T-SCSF 0022-2024 海洋牧场鱼类资源声学调查评估技术规范

团体标准海洋牧场鱼类资源声学调查评估技术规范中国水产学会发布I前言 Ⅱ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 25海洋牧场鱼类资源声学调查 26仪器装备 37数据采集 38数据处理 39资源量评估 410调查资料及调查报告 6ⅡⅢ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国水产学会归口。本文件起草单位:上海海洋大学、大连海洋大学、中国水产科学研究院东海水产研究所、中国水产科学研究院南海水产研究所、中国水产科学研究院黄海水产研究所、全国水产技术推广总站、中国科学院海洋研究所。1海洋牧场鱼类资源声学调查评估技术规范1范围本文件规定了海洋牧场鱼类资源声学调查评估的开展程序、调查设计、调查船及仪器、数据采集处理、资源量评估和调查资料处理的基本要求。本文件适用于水深超过10m的海洋牧场鱼类资源声学调查评估。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T12763.6—2007海洋调查规范第6部分:海洋生物调查SC/T9403—2012海洋渔业资源调查规范SC/T9416—2014人工鱼礁建设技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。具备系统收发增益校正、目标强度测定、反向体积散射强度测量、回波积分以及数据保存回放等功能,主要用于渔业资源声学评估的水声测量仪器。鱼类目标强度fishtargetstrength描述探测鱼类单体目标反射声波能力的物理量,用符号TS表示。描述物体在与入射相反方向上散射声波能力的物理量,用符号σbs表示。单位海面下对应的某个水层内散射物体反向体积散射系数均值与水层高的乘积,用符号sa表示,走航声学调查断面上,用于计算平均面积散射系数、分析资源密度等空间分布的调查船航行距离间隔,用符号EDSU表示。在海面附近,换能器吃水深度以浅和垂直于换能器表面的2倍近场距离内所覆盖的区域,用符号Bz表示。发射脉冲的球面波波振面接触近似平面的海底时,距海底面以上的1/2脉冲宽度距离内所覆盖的区2域,用符号DZ表示。变异系数coefficientofvariation资源量评估结果的变异系数(资源量评估精度的指标,值越小精度越高),用符号CV表示。调查范围内的声学采样强度,用符号DC表示,根据调查前预期的CV值确定。4总则规范海洋牧场鱼类资源量声学调查评估的技术要求、调查评估方法和质量控制,达到数据可溯源、结果可验证的目的。5海洋牧场鱼类资源声学调查a)海洋牧场调查范围、人工鱼礁(海藻场)的区位分布;b)调查区域内的主要鱼种和规格分布;c)收集海洋牧场的水深、潮汐、浪流等水文资料。a)调查船采用吃水小于1m、航行噪声较低的汽油或电推引擎、带有声学数据采集舱室、能安装科学探鱼仪的小型调查船只;b)调查航速不高于5节;c)严格按照调查设计航线航行,如果航线中有渔具可以避开,并保持船舷悬挂换能器的稳定性,夜间调查需要注意航行安全。a)在调查前对科学探鱼仪需要进行1次校正。调查使用主要参数在校正后不能改变。更换校正笔记本电脑应重新更新校正文件。b)科学探鱼仪工作频率选择按需求,鱼类目标探测选70KHz、120KHz;浮游动物目标选200KHz以上,如果使用频差技术处理数据,每种换能器应至少选1个频率。c)便携式科学探鱼仪应使用独立DC12V电池供电,不能使用逆变器和汽油发电机提供的DC12V供电。笔记本电脑等供电需要独立电池逆变供电。d)科学探鱼仪收发机、逆变器、发电机等都需要做接地处理。如果船舱无接地端子,需将接地线放入船外海水内。e)调查期间不可同时使用其他声学设备。5.2调查时间按照SC/T9403—2012中5.3.1.1的规定执行。5.3调查航线5.3.1选用等距平行断面航线。5.3.2礁区以及海藻区内进行高覆盖度的分层采样。5.3.3制定调查的预定精度,礁区及海藻区变异系数CV不大于0.2;海洋牧场区CV小于0.26。5.3.4根据预定的CV值,使用lnCV=—0.69—0.41lnDC分别计算海洋牧场区和礁区(海藻区)的覆盖度。3 c=,A区宜在100m~150m,礁区(海藻区)宜小于50m。5.4.1调查期间内在人工鱼礁区及周边设置三重刺网、笼壶等采样站位,网目根据目标生物规格范围以及生物多样性需求决定。5.4.2在走航中可以停船使用杆钓等方式对在声学目标回波水层进行生物采样和目标识别。5.5目标强度体长关系式选择根据鱼类的生理特征,按照GB/T12763.6—2007中G.2.2.1和表G.1的规定执行。6仪器装备鱼类资源声学调查所需以下仪器设备:a)窄带或宽带分裂波束科学探鱼仪;b)系统校正用标准球以及相关材料;c)数据显示、软件控制、数据采集用便携式计算机;d)高精度差分导航定位系统;e)必要的水文气象调查仪器。6.2换能器安装6.2.1换能器可优选配导流罩船底安装,也可在船舷侧边配导流罩固定安装。6.2.2多个换能器需要安装在一个导流罩内,且波束的采样水体基本相同。6.3科学探鱼仪设置6.3.1窄带科学探鱼仪的脉冲宽度宜为0.1ms,带有脉冲压缩功能宽带设备的脉冲宽度宜为2ms。6.3.2收发周期使用固定值0.1s或0.2s。6.3.3功率选择应为所对应频率的最大值。7数据采集7.1.1按照科学探鱼仪的操作手册进行操作,并在航线起始点、样品采集点、重要回波点等进行提示记录标注。7.1.2控制单个数据文件大小不超过10M,数据保存至笔记本电脑内。7.2生物学数据7.2.1记录走航钩钓采样的位置信息。7.2.2走航期间所获的渔获样品应按照SC/T9403—2012中5.2.4的规定执行。7.3调查记录7.3.1应参照附录A的要求,填写海洋牧场鱼类资源声学调查表。7.3.2每条航线的开始、结束;礁区进入、离开;生物采样开始、结束;鱼礁和鱼群回波等重要信息需要使用科学探鱼仪的提示记录功能在声学数据中做电子标记。8数据处理8.1.1按照断面长度建立声学数据处理文件。8.1.2声学数据按照软件说明书进行处理,一次读取处理文件数量可根据计算机的性能和分析需求决定。48.1.3若存在多个频率的换能器数据,应使用时间同步工具同步处理数据。8.2声学数据校准根据目标种类所处的水深,计算该水层的平均声速和吸收衰减系数等参数,建立数据校准文件,并对原始数据进行校准。8.3背景噪声消除利用声学数据后处理软件的背景噪声消除功能,去除回声信号数据中的背景噪声。8.4劣质数据处理将气泡、不规则水底及来自其他声学仪器的干扰信号等非生物来源回波信号认定为劣质数据区域,并在积分处理过程中不使用。8.5积分水层设定按照GB/T12763.6—2007中G.2.3.1和G.2.3.2的规定执行。8.6基本积分航程单元设置8.6.1根据人工鱼礁区(海藻区)的分布和规模,基本积分航程单元宜设置在100m~200m。8.6.2一个人工鱼礁区(海藻区)应放在一个基本积分航程单元内。8.6.3人工鱼礁区(海藻区)分层采样调查宜使用小于50m的基本积分航程单元。8.7频差处理8.7.1用2个及以上不同频率换能器,通过安装角度调整实现同一水体的声学采样,数据后处理对2个频率的平均反向体积散射强度值进行减法操作。8.7.2根据鱼类和浮游动物的频率响应差异消除浮游动物的混响。8.8生物学数据预处理8.8.1统计和计算各采样网具渔获物中除底栖种类之外的所有鱼种的尾数、体长组成、平均体长、平均体重等数据。8.8.2确定每种鱼的体长平方(厘米单位)基准目标强度(b20),无法确定的鱼种,可参考形态及鳔室结构相似鱼种的b20,并在调查报告中说明。8.8.3当调查目的包含评估种群结构时,应同时统计评估鱼种的年龄组成数据。8.9回波映像生物组成分析8.9.1以基本积分航程单元为单位进行回波映像生物组成分析。8.9.2根据基本积分航程内或相邻断面内具有相似映像特征对应的生物学取样资料,或者某些种类明显区别于其他种类的回波特征,对基本积分航程内各水层的生物种类组成进行判读。9资源量评估9.1面积散射系数(sa)分配依照回波映像分析结果,将各段EDSU的面积散射系数分配给对应的鱼种。面积散射系数分配按公式(1)计算。=saj………式中:saij—第j个EDSU的第i种生物分配的面积散射系数值,单位为平方米每平方米(m2/m2);saj—第j个EDSU输出面积散射系数值,单位为平方米每平方米(m2/m2);ni—渔获物中第i种生物的尾数,单位为尾(ind.);bsij—第j个EDSU附近生物采样的第i种生物的平均声学散射截面,单位为平方米(m2),每种TS鱼的TS根据鱼类体长由目标强度体长关系式计算,反向散射截面由公式σbs=1010计算,TS5再根据该种类不同规格的数量占比做加权平均处理;I—渔获中参与面积散射系数分配的生物种类数。9.2资源量计算调查断面上第j个EDSU内单位海面第i种鱼类的资源密度按公式(2)方法计算。………………式中:pij—第j个EDSU内单位海面第i种生物的密度,单位为尾每平方米(ind./m2)。调查区域第i种鱼类的资源量按公式(3)方法计算。Aj……………式中:Qi—第i种鱼类的资源量,单位为尾(ind.);Aj—第j个EDSU对应的覆盖面积,单位为平方米(m2),是EDSU与调查断面间距的乘积,礁区的分层采样需使用礁区的EDSU和调查断面间隔;J—EDSU的总数量。调查区域的资源总量按公式(4)方法计算。Qi……………9.3调查误差分析假设调查区域内分为K层,k为层的索引号,第k层的平均密度按公式(5)方法计算。……………式中:pkj—第k层第j个ESDU的资源密度,单位为尾数每平方米(ind./m2);Jk—第k层EDSU的数量。调查区域层内资源密度方差按公式(6)方法计算。2……9.3.3各层总资源密度的平均值方差调查区域层各层总资源密度的平均值方差按公式(7)方法计算。………式中:Ak—第k层的面积,单位为平方米(m2);A—总面积,单位为平方米(m2)。9.3.4调查区域总体资源量评估方差调查区域层总体资源量评估方差按公式(8)方法计算。…………………610调查资料及调查报告按SC/T9403—2012中7.2的规定执行。根据声学评估结果,编写航次调查报告,报告至少应包括以下主要内容:a)科学探鱼仪型号和渔业声学数据后处理软件版本;b)科学探鱼仪声学数据采集的各参数设置;c)最小目标强度检测阈值和1m处背景噪声;d)主要经济鱼种目标强度列表;e)鱼类资源密度和资源量计算方法;F)航线轨迹、人工鱼礁分布位置、生物(环境)采样站位图;G)典型鱼类回波映像图;H)生物采样的方法、鱼种、规格、数量