1.一種基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬方法,其特征在于該方法包括步驟:
(1)獲取魚(yú)類個(gè)體所生活的水環(huán)境區(qū)域,并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,其中每個(gè)網(wǎng)格都被賦予水深和流速;
(2)從預(yù)設(shè)的魚(yú)類不同生命階段—喜好流速范圍映射表中查找魚(yú)類個(gè)體當(dāng)前的生命階段對(duì)應(yīng)的喜好流速范圍;
(3)獲取魚(yú)類個(gè)體當(dāng)前所在網(wǎng)格的水流流向,并判斷若魚(yú)類個(gè)體在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)按照水流方向的逆方向運(yùn)動(dòng),是否能達(dá)到流速為魚(yú)類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格;若是,則將魚(yú)類個(gè)體模擬運(yùn)動(dòng)至該網(wǎng)格,若否,則執(zhí)行步驟(4);
(4)根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)格的流速和魚(yú)類個(gè)體的趨流率從預(yù)設(shè)的游動(dòng)方向表中查找出魚(yú)類個(gè)體的游動(dòng)方向,并判斷若魚(yú)類個(gè)體在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)按照查找的方向運(yùn)動(dòng),是否能達(dá)到流速為魚(yú)類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格;若是,則將魚(yú)類個(gè)體模擬運(yùn)動(dòng)至該網(wǎng)格,若否,則執(zhí)行步驟(5);
(5)將魚(yú)類個(gè)體模擬運(yùn)動(dòng)至最近可滿足生存要求的網(wǎng)格;
(6)返回(3)進(jìn)行循環(huán)判斷和運(yùn)動(dòng),到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)刻時(shí),停止模擬魚(yú)類個(gè)體運(yùn)動(dòng),得到當(dāng)前魚(yú)類個(gè)體的運(yùn)動(dòng)位置;
(7)匯總眾多魚(yú)類個(gè)體各個(gè)時(shí)刻的位置,得到魚(yú)群的實(shí)時(shí)空間分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬方法,其特征在于該方法還包括步驟:
若網(wǎng)格水域所容納的生物量超過(guò)了網(wǎng)格水域的生態(tài)承載力,則將魚(yú)類個(gè)體的運(yùn)動(dòng)方向排除掉該網(wǎng)格水域;
若魚(yú)類個(gè)體所在網(wǎng)格水域所容納的生物量超過(guò)了網(wǎng)格水域的生態(tài)承載力,則將魚(yú)類個(gè)體隨機(jī)概率地向外運(yùn)動(dòng)重新尋找流速為魚(yú)類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格或標(biāo)記為死亡并停止運(yùn)動(dòng)模擬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬方法,其特征在于該方法還包括步驟:
當(dāng)檢測(cè)到魚(yú)類個(gè)體當(dāng)前所在網(wǎng)格出現(xiàn)能夠威脅到魚(yú)類生存的劇烈變化時(shí),將魚(yú)類個(gè)體標(biāo)記為死亡并停止運(yùn)動(dòng)模擬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬方法,其特征在于:步驟(3)、(4)、(5)中,魚(yú)類個(gè)體的模擬運(yùn)動(dòng)具體為:在一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)Δt后,位置從(xt-1,yt-1)更新為(xt,yt),且每一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)都重新從魚(yú)類個(gè)體所在生命階段對(duì)應(yīng)的游速范圍中隨機(jī)選擇一游速作為魚(yú)類個(gè)體的運(yùn)動(dòng)速度u,其中,
xt=xt-1+u×cosα×Δt
yt=y(tǒng)t-1+u×sinα×Δt
式中,u為魚(yú)類個(gè)體的游速,α為魚(yú)體軸線與y軸正方向的夾角,用以表示魚(yú)類個(gè)體的游動(dòng)方向。
5.一種基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬系統(tǒng),其特征在于該系統(tǒng)包括:
網(wǎng)格劃分單元,用于獲取魚(yú)類個(gè)體所生活的水環(huán)境區(qū)域,并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,其中每個(gè)網(wǎng)格都被賦予水深和流速;
魚(yú)類不同生命階段—喜好流速范圍映射表,用于存儲(chǔ)魚(yú)類個(gè)體各個(gè)生命階段對(duì)應(yīng)的好流速范圍;
第一運(yùn)動(dòng)模擬單元,用于獲取魚(yú)類個(gè)體當(dāng)前所在網(wǎng)格的水流流向,并判斷若魚(yú)類個(gè)體在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)按照水流方向的逆方向運(yùn)動(dòng),是否能達(dá)到流速為魚(yú)類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格;若是,則將魚(yú)類個(gè)體模擬運(yùn)動(dòng)至該網(wǎng)格,若否,跳轉(zhuǎn)至第二運(yùn)動(dòng)模擬單元;
游動(dòng)方向表,用于存儲(chǔ)網(wǎng)格的流速和魚(yú)類個(gè)體的趨流率與魚(yú)類游動(dòng)方向的關(guān)系;
第二運(yùn)動(dòng)模擬單元,用于根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)格的流速和魚(yú)類個(gè)體的趨流率從預(yù)設(shè)的游動(dòng)方向表中查找出魚(yú)類個(gè)體的游動(dòng)方向,并判斷若魚(yú)類個(gè)體在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)按照查找的方向運(yùn)動(dòng),是否能達(dá)到流速為魚(yú)類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格;若是,則將魚(yú)類個(gè)體模擬運(yùn)動(dòng)至該網(wǎng)格,若否,跳轉(zhuǎn)至第三運(yùn)動(dòng)模擬單元;
第三運(yùn)動(dòng)模擬單元,用于將魚(yú)類個(gè)體模擬運(yùn)動(dòng)至最近可滿足生存要求的網(wǎng)格;
模擬停止單元,用于當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)時(shí)刻時(shí),停止模擬魚(yú)類個(gè)體運(yùn)動(dòng),得到當(dāng)前魚(yú)類個(gè)體的運(yùn)動(dòng)位置;
匯總單元,用于匯總眾多魚(yú)類個(gè)體各個(gè)時(shí)刻的位置,得到魚(yú)群的時(shí)空動(dòng)態(tài)分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬系統(tǒng),其特征在于:還包括:
網(wǎng)格生物量檢測(cè)單元,用于在網(wǎng)格水域所容納的生物量超過(guò)了網(wǎng)格水域的生態(tài)承載力時(shí),將魚(yú)類個(gè)體的運(yùn)動(dòng)方向排除掉該網(wǎng)格水域;以及當(dāng)魚(yú)類個(gè)體所在網(wǎng)格水域所容納的生物量超過(guò)了網(wǎng)格水域的生態(tài)承載力時(shí),將魚(yú)類個(gè)體隨機(jī)概率的向外運(yùn)動(dòng)重新尋找流速為魚(yú)類喜好流速范圍內(nèi)的網(wǎng)格或標(biāo)記為死亡并停止運(yùn)動(dòng)模擬。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬系統(tǒng),其特征在于:還包括:
網(wǎng)格狀態(tài)檢測(cè)單元,用于當(dāng)檢測(cè)到魚(yú)類個(gè)體當(dāng)前所在網(wǎng)格出現(xiàn)能夠威脅到魚(yú)類生存的劇烈變化時(shí),將魚(yú)類個(gè)體標(biāo)記為死亡并停止運(yùn)動(dòng)模擬。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于個(gè)體模式的魚(yú)類運(yùn)動(dòng)與空間分布模擬系統(tǒng),其特征在于:所述第一運(yùn)動(dòng)模擬單元、第二運(yùn)動(dòng)模擬單元和第三模擬運(yùn)動(dòng)單元中,魚(yú)類個(gè)體的模擬運(yùn)動(dòng)具體為:在一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)Δt后,位置從(xt-1,yt-1)更新為(xt,yt),且每一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)都重新從魚(yú)類個(gè)體所在生命階段對(duì)應(yīng)的游速范圍中隨機(jī)選擇一游速作為魚(yú)類個(gè)體的運(yùn)動(dòng)速度u,其中,
xt=xt-1+u×cosα×Δt
yt=y(tǒng)t-1+u×sinα×Δt
式中,u為魚(yú)類個(gè)體的游速,α為魚(yú)體軸線與y軸正方向的夾角,用以表示魚(yú)類個(gè)體的游動(dòng)方向。