1.一种基于信息素划分生态位的浮游藻类互动快速智能分析办法,其特征在于,具体包括如下步骤:步骤(1)基于卷积神经网络(CNN)和SIFT SURF HOG技术,对不同藻类样本的特征进行提取,包括数量和形状特征;
步骤(2)使用分类算法,通过学习已知浮游藻类信息素和特征之间的关系,来识别水样中的信息素;再根据聚类算法,将水样数据根据特征的相似性进行聚类,从而发现其中存在的浮游藻类信息素的模型和关联;所述步骤(2)具体包括如下组成部分:步骤(21)对于已标记数据集的情况,使用分类算法,可以通过学习浮游藻类信息素与浮游藻类特征之间的关系,来预测和识别位置水样中的浮游藻类的信息;
步骤(22)对于未标记数据集的情况,使用聚类算法,将水样数据根据特征的相似性进行聚类,从而发现其中存在的浮游藻类信息素的模式有关;
步骤(3)利用富有先验知识的规则库,对浮游藻类样本进行分析,得到初步的藻类互动关系;通过对权重文件进行反馈训练,得到各种浮游藻类的权重矩阵,并根据权重矩阵的相似性来判断不同藻类是否属于同一生态位,可以用于分析不同藻类之间的互动关系;具体包括如下组成部分:步骤(31)集合形成的关于浮游藻类的先验知识和互动关系相关的、基于领域专家知识的、科学研究论文的生态系统模型的规则库;
步骤(32)利用规则库中的互动关系和已知样本数据,计算得到权重矩阵的初始值,反复迭代反馈训练过程,得到权重矩阵满足预设的停止条件;
步骤(33)对于不同的浮游藻类,计算其对应的权重矩阵之间的相似性度量,使用欧氏距离和余弦相似度;
步骤(34)通过设定相似性阈值来确定生态位的归属步骤(4)利用少量精准标注的浮游藻类种类信息,可以应用迁移学习和fine‑tuning的方法对基于yolov8的目标检测模型进行权重精调;
步骤(5)基于专家反馈的精细化微调。
2.如权利要求1所述的一种基于信息素划分生态位的浮游藻类互动快速智能分析办法,其特征在于,步骤(1)中,基于卷积神经网络(CNN)和SIFT SURF HOG技术,利用label lmg工具实现了对浮游藻类图像的标注,具体包括如下组成部分:步骤(11)在已完成预处理的数据集进行特征提取,基于卷积神经网络(CNN),使用深度学习框架TensorFlow、PyTorch来构建和训练模型;标记好的数据集用于训练CNN模型,以学习浮游藻类的特征;
步骤(12)对于SIFT、SURF和HOG,使用相应的图像处理库Open CV来提取图像的特征,这些特征用于后续的分类或目标检测;
步骤(13)labellmg工具,该工具可以用于图像标注和创建标记数据集。
3.如权利要求1所述的一种基于信息素划分生态位的浮游藻类互动快速智能分析办法,其特征在于,所述步骤(4)中,应用迁移学习和fine‑tuning的方法对基于yolov8的目标检测模型进行权重精调,具体包括如下组成部分:步骤(41)利用迁移学习的思想,选择一个在大规模图像数据集上预训练好的yolov8模型作为基础模型;这个预训练模型通过大规模图像分类任务学习到了通用的图像特征表示,为后续的浮游藻类互动分析奠定了基础;
步骤(42)通过训练集数据,使用反向传播算法和梯度下降优化模型的权重,使其更好地适应浮游藻类互动分析的任务;在训练过程中,使用验证集数据对模型进行评估和调优,根据性能指标对超参数和网络结构进行调整;
步骤(43)进行fine‑tuning操作,解冻之前冻结的层,并在整个模型上进行微调;通过fine‑tuning,模型可以进一步适应浮游藻类互动分析任务的需求,提升模型在这一任务上的表现。
4.如权利要求1所述的一种基于信息素划分生态位的浮游藻类互动快速智能分析办法,其特征在于,步骤(5)中,基于专家反馈的精细化微调,具体包括如下组成部分:步骤(51)使用已经训练的模型对一组独立的验证数据进行评估,分析模型的性能指标:准确率、召回率和F1分数;
步骤(52)根据专家反馈和性能评估结果,调整模型的超参数:学习率、批量大小、优化器选择;
步骤(53)根据专家的建议和需求,对模型的网络结构进行调整,增加或减少网络层、改变激活函数;
步骤(54)将微调后的模型交由专家验证,以确认模型的性能是否满足他们的期望和需求,根据评估结果和反馈,进行进一步优化,持续提高模型在浮游藻类互动关系分析中的表现。