Borstad Associates Ltd.

Urmărirea aeriană a abundenței și comportamentului șoldurilor de capelină (Mallotus villosus)

Acest articol a fost prezentat la Alaska Sea Grant College Program: International Symposium on Forage Fish Schools, AK-SG-97-O1, 1997

Brian S. Nakashima
Departamentul Pescuit și Oceanografie.
Centrul de pescuit al Atlanticului de Nord-Vest. St. John's, Newfoundland, Canada

Gary A. Borstad
G.A. Borstad Associates Ltd., Sidney, Columbia Britanică, Canada

Capelina (Mallotus villosus) este o specie pelagică gregară care alcătuiește dieta principală a unor specii importante de pești, mamifere marine și păsări marine (de exemplu., Winters and Carscadden 1978) în nord-vestul Oceanului Atlantic, o piață comercială majoră de pescuit pentru speciile de coastă a început în anii 1970 pentru a furniza cererea japoneză de femele înghețate cu icre.

Grădinile de capelin superficial sunt ușor de identificat în apropierea țărmului prin culoarea lor albastru-cenușie, formele și mișcările bine definite. Primele studii bazate pe fotografia aeriană au fost efectuate în 1982 folosind o cameră de precizie aeriană de la o altitudine de 454m de-a lungul golfurilor Concepción și Trinidad din Terranova (Figura 1) pe transecte definite (Nakashima 1985). Tranzectele au fost proiectate pe baza apropierii lor de aeroportul Sf. Ioan, majoritatea descoperirilor de capelină corespunzând celor două golfuri. Zborurile au fost calculate pentru a corespunde cu sosirea, agregarea și reproducerea capelinului matur pe plajele de reproducere în iunie. Zborurile au fost concepute pentru a fotografia băncile cât mai des posibil într-un interval de 20 de zile, care a fost ales cu 6-8 săptămâni înainte pentru a facilita misiunea. Vremea a determinat frecvența acoperirii și a fost adesea factorul limitativ. De exemplu, în iunie 1986, transectul Trinidad Bay a fost acoperit o singură dată din cauza condițiilor meteorologice, în timp ce în 1984, același transect a fost zburat de șapte ori.

associates

figura 1. Transecte stabilite pentru inspecția aeriană a golfurilor Concepción și Trinidad, Terranova.

În timpul zborurilor experimentale efectuate în 1988-1989, a fost utilizat un prototip al VECA (afișaj spectrografic aerian compact) și s-a verificat că școlile de capelin și hering pot fi detectate între lungimi de undă de 440-540. nm (Nakashima și colab. 1989, Borstad și colab. 1992). Estimările suprafețelor a 20 de școli (interval = 100-23.000 m) cu tehnici de fotografie aeriană și imagistică digitală au fost semnificative (r2 = 0.98; Nakashima și Borstad 1993). Negativele și pozitivele au o gamă dinamică limitată, astfel încât fotografia color necesită cer senin pentru a obține fotografii clare. Mai degrabă, imaginile digitale pot fi manipulate în timpul procesării pentru a facilita recunoașterea școlilor de pești, obținând astfel imagini chiar și atunci când cerul este acoperit, ceea ce este obișnuit în iunie, când capelinul tinde să apară (Templeman 1948). Din aceste motive și din alte motive, imaginile digitale au înlocuit fotografia aeriană ca metodă principală de numărare a băncilor și estimarea suprafeței din 1991.

VECA este un spectrometru imagistic fabricat de Third Instruments Inc., care funcționează în regiunea spectrală 423-946 nm (Borstad și colab. 1992). Odată instalat într-un avion mic, acesta ia locul unei camere aeriene în operațiunile noastre curente. Imaginile digitale achiziționate au o lățime de 512 pixeli și până la 15 canale spectrale programabile. Aceste imagini sunt calibrate în laborator în strălucire și corectate pentru variații ale mișcărilor aeronavelor. Senzorul este configurat între zboruri pentru a optimiza nivelurile semnalului în funcție de nivelurile de lumină ambientală, viteza și altitudinea zborului, numărul de benzi și lățimea de bandă utilizată. Parametrii operaționali tipici sunt: ​​viteza la sol 140-220 km/h, altitudine 1.050-1.350 m, timp de integrare 35-50 msec și patru canale spectrale.

Figura 2. Strălucirea unei școli de capelin (linia fină) și a oceanului înconjurător (linia groasă);
zonele umbrite marchează benzile spectrale alese pentru a detecta aceste diferențe.

După ce imaginile au fost calibrate și corectate pentru distorsiunile rezultate din rotația și pasul avionului, acestea sunt examinate la stațiile de procesare și se calculează suprafețele bancare. În această stare, ochiul uman și procesarea automată sunt din nou combinate. Analistul identifică vizual fiecare școală și plasează cursorul peste zona aleasă. Programul compară valorile digitale ale pixelului selectat cu cele adiacente, extinzându-se spre margini și creând o mască digitală până când detectează o modificare bruscă a histogramei punctelor acumulate, care are loc atunci când programul detectează pixeli care se învecinează cu bancul . Într-un procesor 80486, această operațiune durează câteva secunde pentru fiecare școală. Extinderea acestei măști grafice oferă analistului informații vizuale despre detectarea automată care pot fi modificate manual în acele cazuri în care algoritmii au dificultăți în acoperirea anumitor zone. În practică, operatorul identifică și controlează grafica într-o serie de imagini care sunt utilizate de un program din care