Zamonaviy baliqchilikni boshqarishda suv osti aniqlash uskunalarining roli

Hodisa: Texnologiyaga asoslangan baliqchilik amaliyoti tomon siljish

2020-yildan boshlab suv o'tlovchilari sanoati sezilarli darajada o'zgardi. Hozirda katta tijorat suv o'tlovchilari qayiqlarining taxminan uchdan ikki qismi baliqni yaxshiroq tutish va atrof-muhit qoidalariga rioya etish uchun suv osti sensorlari hamda boshqa texnik jihozlardan foydalanadi. Nima uchun? 2024-yilda e'lon qilinadigan yangi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, suv o'tlovchilari ushbu texnologiyalarni qo'llaganlarida eski usullardan foydalanganlariga qaraganda 41 foiz kamroq yosh baliq tutib oladilar. Bugungi kunda dengizdagi aksariyat kapitanlar nurlanuvchi ohangiz sonar tizimlari hamda turli xil baliqlarni bir-biridan ajratib beradigan kompyuter dasturlariga tayanadi. Bu vositalar baliqlarning jamoa bo'lib joylashgan joyini barcha yo'nalishlarda ko'rishga yordam beradi va bu esa baliqni yig'ishdan oldin minimal baliq hajmlari to'g'risidagi qoidaga rioya qilishni osonlashtiradi.

Prinsipi: Qanday qilib ohangiz baliq zaxiralari bahosini yaxshilaydi

So'nggi rasmli ohangich texnologiyasi 1,8 MHz chastotali nurlarni yuborish orqali baliqlar to'plamidagi alohida baliqlarning shaklini aniqlay oladi. Kalibrlash sinovlari baliqlar uzunligini taxminan ±7 sm aniqlikda o'lchash mumkinligini ko'rsatdi. Bu tizimlarni ajratib turadigan narsa ularning ikki o'qli skanerlash qobiliyatidir. An'anaviy ehoninggichlar kabi faqat sirtga qarash o'rniga, ular suv ustuni bo'ylab hajm o'lchovlariga asoslanib biomassani hisoblaydi. Oqtepa va tubdagi baliq populyatsiyalarida qanday turdagi baliqlar mavjudligini aniqlashda baliq ovlovchilar va tadqiqotchilar ushbu tizimni haqiqiy troyal bilan solishtirib tekshirganlar, natijalarda taxminan 89% mos kelish kuzatilgan.

Trend: Tijorat baliq ovlash operatsiyalarida real vaqtda ma'lumotlarni integratsiya qilish

Baliq ovchilari endi suvni skanerlagandan taxminan 90 soniyadan keyin ultratovush o'qimini qayta ishlash va sun'iy yo'ldosh orqali ulangan interfeysda namoyish etish imkoniyatiga ega bo'ldilar, bu esa ularning tutgan baliqlar hajmini operativ ravishda boshqarishlariga yordam beradi. Yangi tizim dengiz kapitanlariga yetilgan baliqlar ko'p bo'lgan hududlarga e'tibor qaratishga, shu bilan birga himoya qilingan zonalardan hamda baliqlar juda kichik bo'lgan joylardan uzoq turishga imkon beradi. Shimoliy Atlantikadagi seld baliq ovlash maydonlaridan kelgan dastlabki natijalar qiziqarli hodisa sodir bo'layotganini ko'rsatmoqda. Agar kemalar ushbu real vaqtdagi ultratovush xaritalarini avtomatik saralash uskunalari bilan birlashtirsalar, ular kerakli turdagi baliqlarning taxminan 23 foiziga yaqinini saqlab qolishadi. Bu tushunarli, chunki dengizda noto'g'ri narsalarni quvib yurish vaqtini behuda sarflashni hech kim xohlamaydi.

Rasmli Ultratovush Qanday Qilib Balyoqlar Uzunligini Aniq Baholash Imkonini Beradi

Tasvirni olish sonar tizimlari baliq biomassasini baholashda noaniq uzunlik o'lchash imkoniyatini taqdim etish orqali inqilob qildi. So'zlovchi qayta ishlash va transdyuser texnologiyasidagi so'nggi yutuqlar ushbu tizimlarga qiyin suv osti sharoitida ham millimetr darajadagi aniqlikka erishish imkonini beradi.

Tasvirni olish sonaridan foydalangan holda baliqlarning uzunligini baholash bo'yicha algoritmik yondashuvlar va kalibrlash

Bugungi tasvirlash sonar tizimlari baliqlardagi akustik soyalar va suzish pufag'ini o'qish uchun chegarani aniqlash usullarini mashina o'qish bilan birlashtiradi. O'ttigi yili o'tkazilgan ba'zi sinovlar shu tizimlarning oltita turdagi tijorat jihatdan muhim baliqlar bo'yicha o'lchovlarda taxminan 97% aniqlikka erishish orqali deyarli mukammal o'qishga yaqinlashganini ko'rsatdi, lekin faqat ma'lum uzunlikdagi standart etalon ob'ektlarga nisbatan to'g'rilangan bo'lsa. Ko'pchilik mutaxassislari har kuni o'lchov qilishda nishab metall sterjenlar hamda qopqon ichida saqlanayotgan jonli baliqlarni ham o'z ichiga oladigan to'g'rilashni tavsiya qiladi. Bu harorat o'zgarishi o'tkirlikda sonar uskunasiga ta'sir qilishini kompensatsiya qilishga yordam beradi. Ushbu sozlamalarni to'g'ri bajarish suv ostida ishonchli ma'lumotlarni yig'ishda juda muhim farq hosil qiladi.

Yuqori aniqlikdagi sonar o'lchovlarining maydon tekshiruvi

Bering dengizida o'tkazilgan sinov operatsiyalari NOAA tomonidan 2022-yilda ma'lum qilinganidek, gidrolokator tomonidan o'lchangan baliq uzunliklari bilan tarmoqlar orqali olingan haqiqiy o'lchovlar o'rtasida taxminan 92% mos kelish borligini ko'rsatdi, bu erda taxminan 15 ming dona alohida baliq namunalari tekshirildi. Qolgan 8% farq asosan tez harakatlanuvchi ochiq okean baliqlariga bog'liq, chunki gidrolokator faqat sekundiga 30 kadrlarda tasvirlarni qayd etadi va ba'zan ushbu mavjudotlar harakat paytida butunlay cho'zilganda ularni qayd etishda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Zamonaviy uskunalar baliq partiyalarining suv yuzidan yuqoridan ham, pastdan ham bir nechta burchaklardan olingan tasvirlarini tahlil qiluvchi maxsus kompyuter dasturlarini ishlatish orqali ushbu muammoni hal etishga harakat qiladi.

Nizo tahlili: Vizual aniqlash hamda gidrolokator orqali olingan o'lchovlar o'rtasidagi farqlar

Tasvirni olish sonari aniqki, suzuvchilarning kiritishi mumkin bo'lgan noqulay o'lchash xatolarini bartaraf etadi, lekin dengiz baliqchalari kabi tekislangan baliqlar uchun uning qanday ishlashi haqida hali ham kelishuv mavjud emas. O'tgan yili o'tkazilgan tadqiqot qiziqarli natija berdi — yassi baliqlarda o'lchangan o'lchamlar farqi yirikroq baliqlarga qaraganda taxminan 22% ga ko'proq farq qildi. Muammo shundaki, bu tekis jonzotlarning dengiz tubiga yotish usuli tufayli sonar uskunalari ularning burchagini aslida uzunlik o'zgarishlari sifatida noto'g'ri aniqlaydi. Lekin yaxshi yangilik shuki, gorizontal va vertikal skanerlash bo'yicha o'lchovlarni tekshiruvchi ikki nurlama tizimlardan foydalanish boshlangach, xato darajasi 5% dan pastga tushdi. Ba'zi muammolarga qaramay, boshqa tadqiqotchilar ham ushbu texnologiyaga qo'shilayotganidan hayron emas.

Murakkab muhitda ARIS Sonari: Aniq baliq aniqlash va o'lchash

ARIS Sonarining sho'x suvlarda baliqni aniqlash va o'lchashdagi operativ afzalliklari

ARIS nomi bilan tanilgan moslashuvchan rezolyutsiyali tasvirlash sonar tizimi, ko'rinish sharoitlari yomon bo'lganda va oddiy optik usullar boshqa ishlamay qolganda juda yaxshi ishlaydi. Sonar 1,8 MHz atrofida yuqori chastotali signallarni chiqaradi, bu esa suvdagi loy va changni o'tkazib yuboradi. Tizim shunchalik batafsil tasvirlar yaratadiki, baliqlarning alohida shakllarini anaviyasiga 0,3 gradus aniqlikda aniqlay oladi. Bu jonzotlar — mushak va karplar kabi tub aholining o'lchamlarini iflos daryolarda, hamma narsa bir xil ko'rinadigan joylarda aniqlash uchun muhim ahamiyatga ega. 2021-yilda "Fisheries Research" jurnalida e'lon qilingan tadqiqot ham qiziqarli natijalarga ega bo'ldi. Ular ARIS-ni nozik akvarium sharoitida sinab ko'rishdi va turli baliq turlarini taxminan 82 foiz to'g'ri aniqlashgan. Sistem tizimi iflos suvda ranglari yo'qoladigan ranglarga emas, balki baliqlarning harakatlanish usuliga va tanasining shakliga e'tibor beradi. Usbu texnologiyani foydalanuvchilar tekshiruvlarni o'tkazish uchun tarmoqlarni bir xil suvlardan tortishga qaraganda taxminan 40 foiz kamroq vaqt ketishini aytishmoqda, ayniqsa har bir daqiqa hisobga olinadigan qiyin maydon tekshiruvlari davrida bu juda muhim.

O'rganish holati: ARIS tizimining Missisipi daryosidagi mehn baliqlarini o'rganishda qo'llanilishi

2022-yilda olimlar Missisipi daryosiga quyiladigan taxminan 15 mil (24 km) juda loyqin suv yo'lagida zamonaviy ARIS 3000 tizimlarini ishlatdilar. Ular aslida juda g'ayrioddiy natijalarga erishdilar. Ularning gidrolokatsiya uskunasi butun maktablardagi baliqlar bir-biriga juda yaqin to'planib, ularni farqlash qiyin bo'lganda ham alohida mehn baliqlarining hajmini 2 santimetrgacha aniqlikda aniqlay oldi. Natijada u yerda taxminan 18,700 ta kattalar jinsdosh baliq ko'payayotganini aniqlashdi — bu avvalgi taxminlardan ancha yuqori ko'rsatkich edi. Keyinchalik ular tanlangan to'r bilan ov usuli orqali bu sonni tekshirdilar. Eng ajoyib jihat shundaki, ushbu usul jinsdoshlik joylariga hech qanday ta'sir qilmadi, bu esa tabiatni muhofaza qilish jihatlari uchun katta ahamiyatga ega. Shuningdek, bu usul traditsion tadqiqotlarni o'tkazish uchun haftalab kutish shart emasligini anglatadi va baliqchilik xodimlariga mavjud baliqlar soni haqida darhol ma'lumot beradi.

Strategiya: Maktablarni farqlash uchun transdyuser o'rnatish va kadrlar chastotasini optimallashtirish

Eng yaxshi natijalarni olish uchun ARIS transduserlarini suv sirtidan taxminan 1,2 dan 1,5 metrgacha chuqurlikda o'rnatish kerak. Bu chuqurlik tizimning ob'ektlarni aniqlash masofasini (taxminan maksimal 40 metr) saqlab, bir vaqtda pikselga taxminan 2 mm gacha bo'lgan batafsil tasvirlarni olish imkoniyatini muvozanatlantirishga yordam beradi. Kuchli suv oqimlari bilan ishlaganda, kadr tezligini sekundiga 15 kadrga oshirish katta farq qiladi. Biz o'tuvchi suvda baliqlar uzunligini hisoblash paytida harakat bluri tufayli boshqacha aniq bo'lgan o'qishlar buzilishini kuzatdik. Maydon tadqiqotlarimiz yana qiziqarli narsani ko'rsatdi. Gidrolokatsiyani oqim bo'ylab taxminan 30 gradusga og'dirish, jamoalardagi alohida baliqlarni ajratib olish qobiliyatimizni sezilarli darajada oshiradi. Bu yuqori cho'kindi darajaga ega bo'lgan loyqinli suvlarda ayniqsa yaxshi ishlaydi va sinov sinovlarimizga ko'ra, farqlash qobiliyatini taxminan uchdan birga yaхshilaydi.

Yuqori chastotali gidrolokatsiya aniqlik bo'yicha texnik chegaralar va yutuqlar

Yuqori chastotali gidrolokatsiya o'lchovlarida to'lqin uzunligi va maqsadli aniqlik o'rtasidagi almashinuv

1 MHz yuqori chastotada ishlaydigan suv osti aniqlash uskunalari millimetr darajasidagi aniqlikka erishadi, lekin chastota bilan samarali masofa o'rtasida teskari bog'liqlik mavjud. Qisqa to'lqin uzunliklari (1,6 MHz da 2,3 mm) baliq umurtqasining aniq o'lchovlarini amalga oshirish imkonini beradi, sub-500 kHz tizimlari esa chuqurlikda 30% ko'proq penetrlash uchun batafsil ma'lumotdan voz kechadi. Balyqchilik endi <25 m chuqurlikda 0,5 sm maqsadli aniqlikni 85% signal saqlash bilan muvozanatlash uchun 1,2–2 MHz tizimlardan foydalanadi. So'nggi algoritm rivojlanishlari fazaviy farq ketma-ketligi tahlili orqali sho'xlik shovqinlarini engib o'tadi.

Ma'lumot nuqtasi: 1,6 MHz gidrolokatsiya o'qishlari bilan tarmoq namunalash o'rtasida 92% mos kelish (NOAA, 2022)

Chesapeake Bay estuariyasida NOAA o'tkazgan solishtirma tadqiqot baliq uzunligini tral bilan qayd etilgan ma'lumotlar asosida 12 ta turga nisbatan sonar yordamida aniqlagan. 1,6 MHz tizimlari quyidagi natijalarga erishdi: - 35–80 sm oralig'ida bo'ronli baliq uchun o'rtacha mutlaq xato 2,8% - hajm taqsimoti gistogrammasida 91,7% qoplanish >18 m chuqurlikdagi suvlarda farqlar asosan sodir bo'ldi, bu erda akustik soyalar o'lchash aniqligini 14% pasaytirdi.

Sanoat paradoksi: Yuqori chastota – Har doim yaxshiroq – Chuqur suvda signallarning sekinlashishi

2,4 MHz tizimlari 0,3 sm elementlarni aniqlasa ham, sferik tarqoq yo'qotish tufayli ularning samarali masofasi har 10 m chuqurlikda 48% kamayadi. 40 m chuqurlikda 400–700 kHz tanlovlari maqsadni 72% aniqlikda aniqlaydi, yuqori chastotali qurilmalarga nisbatan esa bu ko'rsatkich 29% ni tashkil qiladi. Sovuq suvdagi termoklinalar yuqori chastotali signallarni yanada yomonlashtiradi – 2023-yildagi maydon sinovlari 1,8 MHz luchning 10°C dan past qatlamlarda so'nish tezligi uch baravar oshishini ko'rsatdi.

Maydondagi va An'anaviy Baliq O'lchash Usullari: Amaliy Solishtirish

Maydondagi baliq o'lchash usullarining portativlik va tezlik afzalliklari

Olimlar endi suv ostida baliqlarni sanash imkonini beradigan, og'irligi 4 kg dan kam bo'lgan qo'lda ushlab ishlatiladigan sonar qurilmalariga ega. Bu qurilmalarni kichik kemalardan yoki hatto quruqlikdagi joylardan ham tashlash mumkin bo'lib, bu esa katta guruhlar tomonidan kun davomida tarmoqlarni suv orqali tortib, so'ngra ularga tushgan narsalarni soatlab saralab chiqishdan iborat bo'lgan eski usullarga qaraganda katta yutuqdir. Yangi maydon tizimlari butun baliq partiyasining hajmi haqida darhol, ko'pincha jami 10 daqiqa ichida ma'lumot beradi. Sinovlar shuni ko'rsatdiki, ko'rinish qanchalik yomon bo'lishidan qat'i nazar, ushbu portativ tasvirlash sonarlari taxminan 89% aniqlikka erishadi va namunalarni laboratoriyaga yetkazib berish va natijalarni kunlar davomida kutish shart emasligi bilan qimmatbaho laboratoriya asboblari bilan bir xil natijani beradi.

Sonarning an'anaviy baliq o'lchash usullari bilan taqqoslanishi: tutib olish asosidagi namuna olish vs nozararlik qilmas tasvirlash

Olimlar baliqlarni o'rganish uchun tutganda, ular haqiqatda ekotizimni buzadi va o'lcham to'g'risida ba'zi muhim tafsilotlarni qo'ldan boy beradi. Biotaglik aholisini o'lchashda suzuvchilar katta baliqlarni o'tkazib yuboradilar, stereo-sonar texnologiyasidan foydalangan holda o'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ular uzunlikni taxminan 12% kam baholaydi. No-kirish usullari dengiz hayotini o'ldirmasdan yoki jarohatlanishsiz yaxshiroq natijalarga ega bo'ladi. "Fisheries Research" da nashr etilgan ishni bitta namuna sifatida keltirish mumkin, unda sonar o'qishlari suzuvchilar suv ostida jismonan hisoblolaydiganidan taxminan 5% aniqlik bilan chiqqanligi aniqlangan. Shunday qilib, eski maktab usullari hali ham mavjud, chunki ular sonar hali olmagan ba'zi biologik ma'lumotlarni olish uchun zarur, masalan, baliq suyaklaridagi qimmatbaho yosh halqalari ularning tarixi va o'sish namunalari to'g'risida juda ko'p ma'lumot beradi.

Strategiya: Sonar va Jismoniy Trawlarni Birlashtirgan Gibridd Monitoring Dasturlari

Baliqchilikni boshqarish guruhlari muntazam sonar skanerlashni (har kuni taxminan 2 dan 5 kvadrat kilometrgacha) odatdagidan taxminan 10% darajada intensiv bo'lgan tanlangan tral bilan birlashtirishga harakat qilmoqda. Ushbu usullar kombinatsiyasi dengiz ekotizimiga yetkaziladigan zararni taxminan 40-60% ga kamaytiradi, shuningdek, tadqiqotchilarga sonar ekrani orqali ko'rganlarini tarmoqlarda tutib olingan haqiqiy baliqlar bilan solishtirish imkonini beradi. O'ttungi yili NOAA ning sinov natijalariga ko'ra, bu aralash usul an'anaviy tral survetlariga nisbatan dengizga tashlanadigan o'lik baliqlarni taxminan 18% ga kamaytirgan. Shunday qilib, turli xil usullarni aralashtirish ekotizimlarni muhofaza qilish hamda baliq populyatsiyalari to'g'risida aniq ma'lumot olish uchun yanada samaraliroq ishlaydi.