Улога опреме за подводно откривање у модерном менаџменту риболова

Феномен: Померање ка технологијски вођеним праксама у риболову

Риболовна индустрија се доста променила отприлике од 2020. године. Око две трећине великих комерцијалних риболовних бродова данас користи подводне сензоре и другу технолошку опрему како би боље уловили рибу и испунили еколошка правила. Зашто? Па, нова истраживања која ће бити објављена 2024. године показују да када рибари прихвате ове технологије, уловају 41 процент мање младе рибе у односу на оне који користе традиционалне методе. Већина капитена данас зависи од ствари као што су вишезраки сонарски системи заједно са рачунарским програмима који могу да разликују различите врсте риба. Ови алати им помажу да виде где се налазе косови риба у свим правцима, што им олакшава поштовање прописа о минималним величинама рибе пре прикупљања.

Принцип: Како сонар побољшава процену залиха рибе

Новија технологија сонара за снимање заправо може да препозна облике појединачних риба у густим школама риба тако што шаље зраке фреквенције од 1,8 MHz. Тестови калибрације показују да су мерења прилично прецизна, са тачношћу око плус-минус 7 cm за дужине риба. Оно што ове системе истиче је могућност скенирања на две осе. Уместо да прате само површину као традиционални ехолоти, они израчунавају биомасу на основу мерења запремине кроз цео водени стуб. Рибари и истраживачи су ово испробавали у поређењу са стварним уловима мрежама, а резултати се поклапају у око 89% случајева када је у питању утврђивање врста риба како у отвореној води, тако и код врста које живе на дну.

Тренд: Интеграција података у реалном времену у комерцијалне риболовне операције

Рибари сада могу добити обрађене податке сонара и приказати их на таблама повезаним са сателитом отприлике 90 секунди након скенирања воде, што им омогућава да на тренутак управљају квотама уловљене рибе. Нови систем омогућава заповедницима бродова да се фокусирају на подручјима где има довољно зрелих риба, истовремено избегавајући заштићена подручја и места на којима су рибе премале. Први резултати са подручја лова на индрику у Северном Атлантику показују и једну занимљиву појаву. Када бродови комбинују ове мапе сонара у реалном времену са својом аутоматском опремом за сортирање, задржавају око 23 одсто више одговарајуће врсте рибе. То има смисла, јер нико не жели да губи време праћењем погрешне рибе на мору.

Како Imaging Sonar омогућава прецизну процену дужине рибе

Системи за сонарско сликање револуционизовали су процену биомасе риба пружајући могућност неинвазивног мерења дужине. Недавни напредак у обради сигнала и технологији звучних pretvarača омогућава овим системима да постигну прецизност на нивоу милиметра чак и у изазовним подводним условима.

Алгоритамски приступи и калибрација у процени дужине рибе коришћењем сонарског сликања

Савремени сонарски системи за снимање раде тако што комбинују технике детектовања ивица са машинским учењем како би читали оне непрегледне акустичне сенке и откривали пливне мокре код риба. Неки тестови спроведени прошле године показали су да ови системи постижу скоро потпуну тачност, око 97% тачности мерења на шест различитих врста риба од комерцијалног значаја, али само кад су правилно калибрисани у односу на стандардне референтне објекте познате дужине. Већина стручњака препоручује дневну калибрацију која укључује и фиксне металне шипке и стварне живе рибе које се држе у затвору. Ово помаже у надокнади ефекта промена температуре који утиче на саму сонарску опрему током времена. Тачно извођење ових калибрација чини сву разлику у осигуравању поузбаних података прикупљених испод воде.

Теренска валидација процена величине помоћу сонара високе резолуције

Тестирање операција у Беринговом мору је показало да постоји отприлике 92 одсто поклапања (како је пријављено од стране НОАА-е још 2022. године) између дужина рибе које је мерен сонаром и стварних мерења добијених из мрежа, уз анализу око 15 хиљада појединачних узорака рибе. Преосталих 8 одсто разлике настаје углавном због брзо покретних врста риба у отвореном океану, јер сонар снима само 30 фрејмова у секунди и понекад пропусти тренутак када се ове животиње потпуно испруже током кретања. Савремена опрема покушава да отклони овај проблем коришћењем посебних рачунарских програма који анализирају више различитих углова школа риба, како испод тако и изнад површине воде, ради боље процене укупне величине.

Анализа контроверзи: Разлике између визуелне идентификације и мерења заснованих на сонару

Сондирање слике дефинитивно уклања досадне грешке мерења које рониоци могу увести, али и даље постоји неко неслагање око тога колико добро функционише за рибе које су спљуштене као шаре. Прошлогодишња студија је показала занимљиву чињеницу – код спљуштених риба разлике у мерењима су биле око 22% веће у поређењу са округлијим врстама риба. Проблем изгледа у томе што се сонарска опрема збунjuје начином на који се ова спљуштена створења полажу на морско дно, погрешно тумачећи њихов угао као промену стварне дужине. Али ево добре вести: кад су људи почели да користе напредније системе са двоструким зраком који проверавају мерења кроз хоризонталне и вертикалне скенирања, стопа грешака је пала испод 5%. Зато није изненађујуће што све више истраживача прелази на ову технологију упркос повременим проблемима.

ARIS сонар у комплексним срединама: прецизно откривање и мерење риба

Радне предности ARIS сонара за откривање и мерење риба у мутивним водама

Систем за сонарско снимање са адаптивном резолуцијом, познат као ARIS, ради изузетно добро када је видљивост лоша и када више нису довољне обичне оптичке методе. Сонар емитује сигнале високе фреквенције од око 1,8 MHz који могу продирати кроз муљ и ситну у води. Тако створене слике су толико детаљне да могу прецизно препознати облике појединачних риба, са тачношћу од око 0,3 степена у ширинаци зрака. Ово је од великог значаја за одређивање величине риба које живе на дну, попут сома и шарана, у мутним рекама где све изгледа подједнако. Истраживање објављено у часопису Fisheries Research 2021. године показало је још једну занимљиву чињеницу. Тестирање система ARIS у условима замућеног акваријума дало је тачну идентификацију различитих врста риба у 82 процента случајева. Уместо да се ослања на боје које се губе у прљавој води, систем анализира начин кретања рибе и облик њеног тела. Стручњаци који су користили ову технологију наводе да процес процене траје отприлике 40 процената мање времена него када се иста подручја испитују мрежама, што је нарочито важно током напорних теренских истраживања када сваки тренутак има значај.

Studija slučaja: Implementacija ARIS sistema u istraživanjima mačurana na reci Mississippi

Još 2022. godine, naučnici su postavili te napredne sisteme ARIS 3000 duž oko 15 milja veoma mutnih vodotoka koji se ulivaju u reku Mississippi. Ono što su otkrili bilo je prilično iznenađujuće. Njihova sonarna oprema mogla je razlikovati pojedinačne veličine mačurana veće od oko 2 centimetra, čak i kada su celi jata bila gusto zbijena kao testo za korn. Ispostavilo se da je tamo bilo otprilike 18.700 odraslih riba koje se razmnožavaju, znatno više nego što je iko ranije pretpostavljao. Ove brojke su kasnije proverili i selektivnim vucama mreža. Najbolje od svega? Ova metoda uopšte nije remetila zone parenja, što je izuzetno važno za aktivnosti očuvanja vrsta. Uz to, dala je upravljačima ribnjaka trenutne podatke o stvarnom broju prisutnih riba, bez potrebe da čekaju nedeljama dok traju tradicionalna istraživanja.

Strategija: Optimizacija pozicije pretvarača i frekvencije okvira za razlikovanje jata

За најбоље резултате, поставите ARIS сензоре на дубини од око 1,2 до 1,5 метра испод површине воде. Ова дубина омогућава добар баланс између опсега детектовања објеката (максимално око 40 метара) и добијања детаљних слика са резолуцијом од приближно 2 мм по пикселу. Када има јаких водених струјања, повећање брзине фрејмова на 15 фрејмова у секунди чини велику разлику. Приметили смо да се у супротном јасни подаци ометају мото-блуром приликом мерења дужине рибе у брзој води. Наши теренски искуства су показала и нешто занимљиво: нагињање сонарне јединице за око 30 степени низводно значајно побољшава нашу способност да раздвојимо појединачне рибе у школама. Ово делује посебно добро у муљевитим водама где је концентрација седимента висока, што нам према тестовима омогућава око трећину бољу дискриминациону способност.

Технички лимити и напредак у тачности високофреквентних сонара

Компромис између таласне дужине и резолуције циља у мерењима сонаром на високим фреквенцијама

Опрема за детектовање под водом која ради на фреквенцијама изнад 1 MHz постиже резолуцију размере милиметра, али сусреће се са обрнутом зависношћу између фреквенције и ефективног домета. Краће таласне дужине (2,3 mm на 1,6 MHz) омогућавају прецизно мерење кичмица риба, док системи испод 500 kHz жртвују детаљност ради 30% већег продирања у дубину. Риболови сада користе системе од 1,2–2 MHz тамо где дубине испод 25 m омогућавају балансирање резолуције циља од 0,5 cm са задржавањем сигнала од 85%. Недавни напредак у алгоритмима омогућава превазилажење интерференције услед замућености воде кроз анализу фазних разлика.

Подаци: 92% корелација између узорковања мрежом и читања сонара на 1,6 MHz (NOAA, 2022)

Studija NOAA-e o poređenju u uslovima zaliva Česapejk potvrdila je dužine riba dobijene sonarom na osnovu mrežnih ulova kod 12 vrsta. Sistemi od 1,6 MHz postigli su: - prosečnu apsolutnu grešku od 2,8% za morskog smuđa (raspon 35–80 cm) - preklapanje od 91,7% na histogramima raspodele veličine. Nepodudarnosti su se uglavnom javljale na dubinama većim od 18 m, gde su akustičke senke smanjile konzistentnost merenja za 14%.

Industrijski paradoks: Viša frekvencija – Uvek bolje – Atenuacija signala u dubokoj vodi

Iako sistemi od 2,4 MHz mogu da razluče detalje od 0,3 cm, njihov efektivni domet opada za 48% po svakih dodatnih 10 m dubine zbog gubitaka usled sfernog širenja. Na dubini od 40 m, alternativni sistemi u opsegu 400–700 kHz zadržavaju tačnost prepoznavanja cilja od 72%, naspram 29% kod visokofrekventnih uređaja. Termokline hladne vode dodatno pogoršavaju signale visoke frekvencije – poljska ispitivanja iz 2023. pokazala su da se stope atenuacije snopa od 1,8 MHz utrostručuju ispod slojeva sa temperaturom ispod 10°C.

Merenje veličine ribe na terenu naspram tradicionalnih metoda: Praktična poredjava

Prednosti prenosivosti i brzine metoda za merenje veličine ribe u terenu

Istraživači sada imaju pristup prilično impresivnoj podvodnoj opremi koja im omogućava brojanje riba pomoću malih ručnih sonara koji teže manje od 4 kg. Ove uređaje je moguće baciti sa malih čamaca ili čak sa obale, što je ogroman napredak u odnosu na stare metode kod kojih su velike ekipe provodile ceo dan vukući mreže kroz vodu, a zatim satima sortirale ulov. Novi sistemi u terenu daju trenutne podatke o veličini cele skole, često već nakon samo 10 minuta. Testovi su pokazali da ovi prenosivi sonari postižu tačnost od oko 89%, čak i kada je vidljivost loša, pri čemu se rezultati ne razlikuju od onih skupih laboratorijskih instrumenata, ali bez čekanja dana na rezultate nakon slanja uzoraka u laboratoriju.

Poređenje sonara sa tradicionalnim metodama merenja ribe: Uzorkovanje na osnovu ulova naspram neinvazivnog snimanja

Када научници упце рибе да би их проучавали, заправо наруше екосистем и пропусте неке важне детаље о величини. Рониоци често пропусте веће рибе приликом мерења популација на гребенима, подсецајући дужине за око 12% према студијама које користе стерео-соничну технологију. Недеструктивне методе снимања дају боље резултате без убијања или штете морској фауни. Узмимо рад објављен у „Fisheries Research“ као пример случаја – тамо је установљено да су сонична мерења за популације ковача била око 5% прецизнија него она која су рониоци визуелно утврдили испод воде. Ипак, традиционалне методе остају због потребе за одређеним врстама биолошких информација које соник још увек не може да прикупи, као што су драгоцене годишње прстенове у костима риба које нам говоре пуно о њиховој историји и обрасцима раста.

Стратегија: Хибридни програми мониторинга који комбинују соник и физичко траловање

Grupe za upravljanje ribarstvom sve češće kombinuju redovne sonarne skenove, koji dnevno pokrivaju oko 2 do 5 kvadratnih kilometara, sa selektivnim vucenjem mreže koje se obavlja na otprilike 10% uobičajene intenzivnosti. Kombinacija smanjuje oštećenje morskih staništa za približno 40 do 60 posto, a istovremeno omogućava istraživačima da provere ono što vide na sonarnim ekranima, upoređujući sa stvarnom ulovljenom ribom u mrežama. Prema rezultatima probnog projekta NOAA-e iz prošle godine, ovaj kombinovani metod doveo je do približno 18% manje mrtve ribe vraćene u okean u poređenju sa tradicionalnim pregledima vucenjem mreže samostalno. Dakle, u osnovi, kombinovanje različitih tehnika deluje efikasnije kako za zaštitu ekosistema, tako i za dobijanje preciznih informacija o populacijama riba.