Повітряне відстеження достатку та поведінки мілини мойви (Mallotus villosus)

Ця стаття була представлена ​​в програмі Аляскинського морського грантового коледжу: Міжнародний симпозіум з кормових рибних шкіл, AK-SG-97-O1, 1997

Брайан С. Накашима
Департамент рибного господарства та океанографії.
Центр риболовлі північно-західної Атлантики. Сент-Джонс, Ньюфаундленд, Канада

Гері А. Борстад
Г.А. Borstad Associates Ltd., Сідней, Британська Колумбія, Канада

Мойва (Mallotus villosus) - це стадовий пелагічний вид, який становить основний раціон важливих видів риб, морських ссавців та морських птахів (напр., Winters and Carscadden 1978) у північно-західній частині Атлантичного океану, великий комерційний рибний ринок прибережних видів почав у 1970-х роках забезпечувати попит Японії на заморожених самок ікрою.

Неглибокі мілини мойви легко визначити поблизу берегової лінії за їх синьо-сірим кольором, чітко окресленими формами та рухами. Перші дослідження, засновані на аерофотозйомці, були проведені в 1982 р. За допомогою аероточної прецизійної камери з висоти 454 м вздовж заток Консепсьйон та Тринідад у Теранові (рис. 1) на визначених трансектах (Nakashima 1985). Трансекти були розроблені на основі їхньої близькості до аеропорту Сент-Джон, причому більшість знахідок мойви відповідали цим двом бухтам. Польоти були розраховані на відповідність приходу, скупченню та нересту дозрілої мойви на нерестових пляжах у червні. Рейси були розроблені для фотографування банків якомога частіше протягом 20-денного інтервалу, який був обраний за 6-8 тижнів до початку для полегшення місії. Погода визначала частоту покриття і часто була обмежувальним фактором. Наприклад, у червні 1986 р. Трансекта затоки Тринідад була покрита лише один раз через погодні умови, тоді як у 1984 р. До тієї ж трансекти літали сім разів.

borstad

Фігура 1. Трансекти, створені для аерофотозйомки бухт Консепсьон та Тринідад, Теранова.

Під час експериментальних польотів, здійснених у 1988-1989 рр., Був використаний прототип VECA (компактний аероспектрографічний дисплей), і було підтверджено можливість виявлення шкіл мойви та оселедців між довжинами хвиль 440-540 нм (Накашима та ін. 1989, Борстад та ін. 1992). Оцінки площ 20 шкіл (діапазон = 100-23 000 м) з аерофотозйомкою та цифровими методами візуалізації були значними (r2 = 0,98; Накашима та Борстад, 1993). Мінуси та позитиви мають обмежений динамічний діапазон, тому кольорова фотографія вимагає чистого неба, щоб отримати чіткі фотографії. Швидше за все, цифровими зображеннями можна обробляти під час обробки, щоб полегшити розпізнавання зграй риб, тим самим отримуючи зображення, навіть коли небо затягнуте хмарами, що є звичайним явищем у червні, коли мойва має тенденцію до нересту (Templeman 1948). З цих та інших причин цифрові зображення замінили аерофотозйомку як основний метод підрахунку банків та оцінки площі з 1991 року.

VECA - це візуалізаційний спектрометр, вироблений компанією Third Instruments Inc., що працює в зоні спектра 423-946 нм (Borstad et al. 1992). Після встановлення в невеликому літаку він займає місце повітряної камери в наших поточних операціях. Отримані цифрові зображення мають ширину 512 пікселів і до 15 програмованих спектральних каналів. Ці зображення лабораторно відкалібровані по сяйву та виправлені на зміни в рухах літаків. Датчик налаштований між польотами для оптимізації рівнів сигналу в залежності від рівня навколишнього освітлення, швидкості та висоти польоту, кількості смуг та використовуваної смуги пропускання. Типовими експлуатаційними параметрами є: наземна швидкість 140-220 км/год, висота 1050-1,350 м, час інтеграції 35-50 мс та чотири спектральні канали.

Малюнок 2. Сяйво мойвиної школи (тонка лінія) та сяючого океану (товста лінія);
затінені ділянки позначають спектральні смуги, обрані для виявлення цих відмінностей.

Після того, як зображення були відкалібровані та виправлені на спотворення, спричинені поворотом та кроком літака, вони досліджуються на станціях обробки та розраховуються площі банків. У цьому стані людське око та автоматизована обробка знову поєднуються. Аналітик візуально визначає кожну школу і наводить курсор на обрану область. Програма порівнює цифрові значення вибраного пікселя з сусідніми, розширюючись до країв і створюючи цифрову маску, поки не виявить раптову зміну гістограми накопичених точок, що відбувається, коли програма виявляє пікселі, що межують з мілкою . У процесорі 80486 ця операція займає кілька секунд для кожної школи. Розширення цієї графічної маски надає аналітикові візуальну інформацію про автоматичне виявлення, яке може бути змінено вручну в тих випадках, коли алгоритми мають труднощі з охопленням певних областей. На практиці оператор ідентифікує та контролює графіку в серії зображень, які використовуються програмою яких

На практиці оператор визначає школи та обчислює графіки в серії зображень, після чого запускається програма, яка обчислює статистику та створює текстовий файл, який можна імпортувати в електронну таблицю. Текстові файли вони кодують відповідно до файл зображення та містити інформацію про кожну школу: координати, площа, периметр, "індекс округлості" (коефіцієнт периметра школи порівняно з периметром круглої школи подібної області).

Щоденна оціночна площа базується на загальній площі всіх банків мойви, виявлених вздовж трансекти за один день. Річний індекс - це сума максимальних оцінок для кожної трансекти. Цей метод передбачає, що щільність риби в кожній школі є просторово та часово однаковою. Також передбачається, що риболовецькі угіддя досягають максимальної загальної площі під час кульмінаційного періоду нересту, і всі школи, що спостерігаються до або після цього часу, сприймаються як належне.

Нижче наведені інші рисунки та таблиці, пов’язані з дослідженням. Якщо ви хочете перекласти решту документа, будь ласка, зв’яжіться .

Малюнок 3. Взаємозв'язок між швидкістю уловлювання мойви та ділянками мілини, отриманими в результаті повітряних зйомок між 1982 та 1993 роками, за винятком 1991 року.

Малюнок 4. Річні оцінки загальної кількості спостережуваних мілинових ділянок, що імітують один нерест () та два ().

Малюнок 5. Взаємозв'язок між мілиною () вздовж трансекти Трініті-Бей та нерестом ()
на пляжі Бельвю, затока Трініті (непублічні дані, Накашима та Зими).

Малюнок 6. Кумулятивна площа мілководдя за 9 липня (), 13 липня (), 15 липня (), 17 липня () та 19 липня (1994) у Трініті-Бей.

Таблиця 1. Кількість та площа шкіл мойви в Трініті-Бей, штат Ньюфаундленд, отримані в результаті повітряних місій у липні 1994 року.

Дата Загальна кількість шкіл Загальна площа шкіл (м2) Кількість найбільших шкіл, що займають 75% загальної площі
9 39 65 180 13
13 79 522965 6
п’ятнадцять 77 539 210 6
17 66 377 255 17
19 57 296030 3

Анонім. 1996. Мойва в SA2 + Div. 3KL. DFO Atl. Риба. Res. Doc. 96/90, 269 с.

Борстад, Г.А., Д.А. Хілл, Р. Керр та Б. Накашима. 1992. Пряме цифрове дистанційне зондування оселедцевих шкіл. Міжнародний J. Дистанційне зондування 13: 2191-2198.

Carscadden, J. та B.S. Накашима. 1997. Ряс та зміни у розподілі, біології та поведінці мойви у відповідь на прохолодніші води 1990-х. В: Кормові риби в морських екосистемах. Програма коледжу Аляскиського морського гранту, Університет Аляски Фербенкс, AK-SG-97-01 (цей том).

Карскадден, Дж., Б. Накашима та Д.С. Міллер. 1994. Оцінка тенденцій в достатку мойви (Mallotus villosus) з акустики, аерофотозйомок та норми вилову в підрозділі NAFO 3L, 1982-89. Дж. Нортв. Atl. Риба. Наука 17: 45-57.

Функ, Ф.К., Г.А. Борстад та С.А. Akenhead. 1995. Візуалізаційний спектрометр виявляє та вимірює площу тихоокеанських оселедцевих шкіл у Беринговому морі.В: Матеріали третьої конференції з дистанційного зондування морських і прибережних середовищ, Сіетл, 18-20 вересня 1995 р. Том 2, с. . 833-844.

Хара, І. 1985. Форма та розмір японських шкіл сардин у водах на південному сході Хоккайдо на основі акустичних та повітряних зйомок. Бик. Jpn. Соц. Наук. Риба. 51: 41-46.

Ло, N.C.H., l.D. Якобсон та Дж. Сквайри. 1992. Індекси відносної чисельності за даними споттерів риб на основі дельта-логнормальних моделей. Пес. Дж. Риба. Акват. Наука 49: 2515-2526.

Накашима, Б.С. 1985 р. Розробка та застосування аерофотозйомок для оцінки прибережного розподілу та відносної чисельності мойви. NAFO SCR Doc. 85/84, Ser. No. N1058, 11 pp.

Накашима, Б.С. 1996. Взаємозв'язок між океанографічними умовами в 1990-х та змінами у поведінці нересту, зростанні та історії раннього життя мойви (Mallotus villosus). Науковий комітет NAFO Студ. 24: 55-68.

Накашима, Б.С. та Г.А. Борстад. 1993. Виявлення та вимірювання шкіл пелагічних риб за допомогою методів дистанційного зондування. ICES C.M. 1993 р./Б: 7, 18 с.

Накашима, Б.С., Г.А. Борстад, Д.А. Хілл та Р.Ц. Керр. 1989. Дистанційне зондування рибних шкіл: ранні результати цифрового спектрометра зображень. У: IGARSS '89, 12-й канадський симпозіум з дистанційного зондування, Ванкувер, до н. Е., 10-14 липня 1989 р., С. 2044-2047.

Темплман, В. 1948. Історія життя мойви (Mallotus villosus 0. F Muller) у водах Ньюфаундленду. Бик. Уряд Ньюфаундленда Лабораторія 17, 151 с.

Вінтерс, Ш., І Дж. Carscadden. 1978. Огляд екології мойви та оцінка надлишкового врожаю від динаміки хижаків. Рез. Бул. ICNAF. 13: 21-30.