渔船监测系统(Vessel Monitoring System,VMS)的概念最早在二十世纪九十年代初由美国提出。该系统能提供渔船位置和活动的信息,将渔船位置、航速和航向等资料自动地传送到岸上的监控中心,使监控中心能及时掌握和监督渔船的作业动态,在渔船捕捞控制、科学研究、航行安全和海上执法等多个领域具有较大的应用潜力。目前,世界各国和各种国际渔业组织都已采用类似的监测方案获取船位数据,进行渔业管理和监控,可以对于渔船的运行状态和运行轨迹进行较为精确的监控。渔船监测系统在监控渔船状态、确定渔船轨迹、计算捕捞努力量、确定渔场范围、计算资源丰度,以及确定捕捞对于海洋生态或海洋物种的影响等方面能够起到非常积极的作用。刺网是我国主要的捕捞作业方式之一,在我国的海洋捕捞业中占有较重要的地位。漂流刺网,又名流刺网,是刺网渔具中数量最多,使用最广的渔具。刺网作业具有渔具结构简单,操作方便,对于渔船动力要求不高,生产作业机动灵活,所需船员少,成本低廉,捕捞对象广泛,选择性强,适用于各个不同渔场进行作业的优点。尽管在某些国家和海域已经被禁用,但流刺网依然是我国以及许多第三世界国家广泛使用的作业方式。我国的刺网作业渔船中,大部分都是漂流刺网渔船。目前,由于设备成本和数据来源的限制以及法律规定的局限性,大部分研究仅仅使用或关注拖网渔船,尤其是15米以上长度的大型拖网渔船的数据,而忽略了其他种类的捕捞方式。同时,国外对于船位数据的应用方法研究主要集中在用插值改善低时间分辨率船位数据的精度上,因此已有的方法不适用于对高时间分辨率的北斗卫星系统船位数据进行分析。当前针对北斗卫星,仅有少数渔船捕捞状态判断方法,并主要是针对拖网渔船。只有找到针对其他非拖网类网具的计算方法,基于北斗船位数据对于渔船捕捞状态进行判别,才能有效利用北斗卫星数据获得的高分辨率船位数据,对于我国进行海上机动作业的船只实施有效的监控和管理。其中,我国的流刺网渔船具有平均功率较小,船只数量多,作业范围广的特点,如果使用传统方法管理,成本高且管理困难,尤其适合使用船位数据进行实时的监控和管理。针对这一问题,本文使用了江苏省某流刺网渔船2016年全年的北斗船位数据,和浙江省822艘刺网渔船在2017年全年的北斗船位数据。北斗系统传送的经纬度船位数据的时间分辨率为3 min,空间分辨率约10 m,测速精度0.2 m/s。将数据进行全面分析,针对流刺网渔业作业的流程和特点进行考察研究后。本文完成了如下工作:(1)首次提出一种使用北斗数据提取流刺网作业网次,以及网长和方向的方法。该方法使用阈值综合判别的方法判断捕捞作业的状态,通过航速、空间距离、时间间隔和航向变化的阈值判别作业时收网状态的船位点,然后根据收网状态的起始点判定放网状态的起始点。根据范例中提取的516个网次,使用程序判别的船位点和人工判断的船位点有74%相同,有着较好的一致性,具有精度高,处理快速,实时程度高,无需使用渔捞日志数据的特点,可以为我国渔业管理和相关研究提供新的手段。(2)基于北斗卫星获得的浙江省822艘刺网渔船从2017年1月1日至2017年12月31日的生产数据,在进行数据提取后,获得来自455艘流刺网渔船的3352个网次。对于浙江省流刺网渔业的捕捞行为时空分布进行了分析。结果表明,流刺网渔船大部分集中在近岸海域进行生产,向北最远达34°N,位于连青石渔场,距离母港626km;向南最远达26°N,位于闽东渔场,距离母港309km;向东最远达126°E,位于江外渔场,距离母港650km。长江口渔场、舟山渔场、鱼山渔场、温台渔场和大沙渔场是浙江省流刺网渔船的主要作业海域。1-4月的捕捞努力量主要分布在靠近海岸线的海域,只有少数捕捞努力量集中于大沙渔场和沙外渔场等较远的海域。休渔期结束后,8月份,捕捞努力量几乎集中于近海的长江口渔场、舟山渔场和鱼山渔场海域。9-12月,随着水温下降和沿岸水域资源丰度下降,整体捕捞努力量趋于向外海和南方延伸。捕捞努力量在1-4月较低,休渔期结束的8月最高,随后的9-12月趋于稳定,但3月和11月的捕捞努力量相较网次规模而言更低。渔业捕捞的网次和捕捞努力量的时空分布是一种长期形成的特征,渔船的生产习惯也因为其形成是多年追踪渔业资源的经验而具有相对的稳定性。因此,本文中的结论可以认为是浙江省流刺网渔船的生产习惯和特征在捕捞政策没有改变的情况下相对稳定的描述,对于浙江省渔业管理、渔业执法和渔业政策的制定可以提供一定的参考。(3)创新设计了一种使用船位数据的流刺网渔船状态分析系统。该系统被用于对渔船的船位数据进行自动化处理,包括北斗终端、核心服务器、监控终端等组件,可以根据渔船的作业方式、渔船船只长度和主机功率,自动判断船只的捕捞状态,能够对渔船进行实时监控、定位、报警,在电子海图上对于渔船数据进行查询和显示、测距。还能够针对船只的历史数据进行分析,追踪船只的轨迹,和渔捞日志数据进行对照。还能够接入船只管理系统,管理船只的档案和状况,并在需要时通知相关部门和单位,以获得更好的管理效果。该系统可以应用在多个不同的方面,例如计算捕捞努力量,分析渔民在海上的行为规律,并对捕捞对于区域内生物和生态的影响进行研究,也可以作为更大的,针对多种不同捕捞作业方式的渔业管理和监控系统的一部分发挥作用。