下的開源地理柵格空間數據轉換庫,支持幾乎所有常見的遙感圖像文件格式的讀取、格式轉換和重采樣等基本操作。本文選用開放源代碼的GDAL庫作為多源影像的訪問引擎,為影像的訪問和基本處理提供統一接口。提取后的快視圖具有了和影像文件一致的空間坐標和數學基準。
2.4數據模型實體自動匹配
本文在分析各類影像產品數據建模的基礎上,提出基于規(guī)則的影像ID命名方法,通過指定影像惟一ID實現影像數據文件、快視圖、元數據和矢量范圍的自動匹配。具體如下:1)針對特定影像類型,根據數據模型定位至元數據文件,確定元數據存放目錄,將元數據上級文件夾記為ParentDirectory(1)。定位至元數據的好處在于:與元數據信息提取的過程相一致避免重復搜索;部分影像數據分波段存放(如中巴、TM等)或分塊存放(如WorldView),定位至影像文件很難形成與影像數據包一對一的關系。元數據文件通常與影像文件在同一目錄、名稱一致,并且元數據中通常有影像文件名信息。2)制定影像ID命名規(guī)則,標識惟一影像數據包。通常情況下,元數據文件名能夠標識惟一影像數據包時,采用元數據文件夾名命名;若不行,則需要考慮數據文件名、或上級(ParentDirectory(1))至上幾級文件夾名(ParentDirectory(N))的組合形式來命名影像ID。部分示例如表1所示。特征的相互匹配,為數據建庫和入庫管理奠定基礎。
3多傳感器海洋遙感影像集成與管理
根據數據模型和集成管理的要求,本文研發(fā)設計了多傳感器影像自動加工工具(以下簡稱“工具”)和海洋遙感影像管理信息系統(以下簡稱“系統”)。考慮到數據安全和保密需要,工具設計為單機版,系統采用C/S架構。系統采用.NetFrameWork框架搭建平臺,利用ArcGISEngine組件做專業(yè)開發(fā);服務器端部署Oracle11g數據庫和ArcSDE空間數據引擎,服務器端與客戶端通過內網連接。工具研發(fā)基于多傳感器遙感影像數據模型實體自動提取匹配技術,對不同影像元數據操作提供統一的配置交互界面(見圖6)。工具支持用戶根據影像類型和建模要求配置元數據提取和輸出模板,提供預定義的影像ID命名規(guī)則。模板與規(guī)則均以XML格式保存,支持用戶自定義修改,擴展性強。工具能夠從元數據和影像數據文件中批量生成元數據信息表、快視圖和空間特征一一對應的標準數據集,并通過影像ID與原始數據包自動匹配,與后端管理系統有效銜接。依據本文構建的多源異構影像數據模型,系統按照“元數據表+快視圖+空間特征數據文件”的方式,將數據存儲路徑記錄在二進制變長字段內,并將影像對應的元數據信息表、空間特征和快視圖信息存放于關系型數據庫表中,從而實現了海量數據的無縫管理。系統提供數據空間范圍、快視圖、數據包詳情的查詢?yōu)g覽、分析統計等功能,并支持用戶通過選擇元數據記錄、下載相應的遙感影像數據實體。如圖7所示。數據建模是整個系統的核心內容。系統將入庫配置環(huán)節(jié)設計為功能模塊,按照“元數據項管理—資料建模—數據建模—編目管理”的步驟,向導式指引用戶完成數據建模和存儲規(guī)劃。其中,元數據項管理完成元數據項的定義;資料建模為元數據模型的定義;數據建模為每類資料構建數據模型;編目管理為數據入庫設計相應的數據節(jié)點。系統入庫需用戶提供影像數據實體文件存儲路徑,以及影像加工工具生成的標準元數據表、快視圖和矢量文件。入庫過程中,系統首先根據數據模型校驗是否能在指定路徑下正確識別遙感影像原始數據包。校驗完成后,系統根據主標識字段(即影像ID),自動匹配影像數據包、元數據表、快視圖和矢量范圍,并根據元數據模型判定輸入元數據表信息是否正確、齊全。在所有判定條件都滿足后,系統掃描并存儲每條數據文件的存儲路徑,并將元數據表、快視圖和矢量范圍入庫。系統支持用戶瀏覽查詢、編輯修改和數據下載等操作。用戶可按數據節(jié)點、數據查詢結果等方式瀏覽影像快視圖、矢量覆蓋范圍和元數據表,并可對元數據表編輯修改。數據查詢支持數據節(jié)點下自定義幾何形狀(線或多邊形)、跨數據節(jié)點綜合模糊查詢兩種查詢方案。數據下載通過元數據表、快視圖或矢量范圍等與數據文件的自動匹配,在記錄存儲路徑下定位相應數據文件并提供下載服務。
4結束語
論文摘要介紹了龍蝦苗種自然繁育與養(yǎng)殖技術,并提出了幾點提高龍蝦養(yǎng)殖水平的注意事項,以期為龍蝦的無公害養(yǎng)殖提供技術參考。
1苗種自然繁育
1.1親蝦選擇
可在上年9~10月或當年3~4月選擇親蝦,要求體重30~50g,附肢齊全,健康無病,活動力強,雌雄比例為2~3∶1。雌雄龍蝦在外形上特征明顯,容易區(qū)別。一是性成熟的龍蝦,雄性個體明顯大于雌性;二是雄性龍蝦足粗大,龍足兩端外側有一明亮的紅色軟疣,雌性龍足相對較小,大部分足上沒有紅色軟疣,即便有顏色也偏淡;三是雄性的生殖孔開口在第5對步足基部,雌性生殖孔則開口在第3對步足基部;四是性成熟的雌蝦腹部膨大,雄蝦腹部相對狹小。
1.2親蝦培育
親蝦池面積以0.13~0.33hm2左右為宜,底質以壤土為好,水深1m左右,池埂寬1.5m以上,有充足良好的水源。建好注、排水口,四周池埂用塑料薄膜或鈣塑板搭建防逃墻,放養(yǎng)前7~10d,池塘用1125kg/hm2生石灰干塘消毒。消毒后經過濾(防野雜魚入池)注水深1m左右,施入腐熟畜禽糞7.5~12.0t/hm2培肥水質。池內放入供蝦攀緣棲息的隱蔽物,如樹枝、樹根、竹筒等,并移栽一些水草。
親蝦池可投放親蝦600~900kg/hm2,放養(yǎng)前用3%食鹽水浸浴10min,以殺滅病原體。為充分利用水體和調節(jié)水質,可混養(yǎng)鰱、鳙魚750~1500尾/hm2。培育期間,可投喂新鮮水草、豆餅、麥麩或配合飼料,并添加一部分動物性飼料,如切碎的螺蚌肉、畜禽屠宰下腳料等。日投喂量:3月為親蝦體重的2%~3%,4月4%~5%,5月以后6%~8%,每天早、晚各投喂1次,以傍晚為主,占日餌量的70%。同時加強水質管理,每10~15d換新水1次,每次換水1/3;每20d用10~25mg/kg生石灰水潑灑1次,以保持良好水質,促進親蝦性腺發(fā)育。
1.3親蝦繁殖
4~5月,水溫20℃以上時,親蝦開始。受精卵在雌蝦腹中孵化為稚蝦,孵化時間為40~70d。稚蝦孵化后在母體保護下完成幼蝦階段的生長發(fā)育過程。稚蝦一離開母體,就能主動攝食,獨立生活。當發(fā)現繁殖池中有大量稚蝦出現時,應及時采苗,進行蝦苗培育。
1.4親蝦越冬
龍蝦的生存水溫最低值為5℃。但當水溫低于9℃時,3cm左右的蝦在越冬期間死亡率很高,成蝦雖能生存,但2~3個月后也會出現大量死亡。因此,搞好親蝦的越冬工作,也是整個繁殖工作的重要環(huán)節(jié)。
1.5育苗技術
龍蝦雖然抱卵量不大,但受精率在98%以上,孵比率達80%~85%。但龍蝦出苗后仔蝦生長蛻殼頻繁,極易受環(huán)境條件制約而影響育苗率。要提高育苗率,關鍵要做好如下幾點:
(1)水質要求。按照無公害水質標準要求,保持水體相對穩(wěn)定,水質清新,pH值在6.5~8.0之間;防止晝夜水溫溫差過大;水中溶解氧應保持5.6mg/L以上。
(2)水體環(huán)境。水面一定要有水浮蓮(占1/3),水底最好有水草,并有隱蔽性的洞穴,增加蝦苗蛻殼附著物,也便于通過水浮蓮洗苗檢查掌握出苗時間及蝦的生長情況。進水口加柵欄和過濾網,防止敵害生物入池殘食蝦苗,避免青蛙入池產卵,同時防止親蝦攀附逃逸。
(3)加強檢查。堅持早晚檢查出苗情況,當仔蝦游離母體后,及時捕捉親蝦返回親蝦池再培育,盡量減少盤點過池,操作也要特別小心,避免對抱卵的親蝦和剛孵出的仔蝦造成影響。
(4)保證供飼。適時培養(yǎng)輪蟲等小型浮游動物供剛孵出的仔蝦攝食,出苗前3~5d,開始從飼料專用池捕撈少量小型浮游動物入蝦苗池,并用熟蛋黃、豆?jié){等及時補充仔、幼蝦所需的食料供應。
2龍蝦養(yǎng)殖技術
2.1投餌
龍蝦放苗3d后,要投1個月左右的小雜魚、下腳碎肉及配合飼料。待蝦苗長至6~7cm時,可全部投喂敲碎的螺螄、河蚌及適量的植物性飼料,2次/d,早晨和傍晚各1次。餌料應投放在池塘四周,并適當分散;每天投餌量為:小蝦一般按其體重的15%~20%投放,大蝦按其體重的5%~10%投放。具體可結合蝦的吃食情況酌情增減,一般以蝦吃飽、吃完、不剩殘餌為準。
2.2換水
龍蝦生長快、耗氧量大,故蝦池水質要保持清新,每周加水15~20cm,使水質新鮮潔爽,并有足夠的溶解氧,池水透明度控制在35cm深以上,當天氣過冷或過熱時,應適當加深池水,以穩(wěn)定水溫,防止出現極限溫度。
2.3增氧
當水中溶氧低、水質老化或遇雷陣雨、悶熱、連綿陰雨天氣時,應減少投餌量或停餌,并注意觀察。若發(fā)現龍蝦反應遲鈍,游集岸邊,浮頭向岸上爬行,說明缺氧嚴重,應及時注水或開增氧機增氧。
2.4勤管
應勤檢查、勤巡塘,注意龍蝦的覓食、活動、生長和脫殼等情況,并及時采取措施。要不斷清除池中青苔,檢查進、排水口的過濾網,并要注意蝦病的防治,同時注意池中是否有敵害生物,如水老鼠、水蛇、水鳥及害魚等,如有應及時捕殺和驅趕。此外,還應隨時清除池中的浮萍、藻類、水草等有害生物。
3龍蝦養(yǎng)殖的幾點注意事項
3.1養(yǎng)殖龍蝦基礎設施很重要
龍蝦每年有幾次產卵期。1對雌雄龍蝦1次最多能繁育700只蝦苗,通常初春上市的龍蝦都是上年秋天繁育的蝦仔,而春天繁育的蝦仔只需養(yǎng)殖50多天,即可上市。龍蝦養(yǎng)殖戶第1年只要把大的整只龍蝦留住作種,到了秋天,龍蝦就會打窟進洞產仔,第2年就不用購買太多的龍蝦苗。因為龍蝦愛打洞,所以低埂高圍和內塘養(yǎng)龍蝦的圍埂最起碼要有5m寬,圍網也要下埋2m深,以防龍蝦逃跑。
3.2龍蝦飼料很重要
龍蝦喜歡生活在有水花生、茭白的水域,養(yǎng)龍蝦的塘內可以模擬湖泊生態(tài)環(huán)境,種植一些茭白、水花生,一來夏天可以蔽蔭,防止龍蝦早熟,二來可以滋生龍蝦愛吃的浮游生物。龍蝦的胃口非常好,小麥、玉米等各種野雜食都是好飼料。龍蝦是甲殼類動物,每脫一次殼就長大一次,因此塘內應經常加注新水,以助龍蝦脫殼生長。
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