團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)海洋牧場(chǎng)魚類資源聲學(xué)調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)發(fā)布I前言 Ⅱ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14總則 25海洋牧場(chǎng)魚類資源聲學(xué)調(diào)查 26儀器裝備 37數(shù)據(jù)采集 38數(shù)據(jù)處理 39資源量評(píng)估 410調(diào)查資料及調(diào)查報(bào)告 6ⅡⅢ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)歸口。本文件起草單位:上海海洋大學(xué)、大連海洋大學(xué)、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所、中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所、全國(guó)水產(chǎn)技術(shù)推廣總站、中國(guó)科學(xué)院海洋研究所。1海洋牧場(chǎng)魚類資源聲學(xué)調(diào)查評(píng)估技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了海洋牧場(chǎng)魚類資源聲學(xué)調(diào)查評(píng)估的開展程序、調(diào)查設(shè)計(jì)、調(diào)查船及儀器、數(shù)據(jù)采集處理、資源量評(píng)估和調(diào)查資料處理的基本要求。本文件適用于水深超過10m的海洋牧場(chǎng)魚類資源聲學(xué)調(diào)查評(píng)估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12763.6—2007海洋調(diào)查規(guī)范第6部分:海洋生物調(diào)查SC/T9403—2012海洋漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范SC/T9416—2014人工魚礁建設(shè)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。具備系統(tǒng)收發(fā)增益校正、目標(biāo)強(qiáng)度測(cè)定、反向體積散射強(qiáng)度測(cè)量、回波積分以及數(shù)據(jù)保存回放等功能,主要用于漁業(yè)資源聲學(xué)評(píng)估的水聲測(cè)量?jī)x器。魚類目標(biāo)強(qiáng)度fishtargetstrength描述探測(cè)魚類單體目標(biāo)反射聲波能力的物理量,用符號(hào)TS表示。描述物體在與入射相反方向上散射聲波能力的物理量,用符號(hào)σbs表示。單位海面下對(duì)應(yīng)的某個(gè)水層內(nèi)散射物體反向體積散射系數(shù)均值與水層高的乘積,用符號(hào)sa表示,走航聲學(xué)調(diào)查斷面上,用于計(jì)算平均面積散射系數(shù)、分析資源密度等空間分布的調(diào)查船航行距離間隔,用符號(hào)EDSU表示。在海面附近,換能器吃水深度以淺和垂直于換能器表面的2倍近場(chǎng)距離內(nèi)所覆蓋的區(qū)域,用符號(hào)Bz表示。發(fā)射脈沖的球面波波振面接觸近似平面的海底時(shí),距海底面以上的1/2脈沖寬度距離內(nèi)所覆蓋的區(qū)2域,用符號(hào)DZ表示。變異系數(shù)coefficientofvariation資源量評(píng)估結(jié)果的變異系數(shù)(資源量評(píng)估精度的指標(biāo),值越小精度越高),用符號(hào)CV表示。調(diào)查范圍內(nèi)的聲學(xué)采樣強(qiáng)度,用符號(hào)DC表示,根據(jù)調(diào)查前預(yù)期的CV值確定。4總則規(guī)范海洋牧場(chǎng)魚類資源量聲學(xué)調(diào)查評(píng)估的技術(shù)要求、調(diào)查評(píng)估方法和質(zhì)量控制,達(dá)到數(shù)據(jù)可溯源、結(jié)果可驗(yàn)證的目的。5海洋牧場(chǎng)魚類資源聲學(xué)調(diào)查a)海洋牧場(chǎng)調(diào)查范圍、人工魚礁(海藻場(chǎng))的區(qū)位分布;b)調(diào)查區(qū)域內(nèi)的主要魚種和規(guī)格分布;c)收集海洋牧場(chǎng)的水深、潮汐、浪流等水文資料。a)調(diào)查船采用吃水小于1m、航行噪聲較低的汽油或電推引擎、帶有聲學(xué)數(shù)據(jù)采集艙室、能安裝科學(xué)探魚儀的小型調(diào)查船只;b)調(diào)查航速不高于5節(jié);c)嚴(yán)格按照調(diào)查設(shè)計(jì)航線航行,如果航線中有漁具可以避開,并保持船舷懸掛換能器的穩(wěn)定性,夜間調(diào)查需要注意航行安全。a)在調(diào)查前對(duì)科學(xué)探魚儀需要進(jìn)行1次校正。調(diào)查使用主要參數(shù)在校正后不能改變。更換校正筆記本電腦應(yīng)重新更新校正文件。b)科學(xué)探魚儀工作頻率選擇按需求,魚類目標(biāo)探測(cè)選70KHz、120KHz;浮游動(dòng)物目標(biāo)選200KHz以上,如果使用頻差技術(shù)處理數(shù)據(jù),每種換能器應(yīng)至少選1個(gè)頻率。c)便攜式科學(xué)探魚儀應(yīng)使用獨(dú)立DC12V電池供電,不能使用逆變器和汽油發(fā)電機(jī)提供的DC12V供電。筆記本電腦等供電需要獨(dú)立電池逆變供電。d)科學(xué)探魚儀收發(fā)機(jī)、逆變器、發(fā)電機(jī)等都需要做接地處理。如果船艙無接地端子,需將接地線放入船外海水內(nèi)。e)調(diào)查期間不可同時(shí)使用其他聲學(xué)設(shè)備。5.2調(diào)查時(shí)間按照SC/T9403—2012中5.3.1.1的規(guī)定執(zhí)行。5.3調(diào)查航線5.3.1選用等距平行斷面航線。5.3.2礁區(qū)以及海藻區(qū)內(nèi)進(jìn)行高覆蓋度的分層采樣。5.3.3制定調(diào)查的預(yù)定精度,礁區(qū)及海藻區(qū)變異系數(shù)CV不大于0.2;海洋牧場(chǎng)區(qū)CV小于0.26。5.3.4根據(jù)預(yù)定的CV值,使用lnCV=—0.69—0.41lnDC分別計(jì)算海洋牧場(chǎng)區(qū)和礁區(qū)(海藻區(qū))的覆蓋度。3 c=,A區(qū)宜在100m~150m,礁區(qū)(海藻區(qū))宜小于50m。5.4.1調(diào)查期間內(nèi)在人工魚礁區(qū)及周邊設(shè)置三重刺網(wǎng)、籠壺等采樣站位,網(wǎng)目根據(jù)目標(biāo)生物規(guī)格范圍以及生物多樣性需求決定。5.4.2在走航中可以停船使用桿釣等方式對(duì)在聲學(xué)目標(biāo)回波水層進(jìn)行生物采樣和目標(biāo)識(shí)別。5.5目標(biāo)強(qiáng)度體長(zhǎng)關(guān)系式選擇根據(jù)魚類的生理特征,按照GB/T12763.6—2007中G.2.2.1和表G.1的規(guī)定執(zhí)行。6儀器裝備魚類資源聲學(xué)調(diào)查所需以下儀器設(shè)備:a)窄帶或?qū)拵Х至巡ㄊ茖W(xué)探魚儀;b)系統(tǒng)校正用標(biāo)準(zhǔn)球以及相關(guān)材料;c)數(shù)據(jù)顯示、軟件控制、數(shù)據(jù)采集用便攜式計(jì)算機(jī);d)高精度差分導(dǎo)航定位系統(tǒng);e)必要的水文氣象調(diào)查儀器。6.2換能器安裝6.2.1換能器可優(yōu)選配導(dǎo)流罩船底安裝,也可在船舷側(cè)邊配導(dǎo)流罩固定安裝。6.2.2多個(gè)換能器需要安裝在一個(gè)導(dǎo)流罩內(nèi),且波束的采樣水體基本相同。6.3科學(xué)探魚儀設(shè)置6.3.1窄帶科學(xué)探魚儀的脈沖寬度宜為0.1ms,帶有脈沖壓縮功能寬帶設(shè)備的脈沖寬度宜為2ms。6.3.2收發(fā)周期使用固定值0.1s或0.2s。6.3.3功率選擇應(yīng)為所對(duì)應(yīng)頻率的最大值。7數(shù)據(jù)采集7.1.1按照科學(xué)探魚儀的操作手冊(cè)進(jìn)行操作,并在航線起始點(diǎn)、樣品采集點(diǎn)、重要回波點(diǎn)等進(jìn)行提示記錄標(biāo)注。7.1.2控制單個(gè)數(shù)據(jù)文件大小不超過10M,數(shù)據(jù)保存至筆記本電腦內(nèi)。7.2生物學(xué)數(shù)據(jù)7.2.1記錄走航鉤釣采樣的位置信息。7.2.2走航期間所獲的漁獲樣品應(yīng)按照SC/T9403—2012中5.2.4的規(guī)定執(zhí)行。7.3調(diào)查記錄7.3.1應(yīng)參照附錄A的要求,填寫海洋牧場(chǎng)魚類資源聲學(xué)調(diào)查表。7.3.2每條航線的開始、結(jié)束;礁區(qū)進(jìn)入、離開;生物采樣開始、結(jié)束;魚礁和魚群回波等重要信息需要使用科學(xué)探魚儀的提示記錄功能在聲學(xué)數(shù)據(jù)中做電子標(biāo)記。8數(shù)據(jù)處理8.1.1按照斷面長(zhǎng)度建立聲學(xué)數(shù)據(jù)處理文件。8.1.2聲學(xué)數(shù)據(jù)按照軟件說明書進(jìn)行處理,一次讀取處理文件數(shù)量可根據(jù)計(jì)算機(jī)的性能和分析需求決定。48.1.3若存在多個(gè)頻率的換能器數(shù)據(jù),應(yīng)使用時(shí)間同步工具同步處理數(shù)據(jù)。8.2聲學(xué)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)根據(jù)目標(biāo)種類所處的水深,計(jì)算該水層的平均聲速和吸收衰減系數(shù)等參數(shù),建立數(shù)據(jù)校準(zhǔn)文件,并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。8.3背景噪聲消除利用聲學(xué)數(shù)據(jù)后處理軟件的背景噪聲消除功能,去除回聲信號(hào)數(shù)據(jù)中的背景噪聲。8.4劣質(zhì)數(shù)據(jù)處理將氣泡、不規(guī)則水底及來自其他聲學(xué)儀器的干擾信號(hào)等非生物來源回波信號(hào)認(rèn)定為劣質(zhì)數(shù)據(jù)區(qū)域,并在積分處理過程中不使用。8.5積分水層設(shè)定按照GB/T12763.6—2007中G.2.3.1和G.2.3.2的規(guī)定執(zhí)行。8.6基本積分航程單元設(shè)置8.6.1根據(jù)人工魚礁區(qū)(海藻區(qū))的分布和規(guī)模,基本積分航程單元宜設(shè)置在100m~200m。8.6.2一個(gè)人工魚礁區(qū)(海藻區(qū))應(yīng)放在一個(gè)基本積分航程單元內(nèi)。8.6.3人工魚礁區(qū)(海藻區(qū))分層采樣調(diào)查宜使用小于50m的基本積分航程單元。8.7頻差處理8.7.1用2個(gè)及以上不同頻率換能器,通過安裝角度調(diào)整實(shí)現(xiàn)同一水體的聲學(xué)采樣,數(shù)據(jù)后處理對(duì)2個(gè)頻率的平均反向體積散射強(qiáng)度值進(jìn)行減法操作。8.7.2根據(jù)魚類和浮游動(dòng)物的頻率響應(yīng)差異消除浮游動(dòng)物的混響。8.8生物學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)處理8.8.1統(tǒng)計(jì)和計(jì)算各采樣網(wǎng)具漁獲物中除底棲種類之外的所有魚種的尾數(shù)、體長(zhǎng)組成、平均體長(zhǎng)、平均體重等數(shù)據(jù)。8.8.2確定每種魚的體長(zhǎng)平方(厘米單位)基準(zhǔn)目標(biāo)強(qiáng)度(b20),無法確定的魚種,可參考形態(tài)及鰾室結(jié)構(gòu)相似魚種的b20,并在調(diào)查報(bào)告中說明。8.8.3當(dāng)調(diào)查目的包含評(píng)估種群結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)同時(shí)統(tǒng)計(jì)評(píng)估魚種的年齡組成數(shù)據(jù)。8.9回波映像生物組成分析8.9.1以基本積分航程單元為單位進(jìn)行回波映像生物組成分析。8.9.2根據(jù)基本積分航程內(nèi)或相鄰斷面內(nèi)具有相似映像特征對(duì)應(yīng)的生物學(xué)取樣資料,或者某些種類明顯區(qū)別于其他種類的回波特征,對(duì)基本積分航程內(nèi)各水層的生物種類組成進(jìn)行判讀。9資源量評(píng)估9.1面積散射系數(shù)(sa)分配依照回波映像分析結(jié)果,將各段EDSU的面積散射系數(shù)分配給對(duì)應(yīng)的魚種。面積散射系數(shù)分配按公式(1)計(jì)算。=saj………式中:saij—第j個(gè)EDSU的第i種生物分配的面積散射系數(shù)值,單位為平方米每平方米(m2/m2);saj—第j個(gè)EDSU輸出面積散射系數(shù)值,單位為平方米每平方米(m2/m2);ni—漁獲物中第i種生物的尾數(shù),單位為尾(ind.);bsij—第j個(gè)EDSU附近生物采樣的第i種生物的平均聲學(xué)散射截面,單位為平方米(m2),每種TS魚的TS根據(jù)魚類體長(zhǎng)由目標(biāo)強(qiáng)度體長(zhǎng)關(guān)系式計(jì)算,反向散射截面由公式σbs=1010計(jì)算,TS5再根據(jù)該種類不同規(guī)格的數(shù)量占比做加權(quán)平均處理;I—漁獲中參與面積散射系數(shù)分配的生物種類數(shù)。9.2資源量計(jì)算調(diào)查斷面上第j個(gè)EDSU內(nèi)單位海面第i種魚類的資源密度按公式(2)方法計(jì)算?！街?pij—第j個(gè)EDSU內(nèi)單位海面第i種生物的密度,單位為尾每平方米(ind./m2)。調(diào)查區(qū)域第i種魚類的資源量按公式(3)方法計(jì)算。Aj……………式中:Qi—第i種魚類的資源量,單位為尾(ind.);Aj—第j個(gè)EDSU對(duì)應(yīng)的覆蓋面積,單位為平方米(m2),是EDSU與調(diào)查斷面間距的乘積,礁區(qū)的分層采樣需使用礁區(qū)的EDSU和調(diào)查斷面間隔;J—EDSU的總數(shù)量。調(diào)查區(qū)域的資源總量按公式(4)方法計(jì)算。Qi……………9.3調(diào)查誤差分析假設(shè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)分為K層,k為層的索引號(hào),第k層的平均密度按公式(5)方法計(jì)算。……………式中:pkj—第k層第j個(gè)ESDU的資源密度,單位為尾數(shù)每平方米(ind./m2);Jk—第k層EDSU的數(shù)量。調(diào)查區(qū)域?qū)觾?nèi)資源密度方差按公式(6)方法計(jì)算。2……9.3.3各層總資源密度的平均值方差調(diào)查區(qū)域?qū)痈鲗涌傎Y源密度的平均值方差按公式(7)方法計(jì)算?！街?Ak—第k層的面積,單位為平方米(m2);A—總面積,單位為平方米(m2)。9.3.4調(diào)查區(qū)域總體資源量評(píng)估方差調(diào)查區(qū)域?qū)涌傮w資源量評(píng)估方差按公式(8)方法計(jì)算?！?10調(diào)查資料及調(diào)查報(bào)告按SC/T9403—2012中7.2的規(guī)定執(zhí)行。根據(jù)聲學(xué)評(píng)估結(jié)果,編寫航次調(diào)查報(bào)告,報(bào)告至少應(yīng)包括以下主要內(nèi)容:a)科學(xué)探魚儀型號(hào)和漁業(yè)聲學(xué)數(shù)據(jù)后處理軟件版本;b)科學(xué)探魚儀聲學(xué)數(shù)據(jù)采集的各參數(shù)設(shè)置;c)最小目標(biāo)強(qiáng)度檢測(cè)閾值和1m處背景噪聲;d)主要經(jīng)濟(jì)魚種目標(biāo)強(qiáng)度列表;e)魚類資源密度和資源量計(jì)算方法;F)航線軌跡、人工魚礁分布位置、生物(環(huán)境)采樣站位圖;G)典型魚類回波映像圖;H)生物采樣的方法、魚種、規(guī)格、數(shù)量