水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢

楊蓓蓓（山東省濱州市海洋發(fā)展研究院 山東 濱州 256600）

信息化技術(shù)的發(fā)展彌補(bǔ)了人力水產(chǎn)養(yǎng)殖的各種技術(shù)問題，使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大化，實(shí)現(xiàn)了該行業(yè)的縱深發(fā)展與橫向擴(kuò)散。目前，知識挖掘技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)等技術(shù)被應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖中，并取得良好效果。業(yè)內(nèi)人員應(yīng)在此基礎(chǔ)上不斷探索信息化技術(shù)新的應(yīng)用路徑與進(jìn)一步發(fā)展的渠道，為推進(jìn)行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展提供助力。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀

1.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖信息獲取技術(shù)

現(xiàn)階段別應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中的信息獲取技術(shù)主要包括以下幾種：

1.1.1 知識挖掘技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以將錄入的信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的具體應(yīng)用以及其自動識別內(nèi)容，是一種應(yīng)用較早的信息獲取技術(shù)。養(yǎng)殖人員在查閱文獻(xiàn)、瀏覽養(yǎng)殖日志、瀏覽調(diào)查問卷等內(nèi)容時，可以將獲取到的有用的知識錄入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，再由知識挖掘技術(shù)對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換和自動識別。

1.1.2 遙感技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以被用到采集水域信息當(dāng)中，也可以被用于獲取水質(zhì)參數(shù)?，F(xiàn)階段水產(chǎn)養(yǎng)殖人員對該技術(shù)的應(yīng)用集中于獲取區(qū)域的地理信息，并根據(jù)遙感技術(shù)獲取的信息采取科學(xué)的預(yù)處理手段，使養(yǎng)殖工作能夠順利開展。

1.1.3 傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)主要被應(yīng)用于收集水產(chǎn)養(yǎng)殖對象的行為參數(shù)以及養(yǎng)殖區(qū)域水環(huán)境的參數(shù)。養(yǎng)殖人員可根據(jù)養(yǎng)殖魚類的具體特征選擇專業(yè)的傳感器，借助傳感技術(shù)捕捉魚類的具體行為數(shù)據(jù)，并使用信息技術(shù)對其進(jìn)行分析，觀察養(yǎng)殖魚類的生長情況[1]。同時，養(yǎng)殖人員還可以使用水質(zhì)傳感器對養(yǎng)殖區(qū)域的水環(huán)境進(jìn)行長期監(jiān)測，并根據(jù)其反饋的情況采取合適的手段處理區(qū)域的水環(huán)境，為水產(chǎn)營造出一個良好的生存環(huán)境。

1.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖信息處理應(yīng)用技術(shù)

現(xiàn)階段的水產(chǎn)養(yǎng)殖信息處理與應(yīng)用技術(shù)主要包括以下幾種：

1.2.1 水質(zhì)監(jiān)測與管理技術(shù)。水產(chǎn)產(chǎn)品的養(yǎng)殖質(zhì)量在很大程度上取決于水質(zhì)，水質(zhì)監(jiān)測是水產(chǎn)養(yǎng)殖管理工作的重中之重。通常情況下，溶氧量、酸堿值、電導(dǎo)率、水溫等參數(shù)是衡量水質(zhì)好壞的測定因素。目前，科學(xué)家研究出了基于短波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期水質(zhì)監(jiān)測模型以及水質(zhì)預(yù)警體系，此類技術(shù)被應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測工作當(dāng)中，可以在數(shù)據(jù)不完全的情況下對區(qū)域水質(zhì)進(jìn)行合理分析，并預(yù)測出水域存在的水質(zhì)問題。

1.2.2 疾病預(yù)警與診斷技術(shù)。水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展面臨的主要難題就是水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品的病癥復(fù)雜，如果不對其做好處理，會直接影響到養(yǎng)殖產(chǎn)品的質(zhì)量與食品安全。然而，中國水產(chǎn)養(yǎng)殖的種類十分多，水產(chǎn)的發(fā)病原因十分復(fù)雜，且發(fā)病的種類非常多，短時間傳播速度十分快，具有爆發(fā)性強(qiáng)與流行性強(qiáng)的特點(diǎn)。為解決中國水產(chǎn)養(yǎng)殖疾病防控方面的問題，相關(guān)專家重點(diǎn)研究了魚病遠(yuǎn)程監(jiān)測、診斷、預(yù)警的信息化技術(shù)。比如，溫繼文于2008年提出了UML魚病遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)與信息化魚病診斷系統(tǒng)等等，使魚病診斷工作效率提高，實(shí)現(xiàn)魚病的有效預(yù)防與控制。

1.2.3 信息化配方管理與投飼決策技術(shù)。水產(chǎn)養(yǎng)殖的配方管理、投飼決策會直接影響到水產(chǎn)養(yǎng)殖的效率與質(zhì)量。將信息化技術(shù)應(yīng)用到投飼管理當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)對飼料投放量的綜合分析，使投放飼料的營養(yǎng)充足。比如，借助信息化技術(shù)對水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料的最優(yōu)配方進(jìn)行探索，通過構(gòu)建模型、引入相關(guān)參數(shù)等多種方式使飼料配方實(shí)現(xiàn)最優(yōu)解。比如，有的水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)將模型應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的養(yǎng)殖工作中，在模仿魚類的食欲的同時得出了最優(yōu)的養(yǎng)飼模型，明顯提高了飼料的利用率。

1.2.4 自動化養(yǎng)殖技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)綜合應(yīng)用了傳感技術(shù)、建模技術(shù)與信息化控制技術(shù)。通過各類傳感器捕捉水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，之后使用建模技術(shù)搭建出與實(shí)際情況相關(guān)的信息化養(yǎng)殖模型，養(yǎng)殖人員根據(jù)模型反饋情況調(diào)整養(yǎng)殖策略，優(yōu)化養(yǎng)殖方法，從而提升水產(chǎn)養(yǎng)殖的自動化、科學(xué)化水平[2]。

2 水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 信息獲取的自動化程度更高

傳統(tǒng)的信息獲取手段存在耗時長、重復(fù)行為多、需要投入過多的人力物力等不足，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化水產(chǎn)養(yǎng)殖對信息獲取工作的具體要求。隨著自動化技術(shù)、傳感技術(shù)、建模技術(shù)、參數(shù)處理技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多種技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的信息獲取技術(shù)逐漸被更新，新的自動化信息獲取技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。比如，目前的很多水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)就大規(guī)模的使用了傳感技術(shù)、集成技術(shù)、遙感技術(shù)等多種技術(shù)，不僅能夠在短時間內(nèi)獲取到有效的數(shù)據(jù)信息，還可以確保相應(yīng)信息的真實(shí)性和有效性。目前中國的信息化技術(shù)發(fā)展速度飛快，5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等技術(shù)逐漸普及。未來中國的水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)可能會大規(guī)模應(yīng)用以上技術(shù)，使水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的信息獲取手段更趨近于自動化、集成化。

2.2 水產(chǎn)裝備的智能化程度更高

在信息化關(guān)鍵技術(shù)被普及到水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)后，養(yǎng)殖裝備的智能化發(fā)展是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢[3]。客觀來說，智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖裝備是一種信息精確感知、裝備自動控制、人工輔助決策的綜合性強(qiáng)的智能技術(shù)產(chǎn)品。與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相比，水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的智能養(yǎng)殖裝備尚處于起步階段，其發(fā)展水平并不高，現(xiàn)階段只能被應(yīng)用于檢測養(yǎng)殖對象行為與解讀養(yǎng)殖對象行為的工作中。在智能技術(shù)、信息化技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，可以預(yù)測出，在不遠(yuǎn)的未來中國的水產(chǎn)養(yǎng)殖裝備智能化程度更高，能夠?qū)崿F(xiàn)對養(yǎng)殖對象的精準(zhǔn)管控與高效捕捉，實(shí)現(xiàn)對養(yǎng)殖區(qū)域植苗計(jì)數(shù)分選、采收等工作的自動化處理與智能化決策。比如，專家可以綜合自然語言、知識圖譜、大數(shù)據(jù)等多項(xiàng)技術(shù)對人工智能養(yǎng)殖手段進(jìn)行優(yōu)化，提升智能化養(yǎng)殖的精準(zhǔn)化水平與智能化水平。

2.3 信息技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣泛

近年來，中國不少水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)應(yīng)用信息化技術(shù)對傳統(tǒng)的養(yǎng)殖手段進(jìn)行優(yōu)化，并取得了良好的養(yǎng)殖成績，比如提高產(chǎn)量、有效預(yù)防病害等等。在此背景下，更多的水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)認(rèn)識到了信息化養(yǎng)殖技術(shù)的重要性，增強(qiáng)了信息化發(fā)展意識。這使得信息技術(shù)的應(yīng)用地位更高，其應(yīng)用范圍更廣?？梢灶A(yù)測，未來的信息化養(yǎng)殖技術(shù)不僅可以被應(yīng)用到水質(zhì)檢測、魚類病害監(jiān)控防治，還可以被應(yīng)用于分析水產(chǎn)養(yǎng)殖對象在的原生種生態(tài)、探索提升水產(chǎn)養(yǎng)殖效率等多項(xiàng)工作當(dāng)中，為提升信息獲取精確度、優(yōu)化養(yǎng)殖方式提供關(guān)鍵幫助。

2.4 養(yǎng)殖者的信息化思維更深刻

在信息化技術(shù)不斷普及的現(xiàn)代社會，水產(chǎn)養(yǎng)殖逐漸向著自動化、信息化、智能化的方向發(fā)展，養(yǎng)殖者處于新舊養(yǎng)殖管理手段連接的尷尬地位，舊的養(yǎng)殖理念不適應(yīng)新時代的養(yǎng)殖方法，而養(yǎng)殖者正在摸索新的養(yǎng)殖理念。在不斷的發(fā)展過程中，養(yǎng)殖者能夠逐漸意識到現(xiàn)代化養(yǎng)殖方法的優(yōu)勢，并將傳統(tǒng)養(yǎng)殖的優(yōu)勢與信息化養(yǎng)殖的特點(diǎn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)養(yǎng)殖思維到智能養(yǎng)殖思維的有效過渡，從而加快水產(chǎn)養(yǎng)殖的信息化發(fā)展步伐。

3 結(jié)語

綜上所述，目前的水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化技術(shù)日趨成熟，傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遙感技術(shù)等技術(shù)科被直接應(yīng)用于養(yǎng)殖工作中，為提高養(yǎng)殖產(chǎn)量、提升養(yǎng)殖質(zhì)量作出了積極貢獻(xiàn)。然而，還有一些信息化關(guān)鍵技術(shù)在應(yīng)用中仍存在不足，比如信息集成、處理的智能化程度還不夠高等等。相關(guān)人員應(yīng)重視對關(guān)鍵技術(shù)的研究與發(fā)展，積極推進(jìn)新技術(shù)與水產(chǎn)養(yǎng)殖的深度融合，實(shí)現(xiàn)二者的共同進(jìn)步。