CC BY
16ТЕХНИКА ДЛЯ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ I ТРУДЫ ВНИРО. 2021 г. Том 183
УДК 639.2.081.7:681.883.072
DOI: 10.36038/2307-3497-2021-183-174-190
Программный комплекс для визуализации, многовидовой обработки и хранения данных гидроакустических ресурсных съёмок
М.Ю. Кузнецов, И.А. Убарчук, В.И. Поляничко, Е.В. Сыроваткин
Тихоокеанский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («ТИНРО»), г. Владивосток
E-mail: mikhail.kuznetsov@tinro-center.ru
Представлено описание программного комплекса для исследования распределения и оценки водных биоресурсов гидроакустическим эхоинтеграционным методом. Комплекс обеспечивает визуализацию акустических изображений (эхо-грамм) с различным масштабированием зондируемого пространства и выделением областей (слоёв). Использует гидроакустические, биологические, навигационные и другие данные, находящиеся в интегрированной базе данных, и отображает их посредством отдельных окон (модулей), являющихся составными частями его интерфейса. Комплекс позволяет загрузить и отобразить одновременно несколько файлов эхограмм с отметками лага и результатами интегрирования, слои (в т. ч. слой траления), границы страт, видовой состав объектов в пределах выбранного слоя и страты, гистограммы по силе цели одиночных рассеивателей в выбранном слое, гистограммы по длине, пересчитанной из силы цели для нескольких видов рыб и другие данные. Это даёт возможность сконцентрировать на рабочем столе всю информацию, необходимую для качественного анализа и многовидовой обработки эхограмм в реальном масштабе времени. Программный комплекс рассчитывает и сохраняет в табличном виде значения плотности, численности и биомассы рыб и их распределения с заданным шагом по статистическим квадратам, по видам, по размерным рядам, по глубине и т. д. В настоящее время комплекс используется в практике эхоинтеграционных тралово-акустических съёмок ТИНРО и планируется его дальнейшая модернизация.
Ключевые слова: гидроакустический метод, оценка биоресурсов, научный эхолот, эхограмма, сила цели, программное обеспечение, интерфейс, база данных, численность, биомасса.
ВВЕДЕНИЕ
Гидроакустический эхоинтеграционный метод исследования пространственного распределения и запасов гидробионтов широко распространён в настоящее время. Он имеет преимущества по сравнению с другими инструментальными методами оценки биоресурсов в части скорости и непрерывности обзора водной среды, а также позволяет дистанционно измерять с высоким разрешением вертикальное распределение гидробионтов.
Основой технологии гидроакустической оценки запасов являются измерение силы обратного поверхностного рассеяния от скопления гидробионтов в пределах выбранного слоя и расчёт их численности по известной отражательной способности (силе цели) рыб, поддерживаемые биологическими измерениями [Кузнецов, 2013].
Используемые для этих целей регистрирующие устройства должны обладать важной функ-
цией передачи «сырых» гидроакустических данных в оцифрованном виде через Ethernet интерфейс и сохранения в файлах формата Simrad RAW или HAC на жёсткий диск компьютера [McOuinn et al., 2005]. Таким образом, поддерживается возможность накопления гидроакустических измерений и их последующей обработки.
Наличие эффективных систем первичной и тематической обработки данных гидроакустических измерений с использованием современных компьютерных технологий является важной составной частью информационной поддержки гидроакустического мониторинга биоресурсов и среды их обитания. Главное их назначение -воспроизведение эхограмм и их обработка с расчётом численности и биомассы рыб методом эхоинтегрирования или эхосчётом. Все остальные загружаемые опции и данные съёмки призваны повысить точность, качество и удобство этого процесса, тем самым уменьшить субъективную погрешность оператора.
Целью данной работы является развитие программных средств визуализации и постпроцес-синговой обработки гидроакустических и сопутствующих измерений, используемых при проведении биоресурсных исследований ТИНРО.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
ТИНРО выполняет тралово-акустические съёмки на значительной акватории северозападной части Тихого океана, включая Чукотское, Берингово и Охотское моря и прилегающие воды Камчатки и Курильских о-вов. Установленный на судах гидроакустический измерительный комплекс включает в себя научный эхолот EK60 Simrad с прецизионными характеристиками, использующий метод расщепленного луча для оценки сил целей и эхоинтегратор для оценки плотности скоплений (рис. 1). Эхолот содержит вертикально направленные антенны-вибраторы с расщеплённым лучом частотой 38 и 120 кГц, размещённые под килем судна, и GPT приемопередатчики, которые генерируют и принимают отражённый сигнал от каждого из квадрантов антенны, а также осуществляют оцифровку сигнала. Работой GPT управляет процессорный блок с размещёнными на нём программами накопления «сырых» гидроакустических данных и связи с внешними вычислительными устройствами. Навигационное сопровождение комплекса осуществляется с использованием системы спутникового позиционирования GPS.
Для просмотра (визуализации)и интерпретации акустических данных в мировой практике съёмок используются различные специализированные системы постобработки, такие как EP500, BI500, LSSS, Sonar 4, 5 (Норвегия), EchoView (Ав-
Рис. 1. Гидроакустическая измерительная система
стралия). Эхосигналы, принятые эхолотом и сохранённые в файлах известного формата, отображаются указанными программными средствами в виде эхограмм и являются предметом манипулирования, пороговой и структурной декомпозиции, удаления шума и проверки наличия ошибок измерений.
ТИНРО развивает собственное алгоритмическое и программное обеспечение информационной системы накопления и обработки акустических данных. Разработанный в течение ряда лет программный комплекс обеспечивает выполнение следующих основных функций:
1) визуализацию акустических измерений с различным масштабированием и выделением слоёв;
2) вторичную обработку и анализ акустических изображений (эхограмм) с целью получения абсолютных оценок обилия и пространственного распределения гидробионтов;
3) ведение интегрированной базы данных акустических и биологических измерений, задействованных в расчётах численности и биомассы рыб.
В основе его работы лежит эхоинтеграцион-ный анализ эхограмм [Simmonds, Ма^еппап, 2005]. Общая алгоритмическая схема расчётов, реализуемая комплексом, представлена на рис. 2.
Дополнительные опции и усовершенствованные модули программного комплекса призваны облегчить работу оператора и повысить точность и оперативность вторичной обработки гидроакустической информации при проведении съёмки. Комплекс использует гидроакустические, биологические, навигационные, траловые данные съёмки, находящиеся в интегрированной базе данных, и отображает их посредством отдельных окон (модулей), являющихся составными частями его интерфейса. С его помощью можно просматривать хранящиеся на сервере лаборатории эхограммы и соответствующую им биологическую информацию любого из научно-исследовательских и научно-промысловых рейсов ТИНРО, в ходе которых выполнялась регистрация акустических и биологических данных.
Как правило, оператор интерпретирует акустические и навигационные данные, вводя слои и оконтуривая скопления рыб на эхограмме по лагу и глубине, удаляя помехи и компенсируя потери эхосигнала, вызванные качкой и акустической мёртвой зоной эхолота. Дополнительное ис-
Рис. 2. Алгоритмическая схема расчётов: / - индекс длины объекта;/ - индекс вида объекта; sA - коэффициент обратного поверхностного рассеяния на квадратную морскую милю (м2/миля2) [Ма^еппап et а1., 2002]; - объемный коэффициент обратного рассеяния (м-1); и г2 - верхняя и нижняя границы слоя интегрирования; L¡¡ - зоологическая длина объекта (см); <ТБЦ> - среднее значение силы цели объекта (дБ); а/, Ь1 - коэффициенты для расчёта TS(L); п^. - количество особей /-й длины,/-го вида в улове (экз.); ст^ -поперечное сечение обратного рассеяния (м2); <стй5;> - среднее значение поперечного сечения обратного рассеяния единичного объекта (м2); ъс"сЬ - суммарное поперечное сечение обратного рассеяния по улову (м2); <зкд- - среднее значение поперечного сечения обратного рассеяния 1 кг рыбы (м2); Щ"1сЬ - численность и биомасса рыб по улову
(экз., кг); Dk — длина интервала интегрирования (миля); P.- ■
1 ' 1
пропорция по ст в улове; wr.
вес рыбы i-й длины,j-го вида (кг);
N7, Щ - численность и биомасса рыб, пересчитанная на площадь района исследований (экз., кг)
пользование данных биологических измерений и библиотеки характерных акустических изображений рыб позволяет выделить эхограммы, принадлежащие различным видам и размерным группам рассеивателей, и присвоить им соответствующие размерно-видовые ключи для расчёта численности и биомассы.
Материалы, полученные в ходе съёмок в виде акустических изображений (RAW-файлов), файлов вторичной обработки, сопутствующих измерений и др. сохраняются в соответствующих названию съёмок архивах, а также в интегрированной базе данных акустических и биологических измерений на сервере лаборатории промысловой гидроакустики.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Программный комплекс ТИНРО состоит из двух основных элементов: программы «SALTSE» и интегрированной базы данных в среде Access и нескольких вспомогательных программ: «Sumfiles», «TxtConvert», «Sounder» и «BIFiles».
Программа «SALTSE» [Убарчук, Ермольчев, 2015] — предназначена для визуализации и многовидовой обработки гидроакустических данных. Программа выполняет интерактивную обработку накопленных RAW-файлов данных, позво-
ляет загрузить и отобразить на экране монитора одновременно несколько файлов эхограмм, выделять на эхограмме области (слои) для обработки, отображать гистограммы по силе цели для выделенных одиночных целей в выбранном слое, гистограммы по длине, пересчитанной из силы цели одновременно для нескольких объектов. Программа рассчитывает и сохраняет в форматах, пригодных для дальнейшей обработки (программами электронных таблиц и др.) значения коэффициента обратного поверхностного рассеяния 5А, численности и биомассы рыб и их распределения с заданным шагом по статистическим квадратам, по размерным рядам, по глубине и т. д.
Для более подробного представления о работе и возможностях программы рассмотрим её пользовательский интерфейс, состоящий из собственно эхограммы, основного меню с настройками отображения эхограмм, панели управления («быстрые клавиши») и окон (модулей), в которых отображаются информация по объекту исследования и другие данные (рис. 3).
Главное окно программы отображает акустическое изображение (эхограмму), соответствующую загруженному файлу (рис. 4). В левой части эхограммы расположена шкала глубин в метрах.
¡g(¡j SAITSE РК201804Q-02018Q506-T144429 : D20J.8C5Q6-T1Í4104 frequency: ¿8 kHz Tränket 2 Strata; 140__™
file Echogram Layers MultlFrequency Tools
ВШ'<1РМ[7 8гА & & eü Si
Pate'06.05.2018 Time 15:37:47 loo: 5315.1845 Lat 59'3077N Ion: 156'57.43E fiottom: 368.6 Cur depth- 89.0 Sv:-101.15 So:-88.75 Spted: 22 Heading: 215
Рис. 3. Интерфейс программы «SALTSE»
У SAUSE PK2011030-D20110504-TÍ41205~Fréqaengy: 38 kHz Tram«t:~2 Strata: 203.204 ' ^ fcl i i ГТ |иГ|м|
£ile Echogram payers ^uhiFrequcncy J00'5
в И .i i. í - ✓ s, A 1 9 »? Ф H SS
Рз1е 04Д5Ж1 ПтеШШ Loa; 76713702 Lat Ю'б&Ж Len;Ï56"'5j.MÊ' BetWm:iï&Û" Cur, death:ÏÔ4.3 ' Sw'-XSi Sb::-742S' Sottá 6.6 " Hearing:'339
Рис. 4. Окно эхограммы
На правой стороне расположена шкала раскраски эхограммы. Также на этой шкале в виде чёрных треугольников отображаются пороги интегрирования. В настройках пороги интегрирования могут быть привязаны к порогам шкалы раскраски. Эхограмма разделяется вертикальными линиями на отрезки заданной длины по лагу. Перед каждой мильной отметкой отображается среднее значение коэффициента обратного поверхностного рассеяния sA или коэффициента
обратного объёмного рассеяния sv за интервал интегрирования.
В программе реализована возможность загрузки, отображения и обработки одновременно нескольких последовательных файлов эхо-грамм. Это даёт возможность визуализации скопления от начала до конца или, например, просмотра целого галса или страты в пределах одного окна. Данная функция позволяет оценить характер распределения рыб и планктона на
большом интервале пройденного судном расстояния, проследить суточные вертикальные миграции гидробионтов и, на основании этого, сделать предварительное оконтуривание скоплений графическими слоями. Можно посмотреть содержимое основных таблиц базы данных (БД), к которой подключена программа SALTSE (см. ниже).
Программа автоматически выполняет последовательную загрузку эхограмм из текущего каталога и сохранение результатов, что позволяет оперативно производить обработку файлов эхо-грамм с ранее созданными слоями. Можно выбрать из списка масштаб представления эхо-граммы на экране монитора, наиболее удобный для пользователя (Fit to window, All pings, 1, 2, 5, 10, 20 mile/window, 1:1, 2:1, 4:1, или колесом мыши).
На эхограмме могут отображаться эхосигна-лы, полученные на каждой зондирующей посылке или соответствующие импульсам лага (200 импульсов на милю), с ВАРУ 40logfl (усиление для одиночных целей) и с ВАРУ 20logfl (усиление для косяков), а вместо коэффициента обратного поверхностного рассеяния (sA) - значения коэффициента обратного объёмного рассеяния (sv).
Программа позволяет выбрать цветовой режим (палитру) для раскраски эхограммы в зависимости от типа используемого эхолота (рис. 5).
В окне эхограммы имеется всплывающее меню, позволяющее создавать границы пелагических и донных слоёв, границы страт, задать название и начало страты по лагу. Редактирование выбранного слоя позволяет исключать из анализа ненужные (неполезные) эхосигналы, создаваемые приповерхностной аэрацией, ЗРС (звукорассеивающий слой), гидрологическим зондом, различные шумы, помехи и др. Страта -участок пути на галсе съёмки, соответствующий характерному акустическому изображению скопления с определённым видовым и размерно-возрастным составом, подтверждаемым результатами контрольного траления, в пределах которого выполняется усреднение акустических данных. Из обработки исключаются эхограммы, связанные с уходом с галса и выполнением контрольных тралений.
Кроме этого, на эхограмме можно отображать протраленную область (рис. 6). В БД должны быть записаны следующие данные: горизонт хода трала (глубина верхней подборы), вертикальное и горизонтальное раскрытие трала. Эти параметры фиксируются с помощью тралового зонда FS20/25 или FS70 Simrad. Так же используется время начала траления, продолжительность, длина ваеров. В расчётах учитывается поправка на отставание трала от судна на эхограмме - квадратный корень из разности квадратов длины ваеров и глубины верхней подборы (к длине ва-
Рис. 5. Примеры акустического изображения в разной цветовой палитре в зависимости от модели эхолота: А - ЕК-60;
Б - Ка'о; В - ВюБоп^; Г - Ригипо Р080
Рис. 6. Эхограмма с загруженным слоем траления по данным с тралового зонда FS20/25
еров добавляется длина кабелей от досок до устья трала). Программно вычисляется значение sA в протраленном слое и полное sA от поверхности до дна на интервале траления. Данная функция используется для расчёта коэффициента уловистости и коэффициента объёмности (при траловой съёмке).
В нижней части окна эхограммы отображаются параметры посылки и отсчёта, на который указывает курсор в окне эхограммы: дата, время (GMT), отсчёт лага, координаты (широта/долгота),
глубина до дна и до точки, куда указывает курсор (в метрах), значение sv в точке эхограммы под курсором (дБ/м), значение обратного рассеяния на одиночных целях (sp ) в точке эхограммы под курсором (дБ/м), скорость судна в узлах, курс судна в градусах.
В программе реализован алгоритм многочастотного анализа эхограмм и идентификации различных видов гидробионтов по разнице их отражательной способности на разных частотах [Fernandes, Stewart, 2004], а также алгоритм двух-
Interpretation - Pel#l pelg Strata: 146
Fragm.:5313.5-5315.4 TjT|
Total Sa: 3476.2
□ bjects:
1Г
Region name: pelg
Load default
Bubble correction: | J
Set as default
1.00
Store
Load haul 14E *
Haul mod.
® Info
гГ Use special Sv thresholds Uppecl-20 Lower: I-70 Apply |
i| LFK:| Г Fined total SA assignment. % 100 Г
LU1-LJ
Species Name
Llupea pallasi Theragra chalcogramrna Bothrocarina microcephala Theragra chalcogramrna (¡) Bothrocarina nigrocaudata AptocjJclus ventricosus Eumicrotremus soldatovi Pandalus goniurus Mallotus viliosus Chrysaora rnelanaster
Careprodus ia$tmu$
S a assignment: -1
il
Code SaX Sa Bio? Bio NumX Hum
11310507 92 648 3220.65В—Д 731.652 94 62 6669.948
11882501 6.432 225.327 3.642 28.688 0.863 61.255
15223Э01 0.323 11.236 1.426 11.236 1.945 137.109
11082502 0.255 8.064 0.039 0.306 0.323 22.796
15223902 0.124 4.312 0.547 4.312 1.014 71.464
11460901 0.044 1.514 0.384 3.029 0.048 3.403
11461204 0.031 1.078 0.274 2.155 0.37 26.07
85310202 0.023 1.012 0.021 0.163 0.614 43.315
13540301 0.024 0.341 0.027 0.209 0.148 10.43
09170101 0.021 0.721 0.712 5.605 0.024 1.702
12750331 0.013 0.653 0.041 0.327 0.024 1.702
Count: 11 100 3476.2 100 787.7 100 7049.2
.if
1►
Рис. 7. Окно «Interpretation»
частотного метода [Greenlaw, 1979] оценки среднего размера (мм) и плотности (экз./м3) крупноразмерных фракций зоопланктона (с использованием статистики разностного рассеяния).
В окне «Interpretation» задаются качественные характеристики выделенного слоя, а также параметры, необходимые для расчёта и сохранения значений sA, sm, численности и биомассы рыб (рис. 7).
В заголовке окна отображаются тип, порядковый номер и имя текущего слоя, а также номер текущей страты.
Fragm - границы по лагу для текущего фрагмента эхограммы (части файла эхограммы, ограниченной границами страт).
Total Sa - среднее sA по выделенному слою в границах фрагмента.
Bubble correction - задаёт коэффициент коррекции затухания на воздушных пузырьках для выделенного слоя (все значения sA умножаются на этот коэффициент). Можно задать параметры расчёта коэффициента пузырьковой коррекции.
Region name - название слоя, которое можно выбрать из выпадающего списка слоёв, зарегистрированных в базе данных программного комплекса.
Load haul - из базы данных загружаются объекты и рассчитанные пропорции по sA, биомассе и численности для выбранного из списка номера траления.
Info - открывает окно «DataBase» с информацией об улове (название вида на латинском языке, код вида в базе данных, вес, количество особей, минимальный и максимальный размеры, sA рассчитанный по улову) в выбранном трале (рис. 8).
LFK - номер размерного ключа (пропорции длин объектов из таблицы базы данных), по которому будут рассчитываться численность и биомасса.
В нижней части окна находится список объектов, в котором каждая строка содержит название объекта (выбирается из записей таблицы species базы данных), код объекта, процент от sA и абсолютное значение sA, которое отводится на объект, процентное соотношение объекта ко всем объектам в трале по биомассе и численности и плотность объекта в слое в тонн/миля2 и в тыс.шт./миля2.
Store - для текущего слоя эхограммы рассчитывает sA на сетке интегрирования и вместе с пропорциями и размерными рядами объектов по биомассе и численности записывает в файлы. Вместе с этим также могут быть сохранены, в зависимости от настроек программы, гистограмма и эхотреки, многочастотные данные, расчёты по возможному вылову, классификации и другие параметры слоёв.
Окно «Histogram» отображает гистограммы по различным параметрам:
By TS - гистограмма по значениям компенсированной силы цели (TS) эхотреков, выделенных
DataBase I. " 1 ^ Ltf3—P
« - w
Spec_Name Spc_Code NurnberFish Weight Min_Len Max_Len Sa_Calc
Clupea pallasi 11310507 ЗЭ20 430 190 350 81.65...
Bothrocarina microcephala 15223301 30 6.587.. 160 280 0.284...
Bothrocarina nigrocaudata 15223302 42 2.533.. 180 2Б0 0.109...
Theragra chalcogramma 11882501 38 16.88.. 185 561 5.712...
Theragra chalcogramma (¡) 118S2502 6 0.082.. 130 150 0.224...
Eumicrotremus soldatovi 11461204 5 1.003.. 80 200 0.027...
Mallotus villosus 13540301 3 0.061.. 135 145 0.021...
Pandalus goniurus 85810202 2 0.008.. 70 80 0.025...
Aptocyclus ventricosus 11480301 2 1.779.. 240 310 0.038...
Chrysaora rinelanaster 89170101 1 3.293.. 330 330 0.018...
Careproctus rastrinus 12750331 1 0.192.. 220 220 0.016...
Рис. 8. Окно «DataBase»
Рис. 9. Окно «Histogram»
в текущем слое (рис. 9 А). Контуром показана гистограмма эхотреков для центральной части луча антенны (inner angle в настройках,).
By Length - реализована возможность задавать и отображать гистограммы по длине, пересчитанной из компенсированной силы цели эхотреков (детектированных одиночных целей) сразу нескольких объектов (рис. 9 Б). Для каждого объекта можно задавать название, цвет на гистограмме, свои коэффициенты зависимости силы цели от длины рыб вида: TS=Alog(L)+B, ограничения на максимальное отклонение эхотреков от акустической оси антенны [Ермоль-чев, 2005], а также на длину объекта. Здесь же отображаются характеристики распределения.
By Sv - гистограмма по силе обратного объёмного рассеяния sv в текущем слое (рис. 9 В). Area - площадь эхограммы в текущем слое в пределах ограничений шкалы гистограммы.
By Sp - гистограмма по силе обратного рассеяния на одиночных целях sp (рис. 9Г).
Sa accum. - накопление sA в зависимости от изменения нижнего порога интегрирования (рис. 9 Д). Sа - суммарное sA в текущем слое в пределах шкалы гистограммы.
By Sv dif. - гистограмма по разнице объёмного рассеяния на заданной паре частот (рис. 13 Е). Ограничения и шаг шкалы задаются на странице настроек многочастотного анализа эхограмм. Sum% - процентная доля разно-
стей sv, находящаяся в пределах шкалы гистограммы.
Freq. Resp. - гистограмма по средней sv на всех частотах относительно sv на базовой частоте (обычно 38 кГц).
Show tracks - если включено, то в режиме гистограммы по TS или по длине, в окне эхограм-мы помечается положение эхотреков, по которым строится гистограмма.
Окно с настройками программы состоит из восьми вкладок (рис. 10).
На вкладке Echogram (рис. 10 А) задаются параметры отображения маркеров и слоёв на эхо-грамме. Программа позволяет настраивать отображаемый на эхограмме диапазон глубины, задавать шаг разбиения эхограммы по лагу в милях при отображении на экране (от 0,01 до 1 мили).
На вкладке Integration (рис. 10 Б) задаются параметры интегрирования: минимальная глубина интегрирования, верхнее и нижнее значение порога по sv (от -70 до -20 дБ), шаг интегрирования, с которым рассчитанные sA, sm, биомасса и численность сохраняются в файлах (обычно 0,5 или 1 миля) и др.
На вкладке Echotrace (рис. 10 В) настраиваются гистограммы по силе цели и длине рыб в окне «Histogram». Здесь можно задавать порог по отклонению целей от оси антенны (в градусах), границы диапазона значений силы целей, параметры детектирования одиночных целей (нижний порог детектирования в дБ, минимальную и максимальную длительность одиночной цели относительно длительности импульса эхолота и др.).
Рис. 10. Настройки программы «SALTSE»
На вкладке MultiFrequency (рис. 10 Г) задаются настройки для многочастотного анализа эхо-грамм. В левой части находится набор параметров, сохраняемых в текстовые файлы формата «CSV» для каждой ячейки сетки интегрирования. В процессе сохранения данных получаем следующую информацию: объёмное рассеяние на всех частотах и разницей sv для всех пар частот; sv с шагом 1 дБ в пределах текущих порогов интегрирования; зависимость sA от изменения нижнего порога интегрирования с шагом 1 дБ от минимального порога интегрирования до максимального; сила цели (TS) по выделенным эхотрекам с шагом 1 дБ и пределами, заданными на странице Echotrace; по разнице sv для всех пар частот, рассчитывается и сохраняется с шагом интегрирования по лагу для всей ширины слоя без разбиения на подслои по глубине.
На вкладке Classification (рис. 10 Д) задаются настройки для видовой классификации объектов исследования по эхограммам. На данный момент опция используется в экспериментальном режиме.
На вкладке Noise (рис. 10 Е) задаются параметры детектирования уровня фонового шума. Используется для устранения шумов на эхограммах.
На вкладке Common (рис. 10 Ж) осуществляется настройка совместной работы программы «SALTSE» и интегрированной БД. Здесь прописываются пути доступа к каталогу БД, каталогу для сохранения параметров линий слоёв и сопровождающей информации (файлы с расширением Layers), каталогу для сохранения результатов обработки по слоям (файлы с расширением Fam, Trs), каталогу для сохранения результатов многочастотной обработки.
На восьмой вкладке Advanced (рис. 10 З) расположены дополнительные настройки. Здесь можно установить следующие параметры: скорость звука при обработке эхограмм формата BI500, диапазон глубин дна, в пределах которого определённая эхолотом глубина места считается корректной, диапазон глубин для детектирования дна, настройки компенсации придонной акустической зоны тени, настройки для отображения слоя траления. Также можно установить макси-
Рис. 11. Структура интегрированной базы данных
мальное количество одновременно загруженных файлов эхограмм.
Интегрированная база данных - БД акустических, картографических, промысловых и биологических измерений и их отношений, необходимых для обработки эхограмм (около 110 таблиц и 250 запросов в среде «Access»). Содержит справочные и вспомогательные таблицы, биологические данные (по результатам контрольных тралений), данные сопровождения акустических измерений, данные с результатами эхоинтегри-рования, гидрологические и другие данные (рис. 11).
Перед началом каждой съёмки создаётся запись в таблице «Surveys» (рис. 12). Таблицы БД пополняются данными о параметрах тралений (таблица Haul и Haul Details), данными о видовом составе уловов (таблица Haul Catch), результатами промеров и биологического анализа рыб (таблица Haul Length и Haul Specimen).
В таблице «Haul» (рис. 13) находятся навигационные данные, параметры траловой системы, акустические параметры (sA в протраленном слое и во всем слое от поверхности до дна), а также гидрологические и сопутствующие данные по каждому тралу.
Информация о составе уловов в тралах (вид, число особей, общий вес особей вида, минимальная и максимальная длина и вычисленное суммарное значение поперечного сечения обратного рассеяния) находится в таблице «Haul Catch» (рис. 14). Таблица «Haul Length» содержит размерный и половой состав объектов в трале, а также их стадии зрелости (рис. 15).
Для перевода акустической плотности в показатели обилия (численности и биомассы) в базе данных используется таблица «Object Param» (рис. 16). В ней заданы формулы и параметры отражательной способности гидробионтов (TS и abs) в зависимости от частоты эхолота, вида и размерной группы объектов.
Также для расчётов в базе данных используются таблицы со списком галсов съёмок (таблица Transects), с описанием размерно-частотных ключей, обработанных слоёв и границ страт (таблицы Ac LFK Details, Ac Strata Bounds, Ac LFK Haul, Ac Strata Def), информация с записями маршрута съёмки (галсового листа) и журнала событий (таблицы Track List и Journal), а также ряд промежуточных и вспомогательных таблиц. Созданные запросы позволяют получать информацию отдельно по каждой съёмке, тралу, виду
Ship Su Хшп Cruise Region Purpose Start Date End Date
Professor Kaganovskiy 201S040 PK201S040 Sea of Okhotsk Okhotsk Sea Shelf EIMT Survey 06.04.2018 31.05.2018
Professor Kaganovsfciy 2018060 PK2018060 NWPO NWPO Salmon Survey 31.05.201S 07.07.2018
TTNRO 2018080 ТШ18080 Bering sea Bering Sea Survey Salmon 1608.2018 07 11.2018
Professor Levanidov 201SOSO PL201S090 Bering sea Bering Sea West Shelf EIMT Survey 31.07.2018 06.11.2018
Рис. 12. Таблица «Surveys»
Survey HauiNum StartLog StartTime Duration Distance StartLat EncLLat StartLong EndLong Net Width NetHeight
PK2017030 14 4462.425 21.04.2017 4:43 029 1.11 54 50 54.50 155.24 155 27 39.5 325
PK2017030 15 5740.615 29.04.2017 16:37 0.50 1.54 57.99 57.97 155.65 155.64 67 30.5
PK2017030 16 7095.59 07.05.2017 8:27 0.66 2.32 58.39 5S.42 155.02 155.04 57.5 30.8
SottomDepth Speed Course Wind Cond SurfaceTemp GearTemp WireLength GearType GcarDcpth Sa Sa Fui
67 3.5 95 30/15 0.5 0.5 0.4 197.5 PT.TM 62 2971.05 4375.771
291 3.1 201.5 20/14 2 0.4 1.4 550 PTYTM 152.5 529.35 4672.612
255 3.95 23.5 50/8 1.5 1.1 0.8 562.5 PT/TM 184 1837.84 5053.4
Рис. 13. Таблица «Haul»
Haulldx SpeciesCod NumberFist Weight Min Len Max Len Sigma_Calc
PK2018040-001 Theragra chalcogramma 981 630 375 590 4.953312
PK2018040-001 Lipolagus ochotensis 66 0.157 55 85 0.02324409
PK2018040-001 Leuroglossus schmidtL 42 0.458 70 150 0.01202921
PK2018040-001 Diaphns theta 286 1.316 40 90 0.1426934
PK2018040-001 BerrvTeuthis j magjster 18 0.032 40 40 0.0016
Рис. 14. Таблица «Haut Catch»
HaiÜdx SpeciesCod Length ЗехШ Maturity Frequency
РК2018040-015 Thejagra chalcogramma ISO Самец 20 11
PK201S040-015 Theragra chalcogramma ISO Самка 20 9
PK201SQ40-015 Theragra chalcogramma 190 Самец 20 3
РК2018040-015 Theragra chalcograrama 190 Самка 20 5
РК2018040-015 Theragra chalcogramma 210 Самец 20 5
РК2018040-015 Theragra chalcograrama 210 Самка 20 3
PK201S040-015 Theragra chalcogramma 220 Самец 20 10
PK201S040-015 Theragra chalcogramma 220 Самка 20 10
РК2018040-015 Theragra chalcogramma 230 Самец 20 19
PK201S040-015 Theragra chalcograrama 230 Самка 20 20
PK201S040-015 Theragra chalcogramma 240 Самец 20 22
РК2018040-015 Theragra chalcogramma 240 Самка 20 18
PK201S040-015 Theragra chalcograrama 250 Самец 20 13
РК2018040-015 Theragra chalcogramma 250 Самка 20 15
РК2018040-015 Theragra chalcogramma 260 Самец 20 И
PK201S040-015 Theragra chalcogramma 260 Самка 20 15
Рис. 15. Таблица «Haul Length»
Object Pa¿Num Freq. BreakTS L TSA(1) TSA(2) TSB(l) TSB<2) Lgroupfl) Lgroup(2) Lea Scale Leo Step Max Len Len Add Coef ul Comment
Theragra chalcogramma 1 38 20 -68 170 350 10 900 0.5 0.5 ТИНРО
Chrpeidae gen ';p i 38 91 11 3 20 -63.7 -71.9 124 10 450 0.5 0.5 ПИНРО
Clupeidae gen. sp. 2 120 20 -74.1 124 10 450 0.5 0.5 Макленнон
Clupeidae gen. sp. 5 70 20 -72.3 124 10 450 0.5 0.5 Мэкгаеннон
Boreogadus saida 1 38 150 12.S 21.8 -64.3 -74.9 74 5 400 2 0.5 ПИНРО
Sardincps melanostictus 2 38 20 -71.6 124 10 450 0.5 0.5 С. Forteiro et al.
Scomber anstralaskrus 1 38 20 -72 8 10 500 0 5 0.5 S veDin g en. Charould
Scomber japonicus 4 38 20 -72.8 10 500 0.5 0.5 SveffingenCharouki
Mallotus vibsus ¡ 38 100 12.9 19.1 -67.8 -74 74 5 300 2 0.5 ПИНРО
Mallotus viOosub 2 38 20 -70.3 74 5 300 2 0.5 GuTtorrnsen, Wilson
Mallotus viflosus 3 120 20 -71.6 74 5 300 2 0.5 Guttormsen. Wilson
Рис. 16. Таблица «Object Param»
гидробионтов, размерной группе, глубине траления и т. д.
Программа Sumfiles - используется для суммирования файлов с результатами постпроцессорной обработки эхограмм (файлы с расширением FAM). Также программа может заносить данные по sA из файлов обработки эхограмм в базу данных и рассчитывать биомассу и численность объектов, изменяя параметры без повторной обработки эхограмм (рис. 17). Данные из
файлов объединяются по типу слоя и виду объекта, преобразуются в формат «CSV». В итоге, в зависимости от настроек, могут быть получены файлы с данными либо по плотности, либо с оценками численности и биомассы рыб, рассчитанные по размерным группам (рис. 18 А) или горизонтам глубин (рис. 18 Б).
Программа TxtConvert (рис. 19) - предназначена для преобразования и дополнительной обработки файлов распределения численности
gSdeclDE
Survey: j
P Layers P Len.Gioups P Stratum Detail Sum by |50 m Separate bottom|c m Pel. dep. step, m: [i P Zones
Files | DataBase |
Processing
®l
И
|New processing files
bPK2018040-F038000-T01-¿ PK2018040-F038000-T01 >V PK2018040-F038000-T01-Kj PK2018040-F038000-T01 (- PK2018O4Q-F038000-T01 PK2018040-F038000-T01 Rj PK2018040-F038000-T01-Kj PK2018040-F038000-T01. 'V PK2018040-F038MÜ-T01
D2018Q415-T021248-LSI ■ D20180415-T021248-LS1 D2018041Í-T040646-LS1-D20180415-T040646-LSI ■ D20180415-T06005G-LS1-D20180415-T074754-LS1-D2018Q415-TQ74754-LSI ■ D2018Q415-T074754-LS1 ■ D20180415-T093542-LS1-
DSl-Pd-il-DSl-Pel-#l-DSl-Bo№ DSl-Pel«.-DSl-Pel^l-DSl-Bot#2-DSl-Pd#l-DSl-Pel-4.-DSl-Bot*2
FRO.Fam FRl.Fam -FRO.Fam FRO.Fam FRO.Fam -FRO.Fam FRO.Fam FRl.Fam -FRO.Fam
PK2018040' ¡^j PK2018040 ЙPK2018040' ¡Kj PK2018040-ЙРК2018040-|Kj PK2018040 £jPK2018040-£] PK2018040-aPK2018040-
F038000-T01-F038000-T01 F038000-T01-F038000-T01-F038000-T01' F038000-T01-F038000-T01-F038000-T01-FO38000-T01-
D20180415-D20180415 D20180415-D20180415-D20180415-D20180415-D20180415-D20130415-D20180415-
T093542-LS1-T1122GG-LS1. T1122G0-LS1-T112200-LS1-T11220G-LS1-T130823-LS1-T130B23-LS1-T145431-LS1-T145431-LS1-
DSl-PeKL-DSl-Bot#2 DSl-Bo№ DSl-Pel«.-DSl-Pel®l-DSl-Bot#2-DSl-PdSl-DSl-BotJt2' DSl-Bot*2'
FRO.Fam -FRO.Fam -FRl.Fam FRO.Fam FRl.Fam -FRO.Fam FRO.Fam -FRO.Fam -FRl.Fam
ÜU PK2018040-F038COO-TO Щ PK2018040 - F038000 -TO H PK2018040-F038000-TQ ¿J PK2018040-F038000-TD Й PK2018040-F038000-TQ PK2018040-F038000-TD fl PK2018040-F038000-TQ líU PK2018040-F038000-TD ÍU PK2018040-F038000-TQ
Рис. 17. Окно программы «Sumfiles»
Number Pel A)
Object 11882501 Theragra chalcograrama
Log step 1 Depth ste 1
Log Date Time Lat. Lon. Stratum Bot.'den. 0-90 100-190 200-290 300-390 400-890 350 360 370 380 390 400
2061 14.04.2018 22:42:49 51.08 156.25 31 96.4 0 0 0 2.77 66.07 0.23 0.00 0.23 0.69 1.62 2.77
2062 14.04.2018 22:50:56 51 07 156.23 31 105.9 0 0 0 2619 624.18 218 0-00 2.18 6.55 15 28 26 19
2063 14.04.2018 22:59:20 51.07 156.20 31 118 0 0 0 9.44 224.93 0.79 0.00 0.79 2.36 5.51 9.44
2064 14.04.2018 23:07:40 51.07 156.17 31 171.6 0 0 0 20.11 479.17 1.6S 0.00 1.6S 5.03 !1.73 20.11
2065 14.04.2018 23:16:12 51.07 156.15 31 238.5 0 0 0 24.96 594.85 2.08 0.00 2.08 6.24 14.56 24.96
Number Pel Б)
Object 11882501 Theragra chalcograrama
Log step 1 Depth ste 1
Log Date Time Lat. Lon. Stratum Bot.'dep. Sum 50 51 52 53 54 55 56 57 5S 59
2061 14.04.2018 22:42:49 51.08 156.25 31 96.40 68.84 0.00 0.01 0.01 0.11 0.03 0.05 0.05 0.35 0.10 0.00
2062 14.04.2018 22:50:56 51 07 156.23 31 105.90 650 36 000 0-00 0.00 0 00 0-00 000 0.00 0 00 0.00 0 00
2063 14.04.2018 22:5920 51.07 156.20 31 118.00 234.36 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2064 14.04.2018 23:07:40 51.07 156.17 31 171.60 499.27 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01
2065 14.04.2018 23:16:12 51 07 156.15 31 238.50 619 81 0-00 0-00 0 00 000 0-00 0 01 0.48 0.00 000 0 00
Рис. 18. Пример итогового файла программы «Sumfil.es»: численность (тыс. экз.) по длине объекта (А), по глубине (Б)
Ш H & Щ g i -/ ы Load area table (7 shift depth scale Survey: | PK2018040 Select database
Number by length; thousand pieces Pel *
Object 1188250" Thei-ggra chalcogsi П
Loa_itep 1 Depth st 1
Log Date Time Lat. Lars. Tr W Stratum Bot Men. 0-30 1 DDI 90 200-290 300-330 400-890 0 10 20 30
2061.00 14.04.20" 22:42:49 51.0751 156.252; 1 31 96.4 0 0 0 2.7721 66.068 0 0 0 8
2062.00 14 04.20- 22:50:56 51.0732 156.225 1 31 105.9 0 0 0 26.183 624.18 0 0 0 0
2063.00 14.04.20" 22:59:20 51.0714 156.1991 1 31 118 0 0 8 9.4374 224.93 0 0 0 8
2064.00 14 0420" 23:07:40 51.0636 156.173' 1 31 171 6 0 0 0 20.105 47917 0 0 0 0
2065.00 14.04.20" 23:16:12 51.0680 156.1461 1 31 238.5 0 0 8 24.953 594.65 8 0 0 8
« П ►
Рис. 19. Окно программы «TxtConvert»
и биомассы, получаемых в результате постпроцессорной обработки эхограмм в программе «SALTSE» и суммирования в программе «Sumfiles». Программа преобразует данные в формат, необходимый для построения карт распределения гидробионтов по глубине, позволяет разбросать данные по квадратам координатной сетки с заданным шагом, вычислять характеристики вертикального распределения объекта.
Sounder - программа для приёма и обработки телеграмм GPS, тралового зонда, ведения гал-сового листа (таблица с координатами позиционирования судна, скоростью судна, глубиной до дна с возможностью дискретизации данных в 1 с) и журнала событий. В главном окне программы содержится информация о координатах, курсе и скорости судна, приводятся текущие значения лага и глубины во время съёмки (рис. 20).
BIFiles - эта вспомогательная программа, предназначена для манипулирования файлами эхограмм - сжатие, преобразование, исправление и т. д., а также создания галсового листа (файл формата «CSV» с данными лага, даты, вре-
10.9 55 43°20.65N 134S59.63E H||
© 3Ï T 2:24:37 2G.03.13 ■им
Latitude: 43~20.65N Heading 1 55.1 Kl
Longitude: 1134*59. G3E S peed Log:| GG2.220 Bottom: Trawl depth: Temp.: :| 10.9 80.5 щш E2,Q2,D2,El,t!l,
Рис. 20. Окно программы «Sounder»
мени, координат, скорости и курса судна, извлечёнными из RAW-файлов).
После пополнения БД и многоступенчатой обработки эхограмм и сопутствующих измерений в программном комплексе получаем данные по численности и биомассе исследуемых рыб в зависимости от их вида, размера и глубины с географической привязкой, информацию о вертикальных суточных миграциях, батиметрическом распределении и другие данные, необходимые для оценки состояния запасов и масштабов миграций гидробионтов. Типовая структура выходных данных представляется результатами обработки фрагментов акустических изображений
по элементам сетки с задаваемым размером отдельного элемента сетки по дистанции (обычно 0,5 мили в Беринговом море и 1 миля в Охотском море и СЗТО) и 1 м по глубине в пределах выделенных для обработки слоёв. Данные доступны для последующего использования программами Excel, Surfer и др.
Программный комплекс используется в практике эхоинтеграционных тралово-акустических съёмок ТИНРО и постоянно совершенствуется. Методика и результаты его применения при выполнении биоресурсных исследований в дальневосточных морях РФ достаточно подробно изложены в работе [Кузнецов, 2013]. Рис. 21 и 22 демонстрируют возможности гидроакустического метода. В частности, учитывая то, что частота аку-
стических проб намного выше, чем траловых станций, можно изучать тонкую микроструктуру зарегистрированных агрегаций и характеристики пространственной дифференциации различных размерных групп рыб, а также дистанционно измерять с высоким разрешением не только горизонтальное, но и вертикальное распределение гидробионтов.
ВЫВОДЫ
Представлены описание и современные возможности специализированного программного комплекса, разработанного для исследования и оценки биологических ресурсов Дальневосточных морей гидроакустическим эхоинтеграцион-ным методом.
Рис. 21. Пространственное распределение минтая в Охотском море (тыс. экз./миля2) по данным эхоинтеграционных
измерений (весна 2018 г.)
Долгота, °Е
Рис. 22. Вертикальное распределение плотности скоплений минтая ба (м2/миля2) и температуры вод вдоль
разреза по 57° с. ш. (западная Камчатка, апрель 2018 г.)
Программный комплекс обеспечивает визуализацию акустических изображений гидробион-тов и позволяет сконцентрировать «в одном месте» всю информацию, необходимую для проведения качественного анализа эхограмм и их обработки с расчётом численности и биомассы рыб по видам, размерам и глубине.
С использованием представленных программных средств можно воспроизводить эхо-грамму и сопутствующую ей биологическую, промысловую, навигационную информацию в любой точке обследованной акватории в реальном масштабе времени.
Планируется дальнейшая модернизация комплекса, а именно:
- создание дополнительного программного модуля, использующего модель поведения рыб в шумовом поле судна для компенсации потерь энергии эхосигнала ^д) при эхоинтеграционной оценке запасов [Кузнецов и др., 2017];
- встраивание модуля, рассчитывающего для каждой траловой станции сквозной коэффициент уловистости как отношение количества пойманных рыб в трале к количеству рыб в протраленном объёме при естественном их распределении [Кузнецов и др., 2017];
- развитие программных средств автоматической идентификации (распознавания) и классификации акустических изображений гидро-бионтов на эхограммах по видам и размерам [Кузнецов и др., 2018];
- модернизация программных средств
для совместной работы с ГИС «Карт-
Мастер»;
- встраивание программного комплекса в единую информационную систему сбора, обработки и хранения данных гидроакустических ресурсных съёмок.
ЛИТЕРАТУРА
Ермольчев В.А. 2005. Гидроакустический способ определения размерного состава рыб в скоплениях в естественной среде обитания. Пат. РФ № 2271552. С. 6. Бюл. № 7
Кузнецов М.Ю. 2013. Гидроакустические методы и средства оценки запасов рыб и их промысла. Часть 1. Гидроакустические средства и технологии их использования при проведении биоресурсных исследований ТИНРО-Центра // Известия ТИНРО. Т. 172. С. 20-51.
Кузнецов М.Ю., Поляничко В.И., Убарчук И.А., Сыроват-кин Е.В. 2017. Влияние гидроакустического шума судна на эхоинтеграционные оценки запасов рыб и уло-вистость учётного трала (на примере минтая Охотского моря) // Известия ТИНРО. Т. 190. С. 85-100.
Кузнецов М.Ю, Убарчук И.А, Поляничко В.И., Шевцов В.И., Сыроваткин Е.В. 2018. Электронный атлас типовых акустических изображений промысловых видов рыб дальневосточных морей России // Известия ТИНРО. Т. 193. С. 57-67.
Убарчук И.А., Ермольчев В.А. 2015. Программа для ЭВМ «SALTSE» (Scattering Area Coefficient, Length and Target Strength Estimation): Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015613954. С. 1. Бюл. № 4.
Fernandes P.G., Stewart M. 2004. Determining the quality of a multifrequency acoustic identification algorithm. ICES CM 2004/R. 11. pp.
Greenlaw C.F. 1979. Acoustical estimation of zooplankton populations // Limnol. Oceanogr. V. 24(2). P. 226-242.
MacLennan D.N., Fernandes P.G., Dalen J. 2002. A consistent approach to definitions and symbols in fisheries acoustics // ICES J. of Marine Science. V. 59. P. 365-369.
McQuinn I.H., Reid D., Berger L., Diner N., Heatley D., Higginbottom I., Andersen L.N., Langeland O, Lapierre J.P. 2005. Description of the ICES HAC Standard Data Exchange Format, Version 1.60. ICES Cooperative Research Report No. 278. 86 pp.
Simmonds E.J, MacLennan D.N. Fisheries acoustics: theory and practice. 2005. Oxford, UK: Blackwell Science. 437 pp.
Поступила в редакцию 18.03.2019 г.
Принята после рецензии 01.04.2019 г.
EQUIPMENT FOR FISHERIES RESEARCH TRUDY VNIRO. 2021. Vol. 183
DOI: 10.36038/2307-3497-2021-183-174-190
The software complex for visualization, multiple-view processing and data storage of hydroacoustic resource surveys
M. Yu. Kuznetsov, IA. Ubarchuk, V.I. Polyanichko, E.V. Syrovatkin
Pacific branch of VNIRO («TINRO»), Vladivostok, Russia
The description of the software package created for the study and assessment of aquatic biological resources is presented. This software package is provided visualization of acoustic images (echograms) with different scaling of the sensed space and the selection of areas (layers). The software package are used hydroacoustic, biological, navigation and other data that located in the integrated database. These data are displayed as separate windows (modules) and enter into the composition of the program interface. The software package allows you to load and display simultaneously several echogram files with lag marks and integration results, layers (including the trawling layer), strata boundaries, species composition within the selected layer and stratum, histograms by single target strength in the selected layer, histograms for length, recalculated from the target strength for several species of fish and other data. This software package allows you to concentrate on the desktop all the information necessary for high-quality analysis and multispecies processing of echograms in real time. The software package calculates and stores in a tabular form the values of fish density, abundance and biomass and their distribution with a given step by statistical squares, by species, size series, by depth, etc. The software package is used in the practice of echointegration traw-acoustic surveys of TINRO at this time. Upgrade software is planned in the near future.
Keywords: hydroacoustic method, stock assessment, scientific echosounder, echogram, target strength, software, interface, data base, abundance.
REFERENCES
Ermol'chev V.A. 2005. Gidroakusticheskij sposob opredeleniya razmernogo sostava ryb v skopleniyakh v estestvennoj srede obitaniya [Hydroacoustic method for determining the size composition of fish aggregation in natural habitat]. Patent RF № 2271552. S. 6. Byul. № 7
Kuznetsov M. Yu. 2013. Gidroakusticheskie metody i sredstva otsenki zapasov ryb i ikh promysla. CHast' 1. Gidroakusticheskie sredstva i tekhnologii ikh ispol'zo-vaniya pri provedenii bioresursnykh issledovanij TINRO-Tsentra [Hydroacoustic methods and tools for fish stock assessment and fishery maintenance. Part 1. Hydroacoustic tools and technologies of their use in bioresource researches of TINRO-Center] // Izvestiya TINRO. T. 172. S. 20-51.
Kuznetsov M. Yu., Polyanichko V.I., Ubarchuk I.A., Syrovatkin E.V. 2017. Vliyanie gidroakusticheskogo shuma sudna na ehkhointegratsionnye otsenki zapasov ryb i ulovistost' uchetnogo trala (na primere mintaya Okhotskogo morya) [Influence of hydroacoustic noise from vessel on echo integration estimations of fish stocks and catchability of accounting trawl (on example of walleye pollock in the Okhotsk Sea)] // Izvestiya TINRO. T. 190. S. 85-100.
Kuznetsov M. Yu., Ubarchuk I.A., Polyanichko V.I, SHevtsov V.I., Syrovatkin E.V. 2018. Ehlektronnyj atlas tipovykh akusticheskikh izobrazhenij promyslovykh vidov ryb
dal'nevostochnykh morej Rossii [Electronic atlas of typical acoustic images of commercial fish species of the Far Eastern seas of Russia] // Izvestiya TINRO. T. 193. S. 57-67.
Ubarchuk I.A., Ermol'chev V.A. 2015. Programma dlya EHVM «SALTSE» (Scattering Area Coefficient, Length and Target Strength Estimation) [Computer program "SALTSE" (Scattering Area Coefficient, Length and Target Strength Estimation)]: Svidetel'stvo o gosudarstvennoj registratsii programmy dlya EHVM № 2015613954. S. 1. Byul. № 4
Fernandes P.G., Stewart M. 2004. Determining the quality of a multifrequency acoustic identification algorithm. ICES CM 2004/R. 11. pp.
Greenlaw C.F. 1979. Acoustical estimation of zooplankton populations // Limnol. Oceanogr. V. 24(2). P. 226-242.
MacLennan D.N., Fernandes P.G., Dalen J. 2002. A consistent approach to definitions and symbols in fisheries acoustics // ICES J. of Marine Science. V. 59. P. 365-369.
McQuinn I.H., Reid D., Berger L., Diner N., Heatley D., Higginbottom I., Andersen L.N., Langeland O, Lapierre J.P. 2005. Description of the ICES HAC Standard Data Exchange Format, Version 1.60. ICES Cooperative Research Report No. 278. 86 pp.
Simmonds E.J, MacLennan D.N. Fisheries acoustics: theory and practice. 2005. Oxford, UK: Blackwell Science. 437 pp.
FIGURE CAPTIONS
Fig. 1. Hydroacoustic measuring system
Fig. 2. Algorithmic calculation scheme: i - object length index; j - object species index; sA - nautical area scattering coefficient (NASC) (m2-nmi-2); sv - volume backscattering coefficient (m-1); z1t z2 - upper and lower boundaries of integration layer; Lj - zoological length of the object (cm); <TSLjj> - average value of target strength (dB); ai, bj - coefficients for calculating TS(Li); n(Lj - the number of specimens of the "i" length, the'j" species in the catch (pcs.); <L!j - backscattering cross-section (m2); <<bsj> - average value of the backscattering cross-section of the single object (m2); <catch - accumulative value of the backscattering cross-section in the catch (m2); akgj - average value of the backscattering cross-section for 1 kg fish (m2); Ncatch, Wcatch - numbers, biomass fish in the catch (pcs., kg); Dk - integration interval length (nmi); Pj - proportion by < in catch; w^ -weight of fish of the "i " length, the";" species (kg); Nj, Wj - numbers, biomass of fish, calculated per unit research area (pcs., kg)
Fig. 3. Interface of the «SALTSE» program
Fig. 4. «Echogram» window
Fig. 5. Examples of the acoustic image in a different color palette, depending on the model of the echosounder: A - EK-60; B - Kaijo; B - BioSonics; r - Furuno F080
Fig. 6. Echogram with loaded trawling layer according to data from the trawling probe FS20/25
Fig. 7. «Interpretation» window
Fig. 8. «DataBase» window
Fig. 9. «Histogram» window
Fig. 10. Settings of the «SALTSE» program
Fig. 11. Structure of the integrated database
Fig. 12. Table «Surveys»
Fig. 13. Table «Haul»
Fig. 14. Table «Haul Catch»
Fig. 15. Table «Haul Length»
Fig. 16. Table «Object Param»
Fig. 17. Window of the program «Sumfiles»
Fig. 18. Example of the final file of the program «Sumfiles»: the number (ths. pcs.) by the length of the object (A), by depth (B)
Fig. 19. Window of the «TxtConvert» program Fig. 20. Window of the «Sounder» program
Fig. 21. Spatial distribution of walleye pollock in the Okhotsk Sea (ths. pcs./nmi2) according to the data of echointegration measurements (spring 2018)
Fig. 22. Vertical distribution of the density of walleye pollock aggregations sA (m2/nmi2) and water temperature (°C), along 57° N. lat. (western Kamchatka, April 2018)
