Войти
Fishfinder гидролокатор Акустика для рыболовства включает в себя ряд тем для исследований и практического применения с использованием акустики устройства в качестве датчиков в водной среде. Акустические методы могут применяться для определения водных животных, зоопланктона, а также физических и биологических характеристик среды обитания.
Оценка биомассы - это метод обнаружения и количественной оценки рыбы и других морских организмов с использованием технологии сонара. Акустический преобразователь излучает в воду короткий сфокусированный звуковой импульс. Если звук сталкивается с объектами, плотность которых отличается от плотности окружающей среды, например, рыбы, они отражают звук обратно к источнику. Эти эхо-сигналы предоставляют информацию о размере рыбы, ее местонахождении и численности. Основные компоненты функции научного эхолота аппаратного - передача звука, прием, фильтрация и усиление, запись и анализ эхо-сигналов. Хотя существует множество производителей коммерчески доступных «эхолотов», количественный анализ требует, чтобы измерения проводились с помощью откалиброванного эхолота с высоким отношением сигнал / шум.
После Первой мировой войны, Когда гидролокатор впервые был использован для обнаружения подводных лодок, эхолоты начали находить применение за пределами вооруженных сил. Французский исследователь Раллье дю Бати сообщил о неожиданных эхосигналах в середине воды, которые он приписал косякам рыб, в 1927 году. В 1929 году японский ученый Кимура сообщил о нарушениях в непрерывном акустическом луче морского леща плавание в пруду для аквакультуры.
В начале 1930-х годов два коммерческих рыбака, англичанин Рональд Боллс и норвежец Райнерт Бокн, начали независимо экспериментировать с эхолотами как средством обнаружения рыбы. Акустические следы косяков кильки, записанные Бокном во Фрафьорде, Норвегия, были первой опубликованной эхограммой рыбы. В 1935 году норвежский ученый Оскар Сунд сообщил о наблюдениях стай трески с исследовательского судна Johan Hjort, что стало первым применением эхолота в исследованиях рыболовства.
Гидролокационные технологии быстро развивались во время Второй мировой войны, и излишки военного оборудования были приняты коммерческими рыбаками и учеными вскоре после окончания военных действий. В этот период впервые были разработаны инструменты, специально предназначенные для обнаружения рыбы. Однако в интерпретации акустических съемок сохранялись большие неточности: калибровка инструментов была нерегулярной и неточной, а свойства рассеяния звука рыб и других организмов были плохо изучены. Начиная с 1970-х и 80-х годов, серия практических и теоретических исследований начала преодолевать эти ограничения. В этот период также появились технологические достижения, такие как эхолоты с разделенным лучом, цифровая обработка сигналов и электронные дисплеи.
В настоящее время акустические съемки используются для оценки и управления многими рыбными промыслами по всему миру. Калиброванные эхолоты с расщепленным лучом входят в стандартную комплектацию. Часто одновременно используются несколько акустических частот, что позволяет различать разные типы животных. Технологическое развитие продолжается, включая исследования многолучевых, широкополосных и параметрических сонаров.
Когда отдельные цели находятся на достаточно большом расстоянии друг от друга, чтобы их можно было отличить друг от друга, легко оценить количество рыб, подсчитав количество количество целей. Этот тип анализа называется подсчет эхо-сигналов и исторически был первым, который использовался для оценки биомассы.
Если в акустическом луче на одной и той же глубине находится более одной цели, обычно невозможно разрешить их по отдельности. Это часто бывает со стайными рыбами или скоплениями зоопланктона. В этих случаях для оценки биомассы используется интеграция эхо-сигналов. Интеграция эха предполагает, что общая акустическая энергия, рассеянная группой целей, является суммой энергии, рассеянной каждой отдельной целью. Это предположение выполняется в большинстве случаев. Полная акустическая энергия, отраженная школой или скоплением животных, интегрируется и эта сумма делится на (ранее определенный) коэффициент обратного рассеяния одного животного, что дает оценку общего количества.
Основным инструментом в акустике рыболовства является научный эхолот. Этот прибор работает по тем же принципам, что и развлекательный или коммерческий эхолот или эхолот, но спроектирован для большей точности и точности, что позволяет делать количественные оценки биомассы. В эхолоте приемопередатчик генерирует короткий импульс, который посылается в воду преобразователем, массивом пьезоэлектрических элементов , скомпонованных для получения сфокусированного звукового луча. Для использования в количественной работе эхолот должен быть откалиброван в той же конфигурации и в той же среде, в которой он будет использоваться; Обычно это делается путем изучения эхосигналов от металлической сферы с известными акустическими свойствами.
Ранние эхолоты передавали только один луч звука. Из-за акустической диаграммы направленности идентичные цели под разными углами азимута будут отражать разные уровни эхо-сигнала. Если диаграмма луча и угол относительно цели известны, эту направленность можно компенсировать. Необходимость определения угла к цели привела к разработке двухлучевого эхолота, который формирует два акустических луча, один внутри другого. Сравнивая разность фаз одного и того же эхо-сигнала во внутреннем и внешнем лучах, можно оценить угол отклонения от оси. В дальнейшем усовершенствовании этой концепции эхолот с разделенным лучом делит поверхность преобразователя на четыре квадранта, что позволяет определять местоположение целей в трех измерениях. Одночастотные эхолоты с расщепленным лучом в настоящее время являются стандартным инструментом в акустике рыболовства.
Многолучевые эхолоты проецируют веерообразные звуковые лучи наружу в воду и записывают эхо в каждом луче. Они широко использовались при батиметрических съемках, но недавно начали находить применение и в акустике рыболовства. Их главным преимуществом является добавление второго измерения к узкому профилю водяного столба, создаваемому эхолотом. Таким образом, можно комбинировать множественные эхо-запросы, чтобы получить трехмерную картину распределения животных.
Акустические камеры - это инструменты, которые мгновенно отображают трехмерный объем воды. В них обычно используется более высокочастотный звук, чем в традиционных эхолотах. Это увеличивает их разрешение, чтобы можно было детально рассмотреть отдельные объекты, но означает, что их диапазон ограничен десятками метров. Они могут быть очень полезны для изучения поведения рыб в закрытых и / или мутных водоемах, например, для наблюдения за проходом проходной рыбы на плотинах
Акустические исследования рыболовства проводятся с различных платформ. Наиболее распространено традиционное исследовательское судно с эхолотами, установленными на корпусе корабля или в откидном киле. Если на судне нет постоянно установленных эхолотов, они могут быть развернуты на опоре, прикрепленной к борту судна, или на буксируемом корпусе или «буксирной рыбе», тянущейся за судном или рядом с ним. Буксируемые трупы особенно полезны для изучения глубоководных рыб, таких как оранжевый хищник, которые обычно живут ниже досягаемости эхолота на поверхности.
В дополнение к исследовательским судам, акустические данные могут быть собраны с множества «благоприятных судов», таких как рыболовные суда, паромы и грузовые суда. Суда возможностей могут предложить недорогой сбор данных на больших территориях, хотя отсутствие истинного плана обследования может затруднить анализ этих данных. В последние годы акустические инструменты также используются на дистанционно управляемых транспортных средствах и автономных подводных транспортных средствах, а также в океанских обсерваториях.
Сила цели (TS) - это измерение того, насколько хорошо рыба, зоопланктер или другая цель отражают звук в направлении датчика. В целом, более крупные животные обладают большей силой цели, хотя другие факторы, такие как наличие или отсутствие наполненного газом плавательного пузыря у рыб, могут иметь гораздо больший эффект. Сила цели имеет решающее значение в акустике рыболовства, поскольку она обеспечивает связь между акустическим обратным рассеянием и биомассой животных. TS может быть получен теоретически для простых целей, таких как сферы и цилиндры, но на практике он обычно измеряется эмпирически или рассчитывается с помощью численных моделей.
Обзоры, оценка запасов, управление Экология Поведение
