一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法及装置

摘要

本发明公开了一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法及装置，该方法包括：获取目标流域河网数据，并基于目标流域河网数据将目标区域划分为多个子流域；获取水库大坝工程数据，将多个子流域与水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域；获取鱼类出现记录汇编数据，基于多个子流域和多个评价流域对鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围；基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。本方法充分考虑了水库大坝工程与河流生物的影响，实现对筑坝河流鱼类连通性的评价，使得筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数对连通性的评价更加全面与精确。

权利要求

1.一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，其特征在于，包括：

获取目标流域河网数据，并基于所述目标流域河网数据将目标区域划分为多个子流域；

获取水库大坝工程数据，将所述多个子流域与所述水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域；

获取鱼类出现记录汇编数据，基于所述多个子流域和所述多个评价流域对所述鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围；

基于所述鱼类分布范围与所述多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数；

还包括：

提取所述水库大坝工程数据中的水库大坝工程位置，将所述水库大坝工程位置与所述多个子流域进行匹配，确定水库大坝工程对应的子流域，将所述水库大坝工程对应的子流域的下边界作为分界点，对评价流域进行划分，生成多个评价斑块。

2.根据权利要求1所述的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，其特征在于，基于所述多个子流域和所述多个评价流域对所述鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围，包括：将所述鱼类出现记录汇编数据与所述多个评价流域进行叠加，生成鱼类分布数据；

将所述鱼类分布数据与所述多个子流域进行叠加，生成鱼类分布范围。

3.根据权利要求1所述的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，其特征在于，基于所述鱼类分布范围与所述多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：基于所述鱼类分布范围构建每个子流域对应的鱼类分布列表与每种鱼类对应的子流域分布列表；

基于所述每个子流域对应的鱼类分布列表、所述每种鱼类对应的子流域分布列表、所述多个评价流域与所述多个评价斑块确定所述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

4.根据权利要求3所述的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，其特征在于，所述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数、评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数、目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数和目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

5.根据权利要求4所述的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，其特征在于，基于所述每个子流域对应的鱼类分布列表、所述每种鱼类对应的子流域分布列表、所述评价流域与所述评价斑块确定所述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：提取所述每个子流域对应的鱼类分布列表中的目标鱼类种类，基于所述多个评价斑块内子流域的面积与所述目标鱼类种类确定所述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数；

提取所述每种鱼类对应的子流域分布列表中的评价流域的数量，基于所述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数与所述评价流域的数量确定所述评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数；

获取评价斑块面积，基于所述评价斑块面积与所述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数确定所述目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数；

获取目标鱼类的物种数量，基于所述评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数和所述目标鱼类的物种数量确定所述目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

6.根据权利要求5所述的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，其特征在于，基于所述鱼类分布范围与所述多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，还包括：基于所述评价流域的数量与所述目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数确实所述目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

7.一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价装置，其特征在于，包括：

划分模块，用于获取目标流域河网数据，并基于所述目标流域河网数据将目标区域划分为多个子流域；

叠加模块，用于获取水库大坝工程数据，将所述多个子流域与所述水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域；

预处理模块，用于获取鱼类出现记录汇编数据，基于所述多个子流域和所述多个评价流域对所述鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围；

确定模块，用于基于所述鱼类分布范围与所述多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数；

所述叠加模块还用于提取所述水库大坝工程数据中的水库大坝工程位置，将所述水库大坝工程位置与所述多个子流域进行匹配，确定水库大坝工程对应的子流域，将所述水库大坝工程对应的子流域的下边界作为分界点，对评价流域进行划分，生成多个评价斑块。

8.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器被配置用于调用所述计算机程序，执行如权利要求1‑6中任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1‑6中任一项所述方法的步骤。

说明书

一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及河流连通性评价技术领域，具体涉及一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法及装置。

背景技术

[0002] 河流连通性是保障河流生态系统健康的重要支撑，随着人类对河流开发利用加剧，特别是水库大坝工程建设和运行，在一定程度上影响了河流连通性，如何评价河流筑坝后的连通性及其影响成为研究关注的重点。

[0003] 目前，河流连通性研究基本形成了涵盖河流纵向、横向、垂向三个空间维度和一个时间维度的连续性理论，具体要素或指标方面基本形成了水文、物理、化学、生物等重点关注内容，也有研究关注除上述四种内容之外的文化指标。水文指标如流量、含沙量等，物理指标如阻隔数量、河段数量等，化学指标如水质、溶解氧等，生物指标如鱼类种类、洄游性等，也有一些要素如栖息地涉及上述多个方面的指标。

[0004] 现有河流连通性评价相关专利主要集中在河流纵向连通性评价技术方面，例如：现有技术通过GIS（Geographic Information System，地理信息系统）工具，根据网络结构测度公式，计算河网地区水系的景观连通性指标，核心是对水系网络中的实际成环率α、连接率指标β、实际结合度指标γ的测度和评价；现有技术基于复杂网络理论，将河流河段划分为自然河段和工程河段两个节点，构建河流网络连通完整性指数，核心是考虑了物理指标；现有技术基于复杂网络理论构建了河流网络的整体连通性指标，主要是通过构建网络矩阵的方式，考虑各河段的最短距离和水域面积，建立河流网络整体连通性评价指数；现有技术通过计算闸坝等河流阻隔建筑物上下游河段的最短路径，同时考虑生物体双向通过阻隔建筑物的能力，建立了河网连通性评价方法，整体来看基本原理也是基于复杂网络理论，主要考虑的还是物理指标，同时适当考虑了生物指标；现有技术将水系连通性量化为水系连通性综合指数的线性组合，即8个水系连通性评价指数（包括一组：河网密度、水面率，河网发育系数、面积长度比、平均路径长度，聚类系数、节点度、节点平均介数)转化为一组水系连通性综合指数，也未考虑阻隔建筑物本身对连通性的影响，仅从河流物理参数的角度建立了连通性评价方法；现有技术主要考虑了河段长度采用单一阻隔建筑物与河口的距离评价研究区域内河流纵向连通性，同时考虑了将鱼类和水质的定性评分作为修正系数计算河流连通性，核心是考虑了物理指标，同时考虑了水质和生物指标的修正；现有技术将河流连通性作为生物多样性评价和保护的基础，对河流连通性本身评价方法考虑不足，主要考虑了河流阻隔建筑物计算阻隔系数，并考虑流量作为修正系数，综合阻隔系数、修正系数和目标河段长度确定河流连通性，核心是考虑了物理指标和水文指标；现有技术重点关注河流连通性与水体水质适配性分析方法，对河流连通性本身评价方法考虑较少，主要通过河流拓扑图的节点数量计算河流连通性，只考虑了河流本身的物理指标，甚至未考虑水库大坝工程等拦河建筑物；现有技术将河流连通性作为河流水环境质量评价的一个指标，对河流连通性本身评价方法考虑不足，河流连通性评价主要是考虑了河流长度和大坝数量，并用河流长度除以大坝数量得到该条河流的连通性数值，核心是考虑了物理指标；现有技术是将目标区域河流作为一个整体计算河流纵向连通性，在以往考虑河流阻隔建筑物数量的基础上，考虑了不同阻隔建筑物的类型和规模，进而计算河流纵向连通性，核心是考虑了物理指标；现有技术提供了一种流域水系纵向连通性评价方法，主要考虑流域目标水系河段的拦河建筑物数量、区间产流量等因素，核心是考虑了水文指标和物理指标。

[0005] 综上所述，现有河流连通性评价技术主要分为2类，一是基于复杂网络理论，通过将河流工程河段、河湖连接河段、河库连接河段等目标河段作为节点或边，计算河流或河网连通性评价指数，计算时可结合实际同时考虑关注生物指标、水文指标等指标；二是基于统计学的方法，考虑河流闸坝等阻隔建筑物数量及其对河段长度、水域面积等影响，以简单的相除计算河流连通性评价指数，部分考虑了水文、生物、阻隔建筑物规模等修正系数等。并且，现有河流连通性评价技术主要侧重于河流纵向连通性的评价，鲜见横向、垂向和时间维度的河流连通性评价技术，这也与其他几个维度的连通性评价难以定量存在一定关系。最后，现有河流纵向连通性评价技术主要考虑物理方面的指标，对其他指标考虑相对较少，仅有部分在建立修正系数时考虑了水文、生物、水质等指标，这也与其他几个方面的指标难以定量存在一定关系；河流连通性的五个方面指标中，仅有物理指标和水文指标相对容易实现定量计算和评价。

[0006] 利用现有河流连通性评价方法难以实现对河流连通性的完整评价，对河流纵向连通性的评价也局限于对河流结构本身的评价，对河流功能的评价考虑较少，缺乏对河流生物的连通性评价，特别是缺乏水库大坝工程影响下河流生物连通性的考虑，仅有的水库大坝工程影响下河流连通性的评价也局限于已建工程的影响，未考虑待建工程的影响。

发明内容

[0007] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有河流连通性评价方法难以实现对河流连通性的完整评价，缺乏水库大坝工程影响下河流生物连通性的考虑的缺陷，从而提供一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法及装置。

[0008] 本发明实施例提供了一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，包括如下步骤：

[0009] 获取目标流域河网数据，并基于目标流域河网数据将目标区域划分为多个子流域；

[0010] 获取水库大坝工程数据，将多个子流域与水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域；

[0011] 获取鱼类出现记录汇编数据，基于多个子流域和多个评价流域对鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围；

[0012] 基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0013] 本发明提供的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，将多个子流域与水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域，进而利用评价流域对鱼类出现记录汇编数据进行预处理，基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，充分考虑了水库大坝工程与河流生物的影响，实现对筑坝河流鱼类连通性的评价，使得筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数对连通性的评价更加全面与精确。

[0014] 可选地，基于多个子流域和多个评价流域对鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围，包括：

[0015] 将鱼类出现记录汇编数据与多个评价流域进行叠加，生成鱼类分布数据；

[0016] 将鱼类分布数据与多个子流域进行叠加，生成鱼类分布范围。

[0017] 可选地，还包括：

[0018] 提取水库大坝工程数据中的水库大坝工程位置，将水库大坝工程位置与多个子流域进行匹配，确定水库大坝工程对应的子流域，将水库大坝工程对应的子流域的下边界作为分界点，对评价流域进行划分，生成多个评价斑块。

[0019] 可选地，基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：

[0020] 基于鱼类分布范围构建每个子流域对应的鱼类分布列表与每种鱼类对应的子流域分布列表；

[0021] 基于每个子流域对应的鱼类分布列表、每种鱼类对应的子流域分布列表、多个评价流域与多个评价斑块确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0022] 可选地，筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：

[0023] 评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数、评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数、目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数和目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0024] 可选地，基于每个子流域对应的鱼类分布列表、每种鱼类对应的子流域分布列表、评价流域与评价斑块确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：

[0025] 提取每个子流域对应的鱼类分布列表中的目标鱼类种类，基于多个评价斑块内子流域的面积与目标鱼类种类确定评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数；

[0026] 提取每种鱼类对应的子流域分布列表中的评价流域的数量，基于评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数与评价流域的数量确定评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数；

[0027] 获取评价斑块面积，基于评价斑块面积与评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数确定目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数；

[0028] 获取目标鱼类的物种数量，基于评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数和目标鱼类的物种数量确定目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0029] 可选地，基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，还包括：

[0030] 基于评价流域的数量与目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数确实目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0031] 在本申请的第二个方面，还提出了一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价装置，包括：

[0032] 划分模块，用于获取目标流域河网数据，并基于目标流域河网数据将目标区域划分为多个子流域；

[0033] 叠加模块，用于获取水库大坝工程数据，将多个子流域与水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域；

[0034] 预处理模块，用于获取鱼类出现记录汇编数据，基于多个子流域和多个评价流域对鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围；

[0035] 确定模块，用于基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0036] 可选地，预处理模块，包括：

[0037] 叠加子模块，用于将鱼类出现记录汇编数据与多个评价流域进行叠加，生成鱼类分布数据；

[0038] 生成子模块，用于将鱼类分布数据与多个子流域进行叠加，生成鱼类分布范围。

[0039] 可选地，还包括：

[0040] 提取水库大坝工程数据中的水库大坝工程位置，将水库大坝工程位置与多个子流域进行匹配，确定水库大坝工程对应的子流域，将水库大坝工程对应的子流域的下边界作为分界点，对评价流域进行划分，生成多个评价斑块。

[0041] 可选地，确定模块，包括：

[0042] 构建子模块，用于基于鱼类分布范围构建每个子流域对应的鱼类分布列表与每种鱼类对应的子流域分布列表；

[0043] 确定子模块，用于基于每个子流域对应的鱼类分布列表、每种鱼类对应的子流域分布列表、多个评价流域与多个评价斑块确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0044] 可选地，筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数、评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数、目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数和目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0045] 可选地，确定子模块，包括：

[0046] 第一确定单元，用于提取每个子流域对应的鱼类分布列表中的目标鱼类种类，基于多个评价斑块内子流域的面积与目标鱼类种类确定评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数；

[0047] 第二确定单元，用于提取每种鱼类对应的子流域分布列表中的评价流域的数量，基于评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数与评价流域的数量确定评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数；

[0048] 第三确定单元，用于获取评价斑块面积，基于评价斑块面积与评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数确定目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数；

[0049] 第四确定单元，用于获取目标鱼类的物种数量，基于评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数和目标鱼类的物种数量确定目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0050] 可选地，第四确定单元，还用于基于评价流域的数量与目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数确实目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0051] 在本申请的第三个方面，还提出了一种计算机设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序，所述处理器被配置用于调用所述计算机程序，执行上述第一方面的方法。

[0052] 在本申请的第四个方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述第一方面的方法。

附图说明

[0053] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0054] 图1为本发明实施例1中一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法的流程图；

[0055] 图2为本发明实施例1中利用Pfafstetter方法划分子流域的示意图；

[0056] 图3为本发明实施例1中流域子流域空间拓扑关系的示意图；

[0057] 图4为本发明实施例1中评价流域与评价斑块的示意图；

[0058] 图5为本发明实施例1中步骤S103的流程图；

[0059] 图6为本发明实施例1中步骤S104的流程图；

[0060] 图7为本发明实施例1中步骤S1042的流程图；

[0061] 图8为本发明实施例2中一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价装置的原理框图；

[0062] 图9为本发明实施例2中预处理模块83的原理框图；

[0063] 图10为本发明实施例2中确定模块84的原理框图；

[0064] 图11为本发明实施例2中确定子模块842的原理框图。

具体实施方式

[0065] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0066] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0067] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0068] 实施例1

[0069] 本实施例提供一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，如图1所示，包括：

[0070] S101、获取目标流域河网数据，并基于上述目标流域河网数据将目标区域划分为多个子流域。

[0071] 具体地，基于90m分辨率DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）数据，将目标区域划分为12个级别，将第12级子流域即最小子流域单元作为计算连通性的基本单元，全球共划分为1034083个12级子流域（面积中位数135平方千米），各子流域都具有与其相邻子流域的拓扑关系信息；其中，流域（即目标区域）为从源头到河口若干相互连接子流域的集合。

[0072] 进一步地，流域划分方法主要有Strahler法、Horton法和Pfafstetter法（Pfafatetter方法由巴西工程师Otto Pfafstetter在1989年提出），其中，Pfafstetter法基于河网的拓扑关系及河道的集水面积，对流域进行从大到小逐级划分和编码，每个子流域都被赋给唯一的Pfafstetter编码，该方法具有编码中包含拓扑信息，编码规则规律性强，适用广泛等优点，利用Pfafstetter在同一个划分层次上，可以将一个完整流域划分成9个不同的Pfafstetter小流域；其中，如图2所示，利用Pfafstetter方法划分目标区域包括如下步骤：

[0073] （1）采用DEM数据建立目标流域区域的数字河网，作为流域子流域划分的初始数据。

[0074] （2）采用3个算法参数确定流域划分层次；参数1是最大划分层次，即进行划分的最高限度，对于每一个划分层次中有存在需要进行划分更小的子流域，需进行可行性检验；参数2是确定检验的标准，采用最大集水面积Amax表示，是否需要进行更进一步划分的标准是当且仅当子流域的面积大于最大集水面积；参数3是最小集水面积Amin，主要用于控制子流域面积，避免出现面积太小的子流域；对需要进行更进一步划分的流域，如果划分的子流域面积小于最小集水面积，即停止进一步划分。

[0075] （3）如图3所示，对流域（即目标区域）进行1次划分，将初始的完整流域划分为9个不同的子流域；划分流域的步骤为：①将流域定义为1级流域，从源头到河口定义河流干、支流和水流方向，从河口向源头按照与水流相反的方向确定干、支流网格单元；②对各支流与干流汇流口处的所有网格单元进行编号；③根据各支流的集水面积大小确定最大支流汇流口处的网格编号，并计算各汇流口与河口的距离；④根据流域内4条最大支流的汇流口与河口的距离远近，将从下游到上游的支流子流域分别编号为2、4、6、8；⑤将2、4、6、8编号子流域相邻子流域按照从下游到上游的顺序分别编号为1、3、5、7、9；⑥按照上述方法确定的这9个数字即代表流域内的9个子流域，将其定义为2级子流域。

[0076] （4）对划分的所有9个子流域进行统计计算，并确定地形特征值，主要包括平均坡度、平均地形指标、平均海拔、流域长度、集水面积及集水边界数据等。

[0077] （5）根据需求，对需要进行二次划分的子流域进行划分，按照相应步骤重复第3步和第4步操作，对进行二次划分所得的子流域进行Pfafstetter数字编号，并定义为3级子流域，编号计算公式可表示为：

[0078] Nb=10Na+Nc

[0079] 其中，Na表示划分前的2级子流域编号，Nb表示划分后的3级子流域编号，Nc表示暂时性的Pfafstetter数字，根据目前的划分层次确定，通常是在1～9之间进行选取，划分层次有n层，相应的标号就有n个数字（例如子流域Nb在划分层次n上（n≧1），那么将会有n个数字）。

[0080] （6）对所有子流域进行最终划分之后，所得的子流域的总数Ns可表示为：

[0081] Ns=9+8（Nf ‑Nu）

[0082] 其中，Nf表示从第二次划分经过进一步划分到最后一次划分的子流域总数，即将3级子流域划分为n级子流域的子流域总数，Nu表示从第二次划分未经过进一步划分到最后一次划分的子流域总数，即将3级子流域未划分为n级子流域的子流域总数。

[0083] S102、获取水库大坝工程数据，将上述多个子流域与上述水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域（即不同级别的子流域）。

[0084] 具体地，通过将流域子流域与水库大坝工程数据叠加，识别全球水库大坝工程对子流域的影响范围，尽量保证评价流域能够覆盖水库大坝工程，最终将Pfafstetter方法划分的8级子流域作为评价流域。

[0085] 进一步地，还包括：提取上述水库大坝工程数据中的水库大坝工程位置，将上述水库大坝工程位置与上述多个子流域进行匹配，确定水库大坝工程对应的子流域，将上述水库大坝工程对应的子流域的下边界作为分界点，对评价流域进行划分，生成多个评价斑块。

[0086] 进一步地，如图4所示，对于1个评价流域，包含若干12级子流域，通过将水库大坝工程作为划分依据将评价流域划分为若干评价斑块，以评价流域内的水库大坝工程为标志，水库大坝工程所在子流域的下边界为分界点，对评价流域进行划分，划分后的评价斑块包含若干子流域。

[0087] 其中，通过收集目标研究流域区域的水库大坝工程基本资料，包括经纬度坐标、装机容量、坝高、库容等，构建水库大坝工程数据，为后续确定水库大坝工程对河流和鱼类的影响奠定基础；并且从河流生态系统长时间尺度演变考虑，由于以鱼类为代表性物种的河流水生生物能够自适应自然阻隔的影响等生态系统变化，因此仅考虑水库大坝工程影响，未考虑自然阻隔的影响。

[0088] 进一步地，上述水库大坝工程，由于水库大坝工程对急流性鱼类和洄游性鱼类的影响主要出现在较大规模的水库大坝工程，小水电等较小规模的水库大坝工程影响较小，且较小规模的水库大坝工程一般建在小的支流上，这些支流也不是鱼类特别是洄游性鱼类、急流性鱼类的栖息地，因此采集较大规模的水库大坝工程数据，即坝高15米以上或库容
0.1亿立方米以上的水库大坝工程数据。

[0089] 其中，水库大坝工程数据包括已建水库大坝工程数据和待建水库大坝工程数据，“已建”水库大坝工程，是指已完成或基本完成主体工程建设，开始投产发电的工程；“待建”水库大坝工程是指尚未投产发电的工程，具体包括“在建”和“规划”阶段的水库大坝工程；“在建”水库大坝工程，是指已开工建设，尚未投产发电的工程；“规划”水库大坝工程是指尚未开工建设的工程。

[0090] 进一步地，水库大坝工程数据主要来源于全球和国家水库大坝工程数据库，全球水库大坝工程数据库主要来源于全球水库大坝水库数据库（Global Reservoirs and Dams Database，GRanD）和全球大坝地理坐标数据库（GlObal geOreferenced Database of Dams，GOODD），这两个数据库是目前可公开获取相对全面全球水库大坝工程数据的数据库；
国家水库大坝工程数据库主要来源于中国《第一次全国水利普查公报》数据、美国国家水坝清单（National Inventory of Dams，NID）、巴西水库大坝工程数据集等；另外还检索了其他国家、地区、组织的水库大坝工程数据集，不同国家、地区、组织的水库大坝工程数据集如下表1所示。

[0091] 表1：

[0092]

[0093]

[0094] 进一步地，全球水库大坝水库数据库（GRanD）包含全球7320个水库大坝工程数据，全部纳入水库大坝工程数据，全球大坝地理坐标数据库（GOODD）包含全球38000个水库大坝工程数据，通过检索对比工程名称，去除与全球水库大坝工程数据库（GRanD）中7320个工程重复的数据，共采用了32592个工程数据；中国《第一次全国水利普查公报》数据，包括98002个工程，其中已建工程97246个，按照库容大于0.1亿立方米的阈值条件进行筛选，确定了符合条件的4694个工程，包括756个大型、3938个中型；检索分析排除了21044个大坝不在河道上、对河流连通性无影响的大坝后，对剩余70182个工程按照坝高15米的阈值条件进行筛选，确定了符合条件的5733个工程；美国国家水坝清单（National Inventory of Dams, NID）数据包括坝高15英尺以上的91226个工程检索分析排除了21044个大坝不在河道上、对河流连通性无影响的大坝后，对剩余70182个工程按照坝高15米的阈值条件进行筛选，确定了符合条件的5733个工程；巴西水库大坝工程数据集包括2494个工程，按照坝高15米的阈值条件进行筛选，确定了符合条件的498个工程；其他国家、地区、组织的水库大坝工程数据集，用于个别缺失数据的补充。

[0095] 进一步地，待建水库大坝工程数据主要来源于全球和国家水库大坝工程数据库；其中，全球水库大坝工程数据库主要来源于未来规划水库大坝工程数据库（Future 
Hydropower Reservoirs and Dams，FHReD），国家水库大坝工程数据库主要来源于中国《第一次全国水利普查公报》数据；未来规划水库大坝工程数据库（Future Hydropower 
Reservoirs and Dams，FHReD），包含全球3700个已通过可行性研究的水库大坝工程数据，为了保证研究合理性，统一水库大坝工程规模，避免数据来源不同对结果的影响，以装机容量1MW（毫瓦）以上、具有经纬度坐标2个条件作为筛选原则进行筛选，确定了符合条件的
3681个工程，其中574个工程处于“在建”阶段，3107个工程处于“规划”阶段；中国《第一次全国水利普查公报》数据，包括98002个工程，其中756个工程处于“在建”阶段。

[0096] 进一步地，待建水库大坝工程数据是通过对比中国《第一次全国水利普查公报》数据和未来规划水库大坝工程数据库（Future Hydropower Reservoirs and Dams，FHReD）的一致性，得到756个工程名称在未来规划水库大坝工程数据库（Future Hydropower Reservoirs and Dams，FHReD）的3681个工程中均可找到相同项，利用中国《第一次全国水利普查公报》数据对3681个工程状态进行修正，最终获得3681个工程，其中756个工程处于“在建”阶段，2925个工程处于“规划”阶段。

[0097] S103、获取鱼类出现记录汇编数据，基于上述多个子流域和上述多个评价流域对上述鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围。

[0098] S104、基于上述鱼类分布范围与上述多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0099] 具体的，上述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数、评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数、目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数和目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0100] 上述一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法，将多个子流域与水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域，进而利用评价流域对鱼类出现记录汇编数据进行预处理，基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，充分考虑了水库大坝工程与河流生物的影响，实现对筑坝河流鱼类连通性的评价，使得筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数对连通性的评价更加全面与精确。

[0101] 优选地，如图5所示，步骤S103中基于上述多个子流域和上述多个评价流域对上述鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围，包括：

[0102] S1031、将上述鱼类出现记录汇编数据与上述多个评价流域进行叠加，生成鱼类分布数据。

[0103] 具体地，由于水库大坝工程建设运行对水文情势、河流连通性的改变，主要影响洄游性鱼类、急流性鱼类，对非洄游性鱼类、净水性鱼类影响较小，因此将目标鱼类的考虑定位为河流中的急流性鱼类，对于河流和水库、湖泊、坑塘等水体中的缓流性、静水性鱼类等鱼类未做考虑；主要从2个途径汇编鱼类出现记录，一是IUCN（International Union for Conservation of Nature，世界自然保护联盟）濒危物种红色名录数据库，二是公开的期刊文献数据库和网络资料；通过上述2种途径汇编整理了9794种淡水鱼类，并按照鱼类洄游性，划分为洄游性（即海河洄游性，是指在生活史中有规律地利用海水、淡水而生活并有发育阶段的鱼类，一般分为两大类：在海中产卵的入海洄游鱼类和淡水中产卵的溯河洄游鱼类）鱼类和非洄游性鱼类2类，其中洄游性鱼类490种，非洄游性鱼类9304种，根据鱼类出现记录的位置信息将汇编结果绘制在地图上；其中，洄游性鱼类和非洄游性鱼类的划分依据为：对于IUCN数据库的鱼类出现记录数据，通过查询数据库获得鱼类习性特征后，按照鱼类习性特征进行划分；对于公开的期刊文献数据库和网络资料的鱼类出现记录数据，根据鱼类数据库（FishBase）查询鱼类习性后按照鱼类习性特征进行划分，将鱼类习性分为急流性、静水性、其他3类，同时通过检索鱼类栖息地类型确定鱼类习性，如果记录的鱼类栖息地包含“河流”、“溪流”、“小溪”、“运河”、“水道”、“三角洲”、“河口”等一个及以上的关键词，则将其归类为急流性鱼类；如果鱼类栖息地包含“湖泊”、“池塘”、“沼泽”等一个及以上的关键词，则将其归类为静水性鱼类；其他情况归为“其他”。

[0104] 进一步地，对比分析IUCN数据库记录的鱼类类群、最大体长等数据对FishBase数据库（世界鱼类数据库）的记录进行检验，检验基于双名命名法进行，以保证来自FishBase数据库和来自IUCN数据库数据记录的一致性；其中，双名命名法又称双名法、二名法，以拉丁文表示，通常以斜体字或下划双线以示区别，第一个是属名，是主格单数的名词，第一个字母大写；后一个是种名，即种加词，常为形容词，须在词性上与属名相符，其后要加上命名人的名字的缩写，除了林奈所命名的后面直接加上.L外，其他命名人不得使用名字的首字母。

[0105] 进一步地，IUCN根据物种出现历史记录和专家经验编制的濒危物种红色名录，包含全球已知淡水鱼类基本资料，其中7242种约一半数量的淡水鱼类具有分布范围资料；其中，IUCN濒危物种红色名录数据库确定了5638种急流性鱼类出现记录，包括分布范围等资料；进而利用公开的期刊文献数据库和网络资料作为对IUCN数据库的补充，用于补充IUCN数据库缺失的记录，从公开的期刊文献等外部数据集中获取收集鱼类出现记录，包括中国知网、web of science等国内外数据库，以及相关网站数据库，如下表2所示。

[0106] 表2：

[0107]

[0108] 同时选取生物多样性热点地区作为关键词，根据Fishbase数据库记录的鱼类名称和相似名称进行检索，并对不同数据库检索结果进行筛选合并，一是合并重复项，二是通过对比Fishbase数据库记录的物种名称核实名称相似项；通过公开的期刊文献数据库和网络资料确定了另外4156种淡水鱼类出现记录。

[0109] 具体地，将鱼类出现记录汇编结果叠加到多个评价流域中，以不同级别的子流域为单元统计目标鱼类出现记录，将目标鱼类在子流域的出现情况进行统计合并，为验证不同流域鱼类分布的代表性，基于主要流域物种资源分布数据，通过计算主要流域内的物种丰富度，检验鱼类在目标子流域内分布的代表性；当目标子流域统计的目标鱼类出现次数超过10时，即表明目标鱼类在该子流域分布，由于一般在较大空间尺度上才能确定鱼类分布范围，最终将8级子流域作为鱼类分布地图绘制的基本单元，保证了鱼类分布范围的合理性。

[0110] S1032、将上述鱼类分布数据与上述多个子流域进行叠加，生成鱼类分布范围。

[0111] 进一步地，通过将鱼类分布地图的8级子流域分布图与12级子流域进行叠加，将鱼类分布范围映射到更高级别的子流域中，确定鱼类分布范围，并进行鱼类分布8级子流域和12级子流域的双向检验，以保证所有鱼类分布都有对应的12级子流域，所有12级子流域都有对应的鱼类分布，进而确定洄游性鱼类分布范围和非洄游性鱼类分布范围，同时，每个子流域单元都可建立一个鱼类分布列表，每种鱼类都可建立一个子流域分布列表。

[0112] 优选地，如图6所示，步骤S104中基于上述鱼类分布范围与上述多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：

[0113] S141、基于上述鱼类分布范围构建每个子流域对应的鱼类分布列表与每种鱼类对应的子流域分布列表。

[0114] 具体地，对于一个研究流域或区域，以评价流域作为基本空间评价流域，以单种目标鱼类作为基本物种评价流域，依据鱼类分布范围为每个子流域单元建立的鱼类分布列表和为每种鱼类建立的子流域分布列表，分别对评价流域和目标鱼类开展连通性评价。

[0115] S1042、基于上述每个子流域对应的鱼类分布列表、上述每种鱼类对应的子流域分布列表、上述多个评价流域与上述多个评价斑块确定上述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0116] 进一步地，一般采用矢量化的河网数据计算连通性评价指数，由于鱼类分布范围是按照流域、子流域进行统计，因此河流长度和子流域面积的转换公式，以便采用流域子流域数据计算连通性评价指数，其中，转换公式为：

[0117]

[0118] 上式中，l为河流长度，s为子流域面积， 为系数， ，Ke为流域形状系数，即流域分水线的实际长度与流域同面积圆的周长之比，流域形状与圆的形状相差越大，Ke越大。

[0119] 进一步地，可以同时基于“已建”水库大坝工程数据和“待建”水库大坝工程数据，开展现状和未来2个情景的连通性评价。

[0120] 优选地，如图7所示，步骤S1042中基于上述每个子流域对应的鱼类分布列表、上述每种鱼类对应的子流域分布列表、上述评价流域与上述评价斑块确定上述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：

[0121] S10421、提取上述每个子流域对应的鱼类分布列表中的目标鱼类种类，基于上述多个评价斑块内子流域的面积与上述目标鱼类种类确定上述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数。

[0122] 具体地，评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数是对评价流域内某一种目标鱼类的纵向连通性开展评价，鱼类连通性评价指数FCI按照鱼类洄游性分别计算洄游性鱼类连通性评价指数 和非洄游性鱼类连通性评价指数 ；其中，对于洄游性鱼类，鱼类连通性评价指数 可表示为：

[0123]

[0124] 其中， 为流域b内评价斑块i内子流域j的面积，f为目标鱼类种类， 取0.55，即0.5至0.6的平均值。

[0125] 对于非洄游性鱼类，鱼类连通性评价指数 可表示为：

[0126]

[0127] S10422、提取上述每种鱼类对应的子流域分布列表中的评价流域的数量，基于上述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数与上述评价流域的数量确定上述评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0128] 具体地，评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数是对评价流域内存在多种鱼类分布的情况进行评价，采用评价流域所有鱼类物种的鱼类连通性评价指数平均值作为评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数，具体计算公式如下所示：

[0129]

[0130] 其中， 为评价流域b的鱼类连通性评价指数， 为评价流域b内第i种鱼类的鱼类连通性评价指数。

[0131] S10423、获取评价斑块面积，基于上述评价斑块面积与上述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数确定上述目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数。

[0132] 具体地，目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数是对一种鱼类在多个评价流域出现的情况进行评价，将评价流域面积作为权重确定依据，计算研究流域或区域目标鱼类纵向连通性评价指数，具体计算公式如下所示：

[0133]

[0134] 其中， 为研究流域或区域f种鱼类的鱼类连通性评价指数， 为第i个评价流域f种鱼类的鱼类连通性评价指数，si为第i个评价流域的面积。

[0135] S10424、获取目标鱼类的物种数量，基于上述评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数和上述目标鱼类的物种数量确定上述目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0136] 进一步地，基于上述评价流域的数量与上述目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数确实上述目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0137] 其中，目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数是对多种鱼类在多个评价流域出现的情况进行评价，是对研究流域或区域鱼类纵向连通性的整体评价，基于评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数或目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数计算目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数，计算公式如下所示：

[0138]

[0139] 其中， 为研究流域或区域鱼类纵向连通性评价指数， 为第i个评价流域的鱼类连通性评价指数， 为第i种鱼类的鱼类连通性评价指数，n为评价流域的数量，m
为目标鱼类的物种数量。

[0140] 实施例2

[0141] 本实施例提供一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价装置，如图8所示，包括：

[0142] 划分模块81，用于获取目标流域河网数据，并基于上述目标流域河网数据将目标区域划分为多个子流域。

[0143] 具体地，基于90m分辨率DEM（Digital Elevation Model，数字高程模型）数据，将目标区域划分为12个级别，将第12级子流域即最小子流域单元作为计算连通性的基本单元，全球共划分为1034083个12级子流域（面积中位数135平方千米），各子流域都具有与其相邻子流域的拓扑关系信息；其中，流域（即目标区域）为从源头到河口若干相互连接子流域的集合。

[0144] 其中，利用Pfafstetter方法划分目标区域包括如下步骤：

[0145] （1）采用DEM数据建立目标流域区域的数字河网，作为流域子流域划分的初始数据。

[0146] （2）采用3个算法参数确定流域划分层次；参数1是最大划分层次，即进行划分的最高限度，对于每一个划分层次中有存在需要进行划分更小的子流域，需进行可行性检验；参数2是确定检验的标准，采用最大集水面积Amax表示，是否需要进行更进一步划分的标准是当且仅当子流域的面积大于最大集水面积；参数3是最小集水面积Amin，主要用于控制子流域面积，避免出现面积太小的子流域；对需要进行更进一步划分的流域，如果划分的子流域面积小于最小集水面积，即停止进一步划分。

[0147] （3）对流域（即目标区域）进行1次划分，将初始的完整流域划分为9个不同的子流域；划分流域的步骤为：①将流域定义为1级流域，从源头到河口定义河流干、支流和水流方向，从河口向源头按照与水流相反的方向确定干、支流网格单元；②对各支流与干流汇流口处的所有网格单元进行编号；③根据各支流的集水面积大小确定最大支流汇流口处的网格编号，并计算各汇流口与河口的距离；④根据流域内4条最大支流的汇流口与河口的距离远近，将从下游到上游的支流子流域分别编号为2、4、6、8；⑤将2、4、6、8编号子流域相邻子流域按照从下游到上游的顺序分别编号为1、3、5、7、9；⑥按照上述方法确定的这9个数字即代表流域内的9个子流域，将其定义为2级子流域。

[0148] （4）对划分的所有9个子流域进行统计计算，并确定地形特征值，主要包括平均坡度、平均地形指标、平均海拔、流域长度、集水面积及集水边界数据等。

[0149] （5）根据需求，对需要进行二次划分的子流域进行划分，按照相应步骤重复第3步和第4步操作，对进行二次划分所得的子流域进行Pfafstetter数字编号，并定义为3级子流域，编号计算公式可表示为：

[0150] Nb=10Na+Nc

[0151] 其中，Na表示划分前的2级子流域编号，Nb表示划分后的3级子流域编号，Nc表示暂时性的Pfafstetter数字，根据目前的划分层次确定，通常是在1～9之间进行选取，划分层次有n层，相应的标号就有n个数字（例如子流域Nb在划分层次n上（n≧1），那么将会有n个数字）。

[0152] （6）对所有子流域进行最终划分之后，所得的子流域的总数Ns可表示为：

[0153] Ns=9+8（Nf ‑Nu）

[0154] 其中，Nf表示从第二次划分经过进一步划分到最后一次划分的子流域总数，即将3级子流域划分为n级子流域的子流域总数，Nu表示从第二次划分未经过进一步划分到最后一次划分的子流域总数，即将3级子流域未划分为n级子流域的子流域总数。

[0155] 叠加模块82，用于获取水库大坝工程数据，将上述多个子流域与上述水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域。

[0156] 具体地，通过将流域子流域与水库大坝工程数据叠加，识别全球水库大坝工程对子流域的影响范围，尽量保证评价流域能够覆盖水库大坝工程，最终将Pfafstetter方法划分的8级子流域作为评价流域。

[0157] 其中，水库大坝工程数据包括已建水库大坝工程数据和待建水库大坝工程数据，“已建”水库大坝工程，是指已完成或基本完成主体工程建设，开始投产发电的工程；“待建”水库大坝工程是指尚未投产发电的工程，具体包括“在建”和“规划”阶段的水库大坝工程；“在建”水库大坝工程，是指已开工建设，尚未投产发电的工程；“规划”水库大坝工程是指尚未开工建设的工程。

[0158] 预处理模块83，用于获取鱼类出现记录汇编数据，基于上述多个子流域和上述多个评价流域对上述鱼类出现记录汇编数据进行预处理，生成鱼类分布范围。

[0159] 确定模块84，用于基于上述鱼类分布范围与上述多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0160] 具体的，上述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，包括：评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数、评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数、目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数和目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0161] 上述一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价装置，将多个子流域与水库大坝工程数据进行叠加，生成多个评价流域，进而利用评价流域对鱼类出现记录汇编数据进行预处理，基于鱼类分布范围与多个评价流域确定筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数，充分考虑了水库大坝工程与河流生物的影响，实现对筑坝河流鱼类连通性的评价，使得筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数对连通性的评价更加全面与精确。

[0162] 优选地，如图9所示，上述预处理模块83，包括：

[0163] 叠加子模块831，用于将上述鱼类出现记录汇编数据与上述多个评价流域进行叠加，生成鱼类分布数据；

[0164] 具体地，由于水库大坝工程建设运行对水文情势、河流连通性的改变，主要影响洄游性鱼类、急流性鱼类，对非洄游性鱼类、净水性鱼类影响较小，因此将目标鱼类的考虑定位为河流中的急流性鱼类，对于河流和水库、湖泊、坑塘等水体中的缓流性、静水性鱼类等鱼类未做考虑；主要从2个途径汇编鱼类出现记录，一是IUCN（International Union for Conservation of Nature，世界自然保护联盟）濒危物种红色名录数据库，二是公开的期刊文献数据库和网络资料；通过上述2种途径汇编整理了9794种淡水鱼类，并按照鱼类洄游性，划分为洄游性（即海河洄游性，是指在生活史中有规律地利用海水、淡水而生活并有发育阶段的鱼类，一般分为两大类：在海中产卵的入海洄游鱼类和淡水中产卵的溯河洄游鱼类）鱼类和非洄游性鱼类2类，其中洄游性鱼类490种，非洄游性鱼类9304种，根据鱼类出现记录的位置信息将汇编结果绘制在地图上；其中，洄游性鱼类和非洄游性鱼类的划分依据为：对于IUCN数据库的鱼类出现记录数据，通过查询数据库获得鱼类习性特征后，按照鱼类习性特征进行划分；对于公开的期刊文献数据库和网络资料的鱼类出现记录数据，根据鱼类数据库（FishBase）查询鱼类习性后按照鱼类习性特征进行划分，将鱼类习性分为急流性、静水性、其他3类，同时通过检索鱼类栖息地类型确定鱼类习性，如果记录的鱼类栖息地包含“河流”、“溪流”、“小溪”、“运河”、“水道”、“三角洲”、“河口”等一个及以上的关键词，则将其归类为急流性鱼类；如果鱼类栖息地包含“湖泊”、“池塘”、“沼泽”等一个及以上的关键词，则将其归类为静水性鱼类；其他情况归为“其他”。

[0165] 具体地，将鱼类出现记录汇编结果叠加到多个评价流域中，以不同级别的子流域为单元统计目标鱼类出现记录，将目标鱼类在子流域的出现情况进行统计合并，为验证不同流域鱼类分布的代表性，基于主要流域物种资源分布数据，通过计算主要流域内的物种丰富度，检验鱼类在目标子流域内分布的代表性；当目标子流域统计的目标鱼类出现次数超过10时，即表明目标鱼类在该子流域分布，由于一般在较大空间尺度上才能确定鱼类分布范围，最终将8级子流域作为鱼类分布地图绘制的基本单元，保证了鱼类分布范围的合理性。

[0166] 生成子模块832，用于将上述鱼类分布数据与上述多个子流域进行叠加，生成鱼类分布范围。

[0167] 进一步地，通过将鱼类分布地图的8级子流域分布图与12级子流域进行叠加，将鱼类分布范围映射到更高级别的子流域中，确定鱼类分布范围，并进行鱼类分布8级子流域和12级子流域的双向检验，以保证所有鱼类分布都有对应的12级子流域，所有12级子流域都有对应的鱼类分布，进而确定洄游性鱼类分布范围和非洄游性鱼类分布范围，同时，每个子流域单元都可建立一个鱼类分布列表，每种鱼类都可建立一个子流域分布列表。

[0168] 优选地，如图10所示，上述确定模块84，包括：

[0169] 构建子模块841，用于基于上述鱼类分布范围构建每个子流域对应的鱼类分布列表与每种鱼类对应的子流域分布列表。

[0170] 具体地，对于一个研究流域或区域，以评价流域作为基本空间评价流域，以单种目标鱼类作为基本物种评价流域，依据鱼类分布范围为每个子流域单元建立的鱼类分布列表和为每种鱼类建立的子流域分布列表，分别对评价流域和目标鱼类开展连通性评价。

[0171] 确定子模块842，用于基于上述每个子流域对应的鱼类分布列表、上述每种鱼类对应的子流域分布列表、上述多个评价流域与上述多个评价斑块确定上述筑坝河流鱼类纵向连通性评价指数。

[0172] 进一步地，一般采用矢量化的河网数据计算连通性评价指数，由于鱼类分布范围是按照流域、子流域进行统计，因此河流长度和子流域面积的转换公式，以便采用流域子流域数据计算连通性评价指数，其中，转换公式为：

[0173]

[0174] 上式中，l为河流长度，s为子流域面积， 为系数， ，Ke为流域形状系数，即流域分水线的实际长度与流域同面积圆的周长之比，流域形状与圆的形状相差越大，Ke越大。

[0175] 进一步地，可以同时基于“已建”水库大坝工程数据和“待建”水库大坝工程数据，开展现状和未来2个情景的连通性评价。

[0176] 优选地，如图11所示，上述确定子模块842，包括：

[0177] 第一确定单元8421，用于提取上述每个子流域对应的鱼类分布列表中的目标鱼类种类，基于上述多个评价斑块内子流域的面积与上述目标鱼类种类确定上述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数。

[0178] 具体地，评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数是对评价流域内某一种目标鱼类的纵向连通性开展评价，鱼类连通性评价指数FCI按照鱼类洄游性分别计算洄游性鱼类连通性评价指数 和非洄游性鱼类连通性评价指数 ；其中，对于洄游性鱼类，鱼类连通性评价指数 可表示为：

[0179]

[0180] 其中， 为流域b内评价斑块i内子流域j的面积，f为目标鱼类种类， 取0.55，即0.5至0.6的平均值。

[0181] 对于非洄游性鱼类，鱼类连通性评价指数 可表示为：

[0182]

[0183] 第二确定单元8422，用于提取上述每种鱼类对应的子流域分布列表中的评价流域的数量，基于上述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数与上述评价流域的数量确定上述评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0184] 具体地，评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数是对评价流域内存在多种鱼类分布的情况进行评价，采用评价流域所有鱼类物种的鱼类连通性评价指数平均值作为评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数，具体计算公式如下所示：

[0185]

[0186] 其中， 为评价流域b的鱼类连通性评价指数， 为评价流域b内第i种鱼类的鱼类连通性评价指数。

[0187] 第三确定单元8423，用于获取评价斑块面积，基于上述评价斑块面积与上述评价流域内单种鱼类纵向连通性评价指数确定上述目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数。

[0188] 具体地，目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数是对一种鱼类在多个评价流域出现的情况进行评价，将评价流域面积作为权重确定依据，计算研究流域或区域目标鱼类纵向连通性评价指数，具体计算公式如下所示：

[0189]

[0190] 其中， 为研究流域或区域f种鱼类的鱼类连通性评价指数， 为第i个评价流域f种鱼类的鱼类连通性评价指数，si为第i个评价流域的面积。

[0191] 第四确定单元8424，用于获取目标鱼类的物种数量，基于上述评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数和上述目标鱼类的物种数量确定上述目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0192] 具体地，第四确定单元8424，还用于基于上述评价流域的数量与上述目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数确实上述目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数。

[0193] 其中，目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数是对多种鱼类在多个评价流域出现的情况进行评价，是对研究流域或区域鱼类纵向连通性的整体评价，基于评价流域内多种鱼类纵向连通性评价指数或目标区域内单种鱼类纵向连通性评价指数计算目标区域内多种鱼类纵向连通性评价指数，计算公式如下所示：

[0194]

[0195] 其中， 为研究流域或区域鱼类纵向连通性评价指数， 为第i个评价流域的鱼类连通性评价指数， 为第i种鱼类的鱼类连通性评价指数，n为评价流域的数量，m
为目标鱼类的物种数量。

[0196] 实施例3

[0197] 本实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，处理器用于读取存储器中存储的指令，以执行上述任意方法实施例中的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法。

[0198] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

[0199] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0200] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0201] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0202] 实施例4

[0203] 本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的一种筑坝河流鱼类纵向连通性评价方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read‑Only Memory，ROM）、随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，缩写：HDD）或固态硬盘（Solid‑State Drive，SSD）等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

[0204] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。