毕业设计远洋渔业数据库设计.doc

毕业设计（论文）
（2011届本科）

题 目：远洋渔业数据库设计

学 院：海洋科学学院
专 业：海洋技术
班 级：2 班
姓 名：王 军
学 号：0726220
指导教师：李阳东

2011年 6 月

目 录

摘要 1
Abstract 1
1 绪论 2
1.1 研究背景 2
1.2 国内外渔业数据库的现状及发展 3
1.2.1 国外有关渔业数据库的现状 3
1.2.2 我国有关渔业科学数据库的现状及发展 3
1.3 建立数据库的目的及意义 5
1.3.1 建立远洋渔业数据库的目的 5
1.3.2 建立远洋渔业数据库的意义 5
1.4 研究内容及结构 5
1.4.1 研究内容 5
2 远洋渔业数据管理现状分析 7
2.1 远洋渔业数据的来源 7
2.2 远洋渔业数据管理现状分析 8
2.2.1 远洋渔业数据管理形式 8
2.2.2 远洋渔业管理现状分析 8
3 远洋渔业数据分析 10
3.1 金枪鱼渔业数据分析 10
3.1.1 金枪鱼生物学数据分析 10
3.1.2 金枪鱼环境数据分析 11
3.1.3 金枪鱼捕捞技术数据分析 11
3.1.4 金枪鱼生产数据分析 12
3.1.5 兼补问题及管理措施 12
3.2 鱿鱼渔业数据分析 13
3.2.1 鱿鱼生物学数据分析 13
3.2.2 鱿鱼环境数据分析 13
3.2.3 鱿鱼捕捞技术数据分析 13
3.3 竹荚鱼数据分析 14
3.3.1 竹荚鱼生物学数据分析 14
3.3.2 竹荚鱼环境数据分析 14
3.3.3 竹荚鱼捕捞技术数据分析 14
3.4 船舶数据分析 15
3.5 空间数据分析 15
3.5.1 空间数据类型 15
3.5.2 空间数据表示方法 16
3.5.3 空间数据表示类型 16
3.5.4 空间数据作用 17
4 远洋渔业数据库设计 17
4.1 远洋渔业调查数据库设计 19
4.1.1 远洋渔业调查数据库设计原则与方法 19
4.1.2 远洋渔业数据库需求分析 21
4.1.3 远洋渔业数据库概念结构设计 22
4.1.4 远洋渔业调查数据库逻辑结构设计 24
4.1.5 远洋渔业地理数据库物理结构设计 25
4.2 远洋渔业空间数据库设计 25
4.2.1 远洋渔业空间数据库的设计 26
4.2.2 数据库中的数据建立 27
5 远洋渔业数据库索引机制研究与建立 28
5.1 空间索引机制研究 28
5.1.1 R树类索引 29
5.1.2 KD树类索引 29
5.1.3 Quad-Tree类索引 29
5.1.4 网格索引 30
5.1.5 几种索引优缺点的比较 31
5.2索引的建立 32
5.2.1 调查数据索引的建立 32
5.2.2 空间索引的建立 32
6 结论与展望 34
6.1 结论 34
6.2 展望 34
谢辞 35
参考文献 36
附表 38

III
上海海洋大学2011届毕业设计(论文) 远洋渔业数据库设计

远洋渔业数据库设计

摘要：我国远洋渔业已经经历了26年。在这期间，我国通过渔业生产、海区调查等方式积累了大量的远洋渔业数据。并且随着时间的推移以及科学技术（如RS、GIS等技术）在远洋渔业方面的应用，远洋渔业数据必将是海量的。如何高效的管理这些数据是本文要解决的关键。本文通过对远洋渔业中3种经济鱼（即金枪鱼、竹荚鱼、柔鱼）的生产、调查、地理等相关方面数据的分析，基于SQL Server2000设计了远洋渔业调查数据库，基于Geodatebase设计了远洋渔业空间数据库。通过数据库的形式，实现了远洋渔业海量数据的高效管理。在对远洋渔业空间数据的索引方法进行了研究与比较后，针对本数据库的空间数据建立了G树索引，为快速而方便的查询数据提供了方法。
关键字：远洋渔业；数据库设计；空间索引

the design of pelagic fishery database

abstract:During the 26 years that pelagic fishery of our country has gone through , we have accumulated a lot of pelagic fishing data by fishing production ,sea surveys, etc.With time going and the application of science and technology (such as RS, GIS and other technologies) in pelagic fishery,there must be a flood of data.How we manage these data efficiently is the key to be solved in this article.I have analysised the data of the three kinds of economic fish (ie tuna, mackerel,squid) ,which includes production, research, geography, and other related aspects of data. based on the SQL Server2000,I have designed survey database of pelagic fishing and designed spatial database based on Geodatebase.I implement the efficient management of these huge amounts of data though these databases.After having studied and compared the way of spatial index,I established a G-tree index for this database of pelagic fishing.By this index,we can query data quickly and easily.
key words: pelagic fishery; the design of database;spatial index

远洋渔业数据库设计
1 绪论
1.1 研究背景
远洋渔业作为海洋经济的重要组成部分，已经涉及导国家的海洋权益、经济利益、食物供应安全、资源和外交战略等方面，我国对远洋渔业给予了高度的重视。在经过了20多年的积累和发展后，我国已经跻身于世界主要远洋渔业大国之列。在这20几年里，我国海洋工作者在进行远洋捕捞的同时，也对多数海区进行了大规模的调查，积累大量的远洋渔业数据。
科学技术突飞猛进，网络技术、遥感技术、GIS等已经应用于远洋渔业中。如在国家863计划海洋监测技术主题支持下，我国研究并建成了海洋渔业遥感信息服务示范系统，研制开发了分别以东海区、北太平洋鱿鱼渔场，大洋金枪鱼渔场渔业信息服务产品生成为目标的具有自主产权的海洋渔业遥感信息处理、分析与服务软件系统；大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室重要平台之一海洋渔业遥感GIS技术实验室（FRG）将RS技术和GIS技术应用于海洋渔业，为渔业生产部门提供鱼情速报、渔业资源评估、海洋生态环境检测等提供服务与支持。这些平台也为远洋渔业提供了很多的数据。
海洋科技工作者获得这些数据后，抽样对这些数据进行分析处理，但是基本处在电子表格的手工操作基础上，并且没有统一且规范的格式，这样不仅费时费力且容易操作失误和增加人为误差。现在虽然利用已有的数据开发了很多的数据库信息系统，但是这些信息系统大多存在的问题是数据量少、表现形式单一而且陈旧，不能反映海区资源的实时总体特征；大多针对单一用户提供单一产品，应用面较窄，共享性差。因此，将遥感与GIS技术获得的数据存放于数据库中，并利用数据库技术对远洋渔业信息进行信息管理，不仅可以获得更新的数据资料，还可以为渔业资源信息提供高质量的科学决策。
在这样的情况下，我依据现有的数据库并且结合上海海洋大学海洋渔业遥感GIS技术实验室（FRG）的数据，结合当前RS以及GIS技术获得资料，拟开发远洋渔业数据库，更好的为海洋渔业科研奠定基础，为海洋渔业管理提供指导，为海洋渔业生产服务。
1.2 国内外渔业数据库的现状及发展
1.2.1 国外有关渔业数据库的现状
近年来，越来越多的国家已经不同程度地将数据库技术应用于海洋渔业研究、管理和生产领域，并已成为重要的发展方向。国际互联网的产生使各种数据库中的信息在世界范围内的快速传播成为可能。发达国家通过计算机技术来获取、处理和传递各类渔业信息的应用已进入实用化阶段。
联合国粮农组织（FAO）利用来自各个国家报告办公室的渔业统计资料建立了许多与渔业有关的信息系统，如：水产品种数据库（DIAS，介绍了大约3150份淡水和海水鱼类、软体动物和甲壳类动物品种的记录）、FiSAT（为鱼类资源分析设计而建立）、FISHERS（保存了1961年以来各国从事渔业人数统计资料）、FISHERY FLEET数据库（保存了渔船队有甲板和无甲板船只的统计资料）等及FIGIS（Fisheries Global Information System），该系统通过有效地管理和传播渔业信息，为渔业政策决策者提供及时、可靠和全面的全球信息。FAO将所得的统计资料存入数据库，为世界渔业状况、以往趋势和未来前景等研究提供依据。美国从八十年代就开始筹建世界上最大农业信息网络系统，由美国海洋渔业局牵头建立的The Fisheries Information Systern(FIS),是美国的国家渔业信息系统。该系统目前承担渔业数据收集、提供信息产品和服务、与合作伙伴共享信息、为制定政策法规提供决策依据等四大功能。世界渔业中心（WordFish Center）于1998年建立了目前所有各类生物多样性物种数据库中最具规模的且推动的最成功的数据库FishBase，收录了世界上17500多种鱼类，分别描述了每个种类的生物学、生态学、分类学、种群动态、遗传、生理等特征及其经济价值等，具有很高的科学价值和实用价值。加拿大、日本和澳大利亚等国也早已建立了海洋渔业生物资源数据库、环境数据库、市场信息数据库、灾病害数据库和文献专利技术数据库等，并提供服务。
1.2.2 我国有关渔业科学数据库的现状及发展
(1) 我国有关渔业科学数据库的现状
我国在经过多年的努力后，也开发出一批具有较高实用价值的海洋渔业数据库。当前我国的海洋渔业科学数据库涵盖了渔业相关产业的5大基础领域，形成了以种质资源、自然资源、生产技术信息、管理服务信息、市场信息为核心的相关数据库[1]。海洋种质资源数据库包括全国不同类型、不同品种、不同自然生境的水产生物种质资源数据库和人工生态数据库。渔业自然资源数据库目前所涵盖的相关数据源包括：渔业自然物种资源数据、主要经济鱼类涧游分布数据、海洋生物栖息环境数据、内陆自然水域生态环境与养殖水域环境监测数据等。渔业生产技术信息数据库从养殖生产实际需求和产业链关键环节出发，收集水产养殖实用技术的相关数据，包括经济水产动植物的生物学特性、苗种繁育、商品养殖、养殖工程、饲料、病害防治等各个技术层面，如实用养殖技术数据库等。水产品市场信息数据库的数据源主要包括各类水产品价格信息、市场行情、鱼苗供应情况等，其主要展现形式为网上水产商城、水产资讯网等。渔业机构和管理服务信息数据库主要是面向渔业管理机构、渔业科研机构、渔业或水产公司和集团等管理性或生产经营性单位，如渔业科技文献数据库、科研成果管理数据库、全国渔业区划数据库、渔业统计数据库、海洋捕捞许可证与船籍证管理数据库等。其中有的已经推广应用，并在海洋渔业的研究、管理和生产中发挥了重要的作用[2]。
(2) 我国有关渔业科学数据库的发展
a. 世纪八、九十年代
在二十世纪八十年代，由水利部、中国科学院共同承担了《水库渔业数据库》的建库工作。该系统储存一千多座水库的渔业数据，在IBM—PC／XT及其兼容机上运行，主要具有数据查询、删除和修改功能。在二十世纪九十年代，段辛斌、陈大庆等[3]作者采用了面向对象数据库建摸方法Mi crosoft Vi sual FoxPro(简称VFP)建立了“长江渔业资源动态监测网数据的管理”，实现了1996-2000年监测网对数据库系统对长江渔业资源青鱼、草鱼、鲢、鳙、南方鲇、铜鱼、圆口铜鱼、鲤等主要经济鱼类渔获量、渔获物组成变化趋势的动态监测，还有对中华鲟、长江鲟、白鲟、胭脂鱼等名贵珍稀物种资源变迁及繁殖场和栖息地跟踪监测。毕健，陈新军[4]利用来自于舟山、上海、烟台、大连、宁波等17个渔业公司或者单位提供的1994-1995年渔获量统计资料建立了西北太平洋鱿鱼钓数据库，利用Foxpr数据库系统准确快速处理鱿鱼钓渔获量数据，并能统计资料，把产量、投入船数、平均日产量等作为时间系列, 利用经济领域中的预测方法来预测产量、可投入船数、平均日产量等，指导渔业生产与管理。
b. 二十一世纪
进入二十一世纪后，由于计算机、数据库以及网络技术的飞速发展，数据库不仅仅可以实现查询、打印等简单的功能，还增加了数学分析等功能，这使得数据库信息更加趋于开放化，多向化，数学化。陈卫忠、李长松等[5]在系统收集东海区理念海洋捕捞产量、捕捞努力量统计资料、主要经济鱼类生物学参数以及渔业资源研究文献报告等资料基础上，对数据资料进行整理和补充，建立了渔业资源研究数据库。其利用利用Basic编程语言实现了渔业资源评估、产量预报、回归分析、判别函数分析等数据处理、分析功能，通过Foxpro编程和API接口，实现对数据库的管理和对数据处理功能的调用，形成了东海区海洋渔业资源数据库系统，系统提供数据的输入、修改、删除、查询检索、分析处理、输出打印等功能。杨宁生、葛常水等[6]建立的水产种质资源信息库包括了我国海洋和内陆水域水生动植物种类基本特征数据库、我国各海区渔业环境和主要经济种类分布数据库、我国主要渔业经济种类统计数据库、有关水产种质资源研究的文献数据库等9个数据库。
1.3 建立数据库的目的及意义
1.3.1 建立远洋渔业数据库的目的
建立远洋渔业数据库，将各种形式的渔业数据整理后建立成为一个标准且规范的数据库，同时将RS、GIS技术获得数据应用到数据库中，给海洋科学工作者以及相关部门提供一个动态的、实时的、快捷的数据库共享平台。利用该数据库，可进行渔业数据的查询和分析处理，准确评估远洋渔业资源现状，不仅可以为有效保护、持续利用、科学管理渔业资源提供科学依据，还可以为各级渔业行政管理、生产部门指导与合理安排渔业生产提供了依据。
1.3.2 建立远洋渔业数据库的意义
本数据库具有非常重要的实践价值和科研意义，主要体现在：
1、建立远洋渔业中三大经济鱼生产数据库，使之服务于渔业生产的统计、管理与保护，使分析数据、采集、组织、管理上具有统一性，实现了系统资源共享，并为渔业资源信息系统走向规范化、实用化奠定了应用基础；
2、建立远洋渔业信息数据库，探索和积累经验，研究数据库技术在远洋渔业生产、管理的应用，为资源评估及其管理打下基础；
3、为今后对远洋渔业资源种群数量变动及的监测及其发展趋势的分析奠定基础；
4、较全面掌握远洋渔业资源的现状，为从事渔业资源行业的专家学者，为中国渔业捕捞产业的健康发展提供了科学的基础数据，同时为政府部门宏观决策、科学管理、提高办公效率、降低劳动强度作保证。
1.4 研究内容及结构
1.4.1 研究内容
本文对3种经济鱼（金枪鱼、柔鱼、竹荚鱼）数据进行了系统的分析，并以此数据为主完成远洋渔业数据库的建立，该数据库包括：金枪鱼、柔鱼和竹荚鱼生产数据库；金枪鱼、柔鱼和竹荚鱼生产调查生物学数据库；金枪鱼、柔鱼和竹荚鱼生物学统计数据库；生产调查环境数据库（包括海况气象、温盐深观测、海流观测）、船舶档案库以及相关的地理空间数据库。在详细介绍了各个数据库的建立之后，重点对远洋渔业地理数据的空间索引机制进行了研究。

1.4.2 研究结构
第六章 结论与展望
结论
展望
远洋渔业数据库的建立
第五章 远洋渔业数据库索引机制研究与建立
空间索引机制研究
远洋渔业地理数据库索引的建立
第二章 远洋渔业数据管理现状分析
远洋渔业数据管理现状分析
远洋渔业数据来源
第一章 绪论
研究内容及结构
建立数据库的目的及意义
国内外渔业数据库的现状及发展
研究背景
第三章 远洋渔业数据分析（以三种经济鱼为例）
船舶数据分析
竹荚鱼数据分析
柔鱼数据分析
金枪鱼数据分析
地理数据分析
第四章 远洋渔业数据库设计
远洋渔业数据库概念结构、逻辑结构、物理结构设计
远洋渔业数据库需求分析
远洋渔业空间数据库的设计

远洋渔业空间数据库数据的建立
本文的研究结构参看图1-1：

图1-1 本论文研究的总体框架
2 远洋渔业数据管理现状分析
2.1 远洋渔业数据的来源
我国自1985年由中国水产集团总公司派出第一支远洋船队远赴西非，并影响和带动了国内一批企业走出国门发展远洋渔业以来，远洋渔业已经走过了25个年头。从上世纪80年代开始的远洋渔业，现在已经成为我国农业产业中“走出去”最早、成效最为显著的领域之一[7]。在这快30年里，已经积累了大量与远洋渔业相关的数据。这些数据大致来源于远洋渔业调查、生产以及地理空间数据。
（1） 远洋渔业调查数据
远洋渔业资源调查是是人类作为认识、了解和掌握海洋渔业资源的主要手段和工具，同时也是从事渔业资源生物学研究的一项基础性工作。通过对渔业资源的综合和专项的调查及其对各种鱼类的长期监测与研究，可以了解和掌握渔业资源的生物学特性，掌握它们的数量变化和进行渔情预报，为渔业资源的保护、增殖、管理和可持续利用提供理论依据。远洋渔业资源调查主要包括海洋自然环境、生物环境、渔业资源三大部分[8]。长期以来，我国利用 “实践” 号、“向阳红” 5号、“大洋一号”等几艘海洋调查船进行了多次的综合性、区域性以及专项调查。如2005年4月至2006年1月， “大洋一号”考察船跨越太平洋、大西洋、印度洋三大洋，对太平洋中东部海底海山及资源、生物、化学、水文和底质等项目进行调查，圆满完成我国首次环球大洋科学考察任务。
（2） 远洋渔业生产数据
到2004年止，我国远洋渔船的捕捞区域已经涉及太平洋、印度洋、大西洋公海及35个国家地区管辖水域[9]，我国远洋渔业事业的发展在短短的20几年里蒸蒸日上。与世界许多国家合作以及在多水域的进行远洋渔业，也积累了大量的生产数据。我国从1989年开始在中西部太平洋、大西洋、印度洋等区域进行金枪鱼捕捞，与金枪鱼有关的生产数据（如单次作业方式、单次作业数量、各种金枪鱼的单次捕捞量及年捕捞量、年投入船舶数、年捕捞次数、年消费产量等）随着时间的积累也在日益剧增。还有柔鱼、竹荚鱼、磷虾等经济鱼的相关捕捞生产数据，每年都会产生。
（3） 地理空间数据
地理空间数据主要由空间位置数据、属性特征数据、时域特征数据三部分组成。我国远洋渔船在各个海区利用GPS进行定位和导航，产生了大量的与渔船位置相关的空间位置数据，如船舶位置、作业位置、航线等数据。利用RS技术可获得与水文以及环境相关的海量数据，利用这些数据可以对某区域一年的温度、盐度、叶绿素等进行分析等。同时联合国粮农组织（FAO）专门针对世界内陆水域和三大洋进行了渔区统计的划分等，将世界大洋划分为不同的海区。还有对时间数据的采集与记录所产生的时域特征数据等。这些都是地理空间的基础数据。将这些数据作为元数据，再结合渔区，做成不同区域不同类型不同国家等图层，利用GIS技术来存储这些数据，形成各种不同的地理地图（如捕捞信息图等）或者专题地图（如温度、盐度、叶绿素等专题）。
2.2 远洋渔业数据管理现状分析
2.2.1 远洋渔业数据管理形式
海量、复杂的远洋渔业数据的管理大致经历人工管理、文件管理、数据库技术三个阶段[10] 。
人工管理阶段的大多数数据都属通过人工收集、整理及管理，主要通过纸带、卡片、磁带等外部存储器进行直接存取，此阶段数据不能大量保存，共享性差，独立性差。文件管理阶段时期用户把相关数据组织成一个文件存储在计算机中，计算机通过文件名找出用户所要的文件，这时的数据可以长期保存，管理效率高，但是数据共享性仍然很差，冗余度依然较大，独立性依旧很差。在数据库阶段，不同区域、不同种类、不同形式等的远洋渔业数据被不同的部门、不同的组织等建立成了形形色色的数据库。这些数据库方便管理，数据的共享性提高，冗余度低，易扩充，同时数据独立性也得到了提高。
现在有关远洋渔业数据管理形式多种多样。有保存下来的手工录入的纸质文档，如《中国渔业年鉴》，《中国农业年鉴》等都记录了很多关于远洋渔业的数据，供学者或者用户进行研究或者查询；有以数据库形式存储的数据，如世界渔业中心（WordFish Center）于1998年建立了的数据库FishBase；还有有以图片形式保存下来的数据，如中国科学院海洋研究所主编的《中国海洋鱼类原色图集》，记载了很多海洋鱼类知识数据，并且配以相关说明与介绍；有以影片形式存储，如我国中央电台《走进科学》栏目，走进海底世界的生物，以影视的方式记录着这些生物的环境、习性等数据；有以影像的方式记录，这些数据多数通过遥感或者航拍获得，遥感影像一般需要专业的数据读取技术才能获得；还有以声音形式记录的数据等。
2.2.2 远洋渔业管理现状分析
虽然数据库技术应用到远洋渔业数据管理中，提高了数据管理的效率，降低了数据管理的难度，但是现在数据库管理仍然存在着一些问题。
第一，远洋渔业数据管理中海洋渔业数据库规模小，信息量不全。多数数据库是使用Access、SQL Server等软件建立，由于受到软件、资料数据的限制等，导致多数渔业数据库的规模不大，库容量普遍较小。有些仅仅是简单的列举，记录的数据很少且不全面，只能反映部分问题，很难反映全貌。有些记录描述的是某一类别、某一时间段的情况，不能包容所代表的领域的情况，无法获得完整的信息；随着科技的发展，海洋渔业中很多新兴领域被逐渐开发，数据量少，导致数据库不完善……这些都制约着数据库的规模。
第二，缺少必要的规范和标准[2]。并且多数海洋渔业数据库在开始建库时，由于计量单位、专业技术术语等没有严格按照标准去执行，导致记录的标准化、规范化较差，造成了数据死角，或者产生了一些孤立条目等[1]。还有管理机构分散不统一，不同的区域由不同的机构或者组织管理，导致全国数据管理混乱。
第三，现有的远洋渔业数据库维护艰难，更新不及时，导致海洋渔业信息服务严重滞后。有的海洋渔业数据信息由于采集方式不同、人工录入与加工、表达单调（如，大部分仅是文字罗列，缺乏声音、图像和视频信息等）等导致数据信息不够准确和完整；有的缺乏数据来源，导致数据没有可靠性，无据可究；有的数据维护及更新不及时，不能准确反映情况；有的由于缺乏后续经费的支持，导致数据库维护艰难等。还有通过《中国渔业年鉴》、《中国农业年鉴》、《FAO渔业年鉴》等获得的远洋渔业信息，都是上一年的信息等。种种原因，导致海洋渔业信息服务严重滞后。
第四，海洋渔业信息资源缺乏充分和有效的开发，导致有限数据库应用不充分[2]。海洋渔业信息资源缺乏充分和有效地开发，尤其是提供给渔民用的有效资源严重不足，信息资源的种类不全、精度不高、采集技术落后，不能满足渔业信息技术研究与应用的需要，导致现有数据库应用不充分。同时由于通过现有的数据库开发出的有关海洋渔业信息技术成果与实际应用转化脱节，使得这些技术无法真正实际的得到应用。
第五，数据库开发呈现孤岛式，共享平台建设步伐缓慢。不同的地区不同的科技工作者在不同的区域建立不同的数据库，她们根据自己的需要对数据库进行“孤立”式开发。同时，由于数据库开发的速度快，导致数据库共享平台的建设跟不上数据库开发的速度。并且随着网络技术的突猛发展，数据库共享平台的建设与更新相对滞后。
第六，依靠数据库建立起来的有关远洋渔业系统平台，用户权限受制，数据共享性差。由于数据库的维护需要大量的经费投入，有些机构为了系统的长远发展，只向用户开放如浏览、查询等部分免费权限，当用户需要获得数据就收取一定的费用，这大大降低了数据的应用性。有些数据由于获得途径难得或者在某一时段很珍贵，导致用户在该时段无法下载，使得数据不能发挥其时效性。还有一些数据只向科研单位开放，普通用户连浏览、查询的权限都没有，人为地降低了数据的开放性……种种原因，导致数据的共享性差。
3 远洋渔业数据分析
经历了长达26年的远洋渔业，我国主要远洋渔业主要的对象为金枪鱼、柔鱼、竹荚鱼、鲐鱼、带鱼、磷虾等。这些渔获物都给我过的经济带来了很大的发展，为我国的远洋渔业事业做出了卓越的贡献。本章主要以金枪鱼、柔鱼、竹荚鱼的相关数据项为对象来对远洋渔业数据进行分析。
3.1 金枪鱼渔业数据分析
3.1.1 金枪鱼生物学数据分析
金枪鱼渔业是以金枪鱼类为捕获对象的渔业，其种类繁多，若以FAO渔业年鉴的统计，主要有三大类：即金枪鱼类，旗鱼、箭鱼类和小金枪鱼类。其中黄鳍金枪鱼（图3-1）、蓝鳍金枪鱼（图3-2）、箭鱼（图3-3）、长鳍金枪鱼（图3-4）、大眼金枪鱼（图3-5）、鲣鱼和马苏金枪鱼7种属于大洋性金枪鱼中最为重要的鱼种，并已形成相关的专业渔业。在金枪鱼渔业生产中，我们着重关注这些鱼种的加工重量、渔获量以及渔获尾数等。旗鱼（图3-6）科鱼类尽管鱼种较多，但因价格和渔获量等原因常作为兼补对象，渔业价值较低[8]。我国从1989年开始在南太平洋发展金枪鱼钓生产。

图3-1 黄鳍金枪鱼
图3-3 箭鱼
图3-2 蓝鳍金枪鱼

图3-5 大眼金枪鱼
图3-6 旗鱼
图3-4 长鳍金枪鱼

金枪鱼是大洋暖水性洄游鱼类，在太平洋、大西洋、印度洋都有广泛的分布。科学研究表明，通过对金枪鱼的体重、体长以及性成熟度和性别等的分析可以作为判断金枪鱼产量、存量以及对金枪鱼渔业资源进行评估的依据。
3.1.2 金枪鱼环境数据分析
环境的变化不仅会影响到金枪鱼渔场形成，而且还会影响到金枪鱼的捕捞。影响金枪鱼渔场形成的环境因子有生物的和非生物的，生物因子有海豚、上层鱼类、浮游生物等；非生物因子有海流、水温、盐度、含氧量等。
海豚经常出没的地方，黄鳍金枪鱼比较多。浮游生物是上层鱼类的食物来源，上层鱼类又是金枪鱼的食物来源。延绳钓捕捞可以以浮游生物层的深浅来决定钓钩深度和作业时间。
海流会影响到金枪鱼的渔场分布、洄游速度。此外，作业钓具的投放方向与海流的流向要保持相应的角度，这样有利于捕捞。水温可以判断渔场、金枪鱼的栖息深度等；盐度既影响着金枪鱼累的分布范围，也影响着它的分布数量。金枪鱼垂直分布与含氧量的分布有关，饵料的分布与含氧量也有关，而含氧量的高低取决于深水海流的流速与方向。光能在鱼觅食时产生一定的吸力作用，箭鱼在水中最易发现的光是绿光和红光。日本学者花、中国学者吕祥[11]等人的研究表明，厄尔尼诺和拉尼娜也会影响到金枪鱼的捕捞。
因此，生产调查环境数据如：气温、气压、表流、深度、温度、盐度、溶解氧、海流流速、海流流向等环境要素对金枪鱼渔业有着很重要的作用。
3.1.3 金枪鱼捕捞技术数据分析
在金枪鱼分布的区域内，许多国家开发此种群，主要适用延绳钓、围网和竿钓[12]。
金枪鱼延绳钓作业可分为两大类：大洋性超低温金枪鱼延绳钓和小型金枪鱼延绳钓作业，后者一般是在近海或者沿岸海域作业。延绳钓以较深水的鱼种为捕捞对象。金枪鱼延绳钓主要结构由干绳（主绳）、支绳（钩脚）、浮子绳、连接绳、浮子、钓钩、无线电发讯等组成。其主要的捕捞原理是：从船上放出一根干线于海中，有一定数量的支线和浮子以一定间距系在干线上，借助浮子的浮力使支线（一端带有鱼饵）悬浮在一定的深度的水中，用鱼饵（或拟饵）诱引金枪鱼上钩，从而达到捕捞的目的。因此，在金枪鱼延绳钓生产中，投绳船速，投起钩时间和位置，浮绳、浮绳、支绳、主绳等长度，饵料等都会影响到金枪鱼的捕捞。
金枪鱼围网渔业是现代金枪渔业中效率最高的捕捞方法，围网渔业产量占整个金枪鱼渔业总产量的60%-70%，主要捕捞对象为黄鳍金枪鱼、鲣鱼等[13]。
当前我国的金枪鱼生产的主体仍然为延绳钓作业。
3.1.4 金枪鱼生产数据分析
在对金枪鱼进行作业时，在不同的时间、不同的地点，使用不同的捕捞方式所捕获的金枪鱼总量以及种类是不同的。为了便于科学研究以及生产管理，需要对渔获的不同种类金枪鱼的加工量、渔获量、渔获尾数等进行分类统计。这样便会产生诸如：黄鳍金枪鱼、长鳍金枪鱼、南方蓝鳍金枪鱼、鲣鱼、剑旗、蓝枪鱼、印度枪鱼、条纹四鳍旗鱼、白枪鱼、尖吻四鳍旗鱼、锯鳞四鳍旗鱼、旗鱼、鼠鲨、长鳍鲭鲨、长鳍真鲨、大青鲨等种类的加工量、渔获量、渔获尾数等数据。同时还有其他鱼的加工重量、渔获量、渔获尾数数据。（注：引自中国金枪鱼渔业渔捞日志）
3.1.5 兼补问题及管理措施
金枪鱼围网渔业的发展也引起了一系列的资源问题。自20世纪50、60年代以来，由金枪鱼围网导致的海豚死亡问题受到国际社会的关注。70年代初太平洋黄鳍金枪鱼和鲣鱼围网渔业中的海洋哺乳动物的偶然性兼补问题受到关注。近年来，在其他海区作业的船只所引起的非目标鱼类如鲨鱼、海龟、海鸟、小鲸、其它鱼种等的兼补问题也日益突出。
联合国粮农组织(FAO)指出，目前世界主要金枪鱼鱼类的资源利用状况因海区和鱼种的不同，有的已出现充分、甚至过度开发，有的则处于良好的状态，有的有进一步开发的潜力（表3-1）。
表3-1 各个大洋金枪鱼开发利用状况
大洋 金枪鱼资源开发利用状况
太平洋 中等水平
印度洋 产量增长最快，资源处于健康状态
大西洋 产量下降，有小雨比重增加，过度开发
资料来源于胡家辉[14]《中国金枪鱼渔业发展研究》
渔业资源是很可贵的资源，保护渔业资源是可持续发展的必经之路。目前国际主要的金枪鱼渔业管理组织包括中西部太平洋金枪鱼委员会、印度洋金枪鱼委员会、南方蓝鳍金枪鱼保护委员会、美洲热带金枪鱼委员会、大西洋金枪鱼保护委员会。相关法律有1982年12月10日颁布的《联合国海洋法公约》以及《执行1982年12月10日＜联合国海洋法公约＞有关条款》、《中西部太平洋高度洄游鱼类种群养护和管理公约（草案）》、麦氏金枪鱼保护条约(CCSBT)等。相关国家也出台了相应的法律法规来对金枪鱼渔业资源进行保护。
目前金枪鱼资源的管理方式有：限制最小捕捞尺寸、实行捕捞许可证制度、在特定时间限制不同类型渔船作业海域、实行以TAC为主的限额捕捞制度、提高开捕年龄，设置使用人工柴鱼器的围阅船作业的禁渔期和禁渔区、捕捞统计制度等。
3.2 鱿鱼渔业数据分析
3.2.1 鱿鱼生物学数据分析
图3-7 鱿鱼
鱿鱼（如图3-7）属软体动物头足类十腕目，系大洋性暖水系动物。鱿鱼擅长游泳，常栖息在温暖而盐度较高的浅海中上层，其垂直移动范围可达百余米，以磷虾、沙丁鱼、银汉鱼、小公鱼等为食。鱿鱼具有结群行为，其群体一般由体长近似的个体所组成。索饵群体的鱿鱼，通常每一群体中雌雄比接近1:1。不同种类的鱿鱼产卵量差别很大，从几百个至几万个。此外，鱿鱼雌体的胴长与产卵量有关。
鱿鱼的生命周期短，尤其是在近海种类，相当部分生殖完后逐渐死亡。鱿鱼在整个生命周期中，不同的性腺发育阶段，其生物学和生态学特性都有所不同。妥当地对鱿鱼性腺成熟度进行分析，根据生物学特性适时捕捞，是合理利用资源的关键之一。
3.2.2 鱿鱼环境数据分析
在鱿鱼的生命周期中，环境的变化不仅会影响到鱿鱼的生长，还会影响到鱿鱼渔汛以及鱿鱼的捕捞。
在自然海域中，鱿鱼生长和渔汛不仅受到浮游植物、捕食者（如鲨、海豚等）等生物因子制约，而且还会受到水色，水温，水深，盐度，底质，光，风、降雨、波浪等海况以及天文因子等非生物因子的制约[15]。
此外，鱿鱼的捕捞还与流速与潮汐等有关，鱿鱼渔汛还与水系、气温等有关[8]。
因此，与鱿鱼生产环境相关的数据如水色、温度、盐度、水深、波浪等要素对鱿鱼的生产、生长、渔场、渔汛等都有着重要的影响。
3.2.3 鱿鱼捕捞技术数据分析
捕捞柔鱼的作业方式有钓、拖网和流刺网等，其中光诱钓捕是最重要的作业方式之一，其他传统的作业方式还有围网、耙刺类、陷阱类等[15]。目前，采用光诱钓捕作业，其年产量累计在100万吨以上。
进行光鱿钓时，钓钩的大小、颜色、钓钩使用时间等均会对鱿鱼钓捕效率产生影响。钓线的颜色以及长度会影响到钓获率，钓线粗细直接关系到鱿鱼的能见度，与此同时，作业水层深浅以及海况等会影响到光鱿钓捕作业的脱钩率[15]。
3.3 竹荚鱼数据分析
3.3.1 竹荚鱼生物学数据分析
图3-8 竹荚鱼
竹荚鱼（如图3-8）隶属鲈形目，鲹科，竹荚鱼属。竹荚鱼为暖水性中上层洄游鱼类，喜结群，游泳迅速，有趋光性，对声音反映灵敏，善食浮游甲壳动物和仔稚鱼。竹荚鱼喜欢栖息在海藻茂密的暗礁周围和中层水域，常与日本鲭、蓝圆鲹、金色小沙丁等中上层鱼类栖息在一起，成为兼捕鱼种之一。
世界三大洋的亚热带、温带和热带水域分布着14种竹荚鱼，即大西洋竹荚鱼、日本竹荚鱼、智利竹荚鱼、太平洋竹荚鱼等，其中以智利竹荚鱼渔获量最高。竹荚鱼成鱼体长一般为20～38㎝、体重100～300g。曹宁[8]根据东海竹荚鱼产量得出竹荚鱼的体长变化可以充分反映出捕捞量的变化的结论。
3.3.2 竹荚鱼环境数据分析
竹荚鱼的渔业资源不仅受到水温、盐度、光照等一般因素的影响，而且还受到海流、厄尔尼诺等不可见因素的影响[16]。水温、海流等因素的异常变化，会给渔业资源造成较大的伤害。还有常见的厄尔尼诺现象，极易造成海水温度升高，给竹荚鱼的捕捞生产带来更大的不确定性风险，使产量和市场价格遭受波动损失。此外，还有海流的变化也会对竹荚鱼的资源引起波动，如在东海孵化了的竹荚鱼幼鱼仔，会乘上黑潮和对马暖流等东北方向的海流游向日本周边海域。
不同种类的竹荚鱼栖息环境不同，不同阶段的竹荚鱼栖息环境也不相同，不同的季节竹荚鱼的栖息环境也不相同，捕捞工作者可以根据他们的栖息环境提点进行捕捞，这样可以增加捕捞量[17]。
3.3.3 竹荚鱼捕捞技术数据分析
竹荚鱼的群体行为特征为主要表现为高度的集群性、很高的游速、跨界分布和栖息于水域中上层。竹荚鱼的这些生物学特性与捕捞技术有着重要的关系[16]。
竹荚鱼类的高度集群性使得其往往能够获得很高的产量。通常沿岸国在专属经济区内捕捞多采用围网作业，以发挥陆基上基地的优势来适应竹荚鱼数量大的特征，在公海水域，大多用大型拖网加工船以中层拖网捕捞。由于竹荚鱼都具有昼沉夜浮的垂直移动特征，中层拖网