黃河河南段魚類資源聲學(xué)調(diào)查技術(shù)規(guī)范DB41-T 1594-2018

ICS65.150

B52

DB41

河南省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB41/T1594—2018

黃河河南段魚類資源聲學(xué)調(diào)查技術(shù)規(guī)范

2018-04-17發(fā)布2018-07-17實(shí)施

河南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布

DB41/T1594—2018

目次

前言.....................................................................................................................................................................II

1范圍.................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.............................................................................................................................................1

3術(shù)語和定義.....................................................................................................................................................1

4總則.................................................................................................................................................................3

5調(diào)查設(shè)計(jì).........................................................................................................................................................3

5.1技術(shù)要求.................................................................................................................................................3

5.2調(diào)查項(xiàng)目.................................................................................................................................................3

5.3調(diào)查時(shí)間.................................................................................................................................................3

5.4調(diào)查范圍.................................................................................................................................................3

5.5調(diào)查航線.................................................................................................................................................3

5.6魚類網(wǎng)具采樣.........................................................................................................................................4

5.7調(diào)查航速.................................................................................................................................................4

5.8魚類的目標(biāo)強(qiáng)度.....................................................................................................................................4

6數(shù)據(jù)采集.........................................................................................................................................................5

6.1調(diào)查船.....................................................................................................................................................5

6.2主要儀器設(shè)備.........................................................................................................................................5

6.3聲學(xué)數(shù)據(jù)采集.........................................................................................................................................5

6.4生物學(xué)數(shù)據(jù)采集.....................................................................................................................................8

6.5衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)采集.........................................................................................................................8

6.6環(huán)境數(shù)據(jù)采集.........................................................................................................................................8

6.7觀測記錄.................................................................................................................................................8

7數(shù)據(jù)處理.........................................................................................................................................................8

7.1聲學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)處理.....................................................................................................................................8

7.2生物學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)處理.................................................................................................................................9

7.3生物組成分析.......................................................................................................................................10

7.4回波映像生物組成分析.......................................................................................................................10

7.5積分值分配...........................................................................................................................................10

8資源量評估...................................................................................................................................................10

9調(diào)查報(bào)告編寫...............................................................................................................................................11

附錄A（規(guī)范性附錄）聲學(xué)調(diào)查記錄表格式.............................................................................................12

I

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前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。

請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)識別這些專利的責(zé)任。

本標(biāo)準(zhǔn)由河南省農(nóng)業(yè)廳水產(chǎn)局提出并歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院、大連海洋大學(xué)。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：湯勇、胡亞東、楊興麗、孫建富、李治勛、李久奇、張劍波。

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草人：胡碧洋、呂小雙、孫艷輝。

II

DB41/T1594—2018

黃河河南段魚類資源聲學(xué)調(diào)查技術(shù)規(guī)范

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了黃河河南段漁業(yè)資源聲學(xué)調(diào)查的開展程序、技術(shù)要求和質(zhì)量控制等。包括調(diào)查設(shè)計(jì)、

調(diào)查儀器、數(shù)據(jù)采集處理、資源評估、報(bào)告編寫、資料歸檔和成果鑒定與驗(yàn)收的基本要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于黃河河南段流域河流、水庫區(qū)域的漁業(yè)資源聲學(xué)調(diào)查和評估。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是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海洋調(diào)查規(guī)范

SC/T9403海洋漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范

SL167水庫漁業(yè)資源調(diào)查規(guī)范

3術(shù)語和定義

GB/T12763和SC/T9403界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

科學(xué)探魚儀

指具備聲波的發(fā)射和接收、單體目標(biāo)檢測、目標(biāo)強(qiáng)度測定、反向體積散射強(qiáng)度測量、回波積分及數(shù)

據(jù)保存回放等功能，能夠根據(jù)魚類的回波能量大小進(jìn)行魚類資源密度評估的水聲測量儀器。

3.2

標(biāo)準(zhǔn)球

指用于對科學(xué)探魚儀系統(tǒng)的收發(fā)增益和波束參數(shù)進(jìn)行校正的專用金屬圓球，一般采用固定尺寸的純

銅或碳化鎢合金制成。

3.3

科學(xué)探魚儀的校正

指使用標(biāo)準(zhǔn)球?qū)茖W(xué)探魚儀的系統(tǒng)收發(fā)增益和波束參數(shù)等進(jìn)行修正的過程。

3.4

分裂波束

指科學(xué)探魚儀換能器的波束類型。在接收回波時(shí)，換能器陣列被分為四個(gè)對稱區(qū)域，形成4個(gè)相同

的軸對稱波束。利用目標(biāo)回波信號在不同接收波束的相位差可計(jì)算其在換能器發(fā)射波束中的位置，進(jìn)而

通過波束指向性函數(shù)補(bǔ)償測定的目標(biāo)強(qiáng)度。

3.5

散射截面

符號：σ

描述物體散射聲波能力的物理量。對應(yīng)于全方向散射聲功率，表示散射物體接收入射平面波的面積，

單位為平方米（m2），計(jì)算公式為

1

DB41/T1594—2018

2

4prIs

s=............................................................................（1）

Ii

式中：

r——到目標(biāo)中心的距離，單位為米（m）；

Ii——入射波聲強(qiáng)度；

Is——反向散射波聲強(qiáng)。

3.6

反向散射截面

符號：σbs

描述物體在與入射相反方向上散射聲波能力的物理量，也被稱為后向散射截面,單位為平方米（m2）。

在散射截面為σ時(shí)，計(jì)算公式為

s

s=..............................................................................（2）

bs4p

3.7

目標(biāo)強(qiáng)度

符號：TS

描述物體反射或者反向散射聲波能力的物理量，單位為分貝（dB），公式為

I

TS=10lgbs........................................................................（3）

Iir=1

式中：

Ii——入射波強(qiáng)度；

Ibs——距離目標(biāo)聲中心1米處的回波強(qiáng)度；

r——距離，單位為米（m）。

當(dāng)目標(biāo)的散射波是等方時(shí)，Ibs與Is相等，則目標(biāo)強(qiáng)度可用反向散射截面表示為，

（4）

TS=10logsbs..........................................................................

3.8

體積反向散射系數(shù)

符號：sv

也被稱為后向體積散射系數(shù)。指單位體積水體中散射物體的平均反向聲散射截面，用以描述單位水

23

體中散射物體對聲波的反向散射能力，單位為m/m。大寫Sv為分貝值，Sv=10logsv

3.9

面積散射系數(shù)

符號：sa

指單位水面下對應(yīng)的某個(gè)水層內(nèi)散射物體反向體積散射系數(shù)均值與層高的乘積，層高也可以為水面

至水底。單位為m2/m2。

3.10

基本積分航程

指調(diào)查船航行中，用于計(jì)算和輸出平均面積散射系數(shù)的距離間隔。

3.11

魚類資源密度

在某一時(shí)間內(nèi)，單位（水）面積或單位體積水體中魚類資源的數(shù)量（或重量）。

3.12

表層盲區(qū)

指在水面附近，除了換能器吃水深度以淺無法探測以外，垂直換能器表面的2倍近場距離內(nèi)，回波

強(qiáng)度無法用于回波積分和目標(biāo)強(qiáng)度分析。近場距離由換能器半徑a和波長決定，。

2

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3.13

底層死區(qū)

指發(fā)射脈沖聲波的球形波振面與近似平面的水底面垂直接觸時(shí)，距水底面以上的二分之一脈沖寬度

距離內(nèi)的魚類等回波受較強(qiáng)水底回波的相干疊加而無法識別及量化使用，該區(qū)域被稱為底層死區(qū)。

4總則

黃河河南段漁業(yè)資源聲學(xué)調(diào)查評估的基本程序、調(diào)查質(zhì)量的控制、調(diào)查計(jì)劃的編制、作業(yè)一般規(guī)定、

調(diào)查船、導(dǎo)航定位、調(diào)查儀器設(shè)備、調(diào)查人員、調(diào)查原始資料和樣品的驗(yàn)收、調(diào)查報(bào)告的編寫、調(diào)查資

料和成果歸檔按本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

5調(diào)查設(shè)計(jì)

5.1技術(shù)要求

5.1.1在調(diào)查開始前，應(yīng)按照本標(biāo)準(zhǔn)要求和儀器操作手冊中的校正說明對科學(xué)探魚儀進(jìn)行一次校正；

5.1.2確定調(diào)查范圍、調(diào)查對象、了解調(diào)查對象的生態(tài)習(xí)性；

5.1.3使用選擇性較小網(wǎng)具獲取漁獲物的種類及其數(shù)量組成，測量漁獲各魚種（包括非調(diào)查對象）的

體長和體重；

5.1.4調(diào)查應(yīng)按設(shè)計(jì)航線進(jìn)行，如躲避定置網(wǎng)具等障礙物更改航線，應(yīng)在調(diào)查報(bào)告進(jìn)行記錄說明，

并在資源評估時(shí)進(jìn)行航線更改和校正；

5.1.5查明或現(xiàn)場測定調(diào)查對象和各主要漁獲種類的目標(biāo)強(qiáng)度；對于無法查明及無法現(xiàn)場測定其目標(biāo)

強(qiáng)度的魚種，可參考具有相似體態(tài)結(jié)構(gòu)魚種的目標(biāo)強(qiáng)度，并在調(diào)查報(bào)告中進(jìn)行說明；

5.1.6數(shù)據(jù)采集和后處理應(yīng)嚴(yán)格按照本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

5.2調(diào)查項(xiàng)目

漁業(yè)資源聲學(xué)調(diào)查的內(nèi)容包括位于表層盲區(qū)與底層死區(qū)之間全水層內(nèi)的主要漁業(yè)種類的資源量、資

源密度分布及其種群結(jié)構(gòu)。

5.3調(diào)查時(shí)間

調(diào)查時(shí)間應(yīng)根據(jù)調(diào)查的主要目的確定。以資源量評估為主要目的的調(diào)查，一般選擇調(diào)查對象分布比

較集中、分布格局較為穩(wěn)定、調(diào)查區(qū)域流入流出較少的時(shí)期進(jìn)行。另外，調(diào)查時(shí)間的選擇還應(yīng)考慮調(diào)查

對象的生態(tài)分布特點(diǎn)、與環(huán)境參數(shù)的關(guān)系以及天氣、風(fēng)浪等安全因素。

5.4調(diào)查范圍

根據(jù)調(diào)查目的盡可能涵蓋調(diào)查對象的分布區(qū)域。

5.5調(diào)查航線

5.5.1航線類型

黃河河南段流域受河道寬度限制，調(diào)查航線采用“z”字型航線，即沿河道進(jìn)行三角形往復(fù)折線航行。

5.5.2斷面間距

“z”字形調(diào)查的斷面間距為1條折線起止點(diǎn)間距的一半。間距的選擇取決于調(diào)查期限和調(diào)查精度的要

求，同時(shí)考慮調(diào)查對象資源分布的時(shí)間變化性。為確保調(diào)查精度，一般根據(jù)式（5）和式（6）初步估算

3

DB41/T1594—2018

調(diào)查要求可接受的資源評估結(jié)果的變異系數(shù)，以此確定調(diào)查的斷面數(shù)和間距,一般推薦CV小于0.25，即Λ

大于4即可，

0.5

CV=.............................................................................（5）

Λ

式中：

CV——調(diào)查要求可接受的資源評估結(jié)果的變異系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值）；

Λ——調(diào)查覆蓋度。

D

Λ=...............................................................................（6）

A

式中：

D——調(diào)查航線長度，單位為米（m）；

A——調(diào)查區(qū)域面積值，單位為平方米（m2）。

根據(jù)Λ大于4的要求，在以河面寬度為基準(zhǔn)的長度內(nèi)，需要設(shè)置3條調(diào)查航線。

5.6魚類網(wǎng)具采樣

在調(diào)查過程中按照實(shí)時(shí)觀測的魚類聲學(xué)映像進(jìn)行生物學(xué)網(wǎng)具取樣。

5.7調(diào)查航速

考慮到淡水魚類聽覺較為靈敏，以及一般以舷側(cè)方式固定換能器為主，為避免魚類的逃避行為以及

確保船側(cè)換能器的安全，建議航速應(yīng)低于10km/h。

5.8魚類的目標(biāo)強(qiáng)度

對多數(shù)魚類而言，其目標(biāo)強(qiáng)度與體長關(guān)系可以用下式表述：

TS=alogLcm+b.....................................................................（7）

式中：

TS——魚的目標(biāo)強(qiáng)度，單位為分貝（dB）；

魚的體長，單位為厘米（）；

Lcm——cm

a、b——回歸系數(shù)。

式（7）需通過對魚類不同體長個(gè)體的目標(biāo)強(qiáng)度進(jìn)行測定后經(jīng)回歸分析確定。對多數(shù)紡錘型魚類而

言，a一般在20左右，式（7）可簡化為：

.....................................................................（8）

TS=20logLcm+b20

式中：

b20——式（7）中斜率a預(yù)設(shè)為20時(shí)的截距b值。

黃河河南段主要魚類目標(biāo)強(qiáng)度（70kHz～120kHz）與體長關(guān)系參考值見表1。

4

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表1魚類目標(biāo)強(qiáng)度與體長關(guān)系參考值

種類關(guān)系式備注

黃河鯉TS=20logLcm-64.2Lcm為體長

黃顙魚TS=20logLcm-66Lcm為體長

鰱鱅類TS=20logLcm-72.5Lcm為體長

其他喉鰾魚類TS=20logLcm-72.5Lcm為體長

6數(shù)據(jù)采集

6.1調(diào)查船

一般推薦能夠船側(cè)安裝科學(xué)探魚儀換能器、網(wǎng)具采樣、且自噪聲水平較低的專業(yè)調(diào)查船只。在無法

使用專業(yè)調(diào)查船進(jìn)行漁業(yè)資源聲學(xué)調(diào)查時(shí)，應(yīng)按調(diào)查需求安裝科學(xué)探魚儀，并準(zhǔn)確測量船舶在設(shè)計(jì)調(diào)查

航速的被動(dòng)噪聲。

6.2主要儀器設(shè)備

6.2.1基本配置

漁業(yè)資源聲學(xué)調(diào)查評估使用的分裂波束科學(xué)探魚儀，系統(tǒng)校正的相關(guān)裝備，包括0.6mm的單絲尼龍

線及標(biāo)準(zhǔn)球等；數(shù)據(jù)收錄用便攜式計(jì)算機(jī)和帶有NEMA輸出功能的導(dǎo)航定位儀等。船載電源需要AC220V、

或DC12V。如果只有DC12V，使用逆變器（500W以上）將DC12V轉(zhuǎn)AC220V為便攜式計(jì)算機(jī)供電，科學(xué)探魚

儀直接使用DC12V供電?？茖W(xué)探魚儀的收發(fā)裝置必須做接地處理（接金屬制船殼、或接入水中）。

6.2.2換能器的安裝

換能器的固定安裝主要采用船底固定安裝或舷側(cè)固定安裝。其中，船底固定安裝換能器的穩(wěn)定性最

高，適宜于低頻體積較大的換能器在專用科學(xué)調(diào)查船安裝使用；舷側(cè)固定安裝較為便捷，但穩(wěn)定性略差，

需配備固定支架，適宜于體積較小的換能器在小型調(diào)查船上安裝使用。測量并記錄調(diào)查船吃水，或水面

至船側(cè)安裝換能器間距離。

6.2.3換能器的頻率選擇

根據(jù)黃河河南段調(diào)查水域的水深和主要經(jīng)濟(jì)魚類的鰱、鱅、鯉、鯽、黃顙魚、?等，推薦使用工作

頻率有70kHz和120kHz?？紤]高頻換能器體積較小，重量較輕，便于安裝。如果調(diào)查區(qū)域水深小于50m，

也可以使用200kHz。

6.3聲學(xué)數(shù)據(jù)采集

6.3.1聲學(xué)儀器干擾

聲學(xué)數(shù)據(jù)采集過程中應(yīng)關(guān)閉可能產(chǎn)生干擾的其他聲學(xué)儀器，如ADCP、水平聲納、測深儀、多普勒計(jì)

程儀等。在無法關(guān)閉其它聲學(xué)儀器的情況下，應(yīng)進(jìn)行同步設(shè)置以避免產(chǎn)生相互干擾。

6.3.2聲學(xué)儀器校正

在調(diào)查開始前，參照儀器操作手冊采用標(biāo)準(zhǔn)球方法對科學(xué)探魚儀系統(tǒng)各進(jìn)行一次聲學(xué)校正。分裂波

束科學(xué)探魚儀系統(tǒng)校正的內(nèi)容包括系統(tǒng)收發(fā)信號增益與波束參數(shù)校正。

6.3.2.1校正的準(zhǔn)備

5

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聲學(xué)儀器校正時(shí)，要對調(diào)查船錨定，發(fā)射功率和脈沖寬度的設(shè)定值應(yīng)與實(shí)際聲學(xué)調(diào)查的設(shè)定值保持

一致。

6.3.2.2校正水域的環(huán)境要求

儀器校正應(yīng)選擇在平穩(wěn)、水深大于20m、漁業(yè)生物數(shù)量較少的水域進(jìn)行。避免在夜間、河口及流速

較大的水域進(jìn)行。

6.3.2.3環(huán)境參數(shù)測量

在校正開始前，先測量、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)球所處水層的溫度，選擇淡水條件計(jì)算聲速和吸收系數(shù)，并將其

輸入至科學(xué)探魚儀系統(tǒng)中對應(yīng)位置。

6.3.2.4標(biāo)準(zhǔn)球懸掛

根據(jù)船只大小及換能器吃水深度，可以使用2點(diǎn)式或3點(diǎn)式標(biāo)準(zhǔn)球懸掛方式。船側(cè)安裝的換能器可以

選用2點(diǎn)懸掛式，即一端在換能器下方，另一端調(diào)整方位；較大船只可以選用3點(diǎn)懸掛式，一端為換能器

下方附近，另兩端在以換能器為中心對稱的船舷另一側(cè)。通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)球位置至換能器波束內(nèi)，懸垂深

度應(yīng)超過換能器的近場距離，同時(shí)保證調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)球可覆蓋換能器波束中所有位置，一般選擇10m～30m。

6.3.2.5校正操作

按照科學(xué)探魚儀操作手冊，運(yùn)行數(shù)據(jù)操作軟件中的校正模塊。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)球所處水層的溫度、聲速、

脈沖寬度等參數(shù)，查閱對應(yīng)頻率標(biāo)準(zhǔn)球的目標(biāo)強(qiáng)度理論值，并輸入至校正程序中。

參考校正工具中標(biāo)準(zhǔn)球位置標(biāo)繪圖，通過調(diào)整不同懸掛尼龍線的長度，緩慢移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)球，使其均勻

經(jīng)過波束的每一位置（取樣點(diǎn)數(shù)量大于100個(gè)，中心區(qū)域必須超過4個(gè)點(diǎn)）。最后按照系統(tǒng)提示保存校正

聲學(xué)數(shù)據(jù)文件。

6.3.2.6校正數(shù)據(jù)修正

打開校正數(shù)據(jù)文件，刪除與標(biāo)準(zhǔn)球參考目標(biāo)強(qiáng)度值偏離較大的回波數(shù)據(jù)。當(dāng)科學(xué)探魚儀波束模型的

均方根誤差（RMS）小于0.2時(shí)，說明校正數(shù)據(jù)較為理想。當(dāng)均方根誤差大于0.2而小于0.4時(shí)，說明校正

數(shù)據(jù)不理想，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。當(dāng)均方根誤差大于0.4時(shí)，說明校正數(shù)據(jù)較差，應(yīng)重新進(jìn)行校正。

6.3.2.7系統(tǒng)校正文件更新

確認(rèn)校正數(shù)據(jù)符合要求后，對科學(xué)探魚儀系統(tǒng)收發(fā)信號增益和波束參數(shù)進(jìn)行更新。

6.3.2.8校正數(shù)據(jù)及資料歸檔

校正完成后，按儀器使用手冊要求準(zhǔn)確填寫校正記錄，并要求校正人員進(jìn)行簽字確認(rèn)。對校正過程

中采集的聲學(xué)原始數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)及其它紙質(zhì)或電子數(shù)據(jù)資料等進(jìn)行整理歸檔。

6.3.3參數(shù)設(shè)定

6.3.3.1基本要求

科學(xué)漁探儀的工作參數(shù)設(shè)定應(yīng)保持一致，以便對不同調(diào)查航次的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。儀器設(shè)定參數(shù)需要

進(jìn)行記錄和確認(rèn)，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。

6.3.3.2脈沖長度

脈沖長度根據(jù)調(diào)查目標(biāo)的分布特征（分散或集群）及水深進(jìn)行設(shè)定。一般選擇0.2ms～0.5ms。

6

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以評估魚類資源量及其密度分布為主要目的的資源調(diào)查，應(yīng)選擇長脈沖；以單目標(biāo)檢測或魚類目標(biāo)

強(qiáng)度現(xiàn)場測定為主要目的的實(shí)驗(yàn)調(diào)查，應(yīng)選擇短脈沖。

6.3.3.3脈沖收發(fā)間隔

脈沖收發(fā)間隔應(yīng)根據(jù)調(diào)查水域的最大水深設(shè)置，且在調(diào)查中保持一致。設(shè)置參數(shù)應(yīng)不小于t

32d

t=...........................................................................（9）

c

式中：

d——調(diào)查水域換能器表面至水底的最大距離，單位為米（m）；

c——聲速，單位為米/秒（m/s）。

在水深較淺水域，可以使用系統(tǒng)默認(rèn)的最大值，即系統(tǒng)根據(jù)水深自動(dòng)調(diào)整的最小收發(fā)間隔。

6.3.3.4數(shù)據(jù)采集深度

數(shù)據(jù)采集深度的設(shè)置應(yīng)大于調(diào)查區(qū)域的最大水深。也可根據(jù)采集數(shù)據(jù)的需要進(jìn)行調(diào)整，數(shù)據(jù)采集深

度設(shè)置不宜超過深度過大。

6.3.4聲學(xué)數(shù)據(jù)存儲

以原始數(shù)據(jù)格式保存數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)文件自動(dòng)分割存儲值不宜設(shè)置過大，一般設(shè)定每5km～10km，

或小于每10兆字節(jié)（Mbyte）自動(dòng)分割存儲一個(gè)數(shù)據(jù)文件。

6.3.5背景噪聲測量

將科學(xué)探魚儀設(shè)置在被動(dòng)工作模式下，測量并記錄調(diào)查船在不同航速條件下的背景噪聲，背景噪聲

測量一般在調(diào)查船出發(fā)至調(diào)查起始點(diǎn)之間進(jìn)行。

6.3.6魚類目標(biāo)強(qiáng)度的現(xiàn)場測定

6.3.6.1測定條件與要求

測定現(xiàn)場的魚類離散分布且種類組成單一。在測定目標(biāo)強(qiáng)度的同時(shí)，進(jìn)行生物學(xué)取樣以確認(rèn)魚種，

并測定其體長和體重。

魚類的離散分布程度用Nv表示，見式（10）

cR2

N=v.......................................................................（10）

v2

式中：

c——聲速，單位為米每秒（m/s）；

τ——脈沖時(shí)間，單位為秒（s）；

ψ——換能器波束的等效立體角，單位為立體弧度（ster）；

R——魚類與換能器表面的距離，單位為米（m）；

3

ρv——魚類的分布密度，單位為尾/立方米（尾/m），計(jì)算公式為：

sv

v=.............................................................................（11）

sbs

式中：

23

sv——反向體積散射系數(shù)，單位平方米/立方米（m/m）；

2

σbs——魚類聲學(xué)反向散射截面，單位為平方米（m）；

7

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當(dāng)Nv<0.1時(shí)，表示區(qū)域內(nèi)魚類離散分布，回波數(shù)據(jù)可用于計(jì)算魚類的目標(biāo)強(qiáng)度。

6.3.6.2直接測定法

分裂波束式科學(xué)探魚儀具有魚類目標(biāo)強(qiáng)度測定功能，可以對漁業(yè)生物的目標(biāo)強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場直接測定。

6.3.6.3間接測定法

利用計(jì)數(shù)－積分法或其他統(tǒng)計(jì)方法對可分辨為單體目標(biāo)的種類的平均目標(biāo)強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場測定?；蚶?/p>

用聲學(xué)數(shù)據(jù)后處理軟件的單目標(biāo)檢測功能，讀取并輸出單體目標(biāo)的目標(biāo)強(qiáng)度、分布水深以及波束中的角

度等參數(shù)，結(jié)合網(wǎng)具生物學(xué)取樣，計(jì)算平均目標(biāo)強(qiáng)度。

6.4生物學(xué)數(shù)據(jù)采集

利用選擇性較低的刺網(wǎng)、拋網(wǎng)、釣具或籠壺等漁具在聲學(xué)調(diào)查期間取樣。

在預(yù)設(shè)站位設(shè)置刺網(wǎng)或籠壺等漁具，以及在回波較多水域進(jìn)行拋網(wǎng)和鉤釣，獲取適量樣品進(jìn)行生物

種類組成與各漁獲種類的體長、體重組成分析。

如無法滿足，也可以參考該水域聲學(xué)調(diào)查期間其他方式的漁獲數(shù)據(jù)，但需在報(bào)告中分析評估取樣誤

差。

6.5衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)采集

調(diào)查船的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)具有NEMA數(shù)據(jù)輸出功能，其輸出數(shù)據(jù)應(yīng)連接至科學(xué)探魚儀系統(tǒng)，并與

聲學(xué)數(shù)據(jù)同步采集存儲。

6.6環(huán)境數(shù)據(jù)采集

根據(jù)調(diào)查目的選擇需要采集的溫度、浮游動(dòng)物、葉綠素等理化生物環(huán)境數(shù)據(jù)。采集方法參照SL167

有關(guān)要求執(zhí)行。

6.7觀測記錄

調(diào)查過程中值守人員應(yīng)填寫觀測記錄（見附錄），內(nèi)容包括船舶行程信息、聲學(xué)儀器工作信息、網(wǎng)

具采樣信息、站位、風(fēng)浪、氣象、現(xiàn)場漁業(yè)生產(chǎn)船動(dòng)態(tài)以及其它可供映像分析參考的相關(guān)信息等，并簽

字確認(rèn)和歸檔。

7數(shù)據(jù)處理

7.1聲學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)處理

7.1.1聲學(xué)數(shù)據(jù)處理文件

聲學(xué)數(shù)據(jù)處理文件的大小可根據(jù)電腦的性能和分析需要而定，一般按照斷面或時(shí)間段建立聲學(xué)數(shù)據(jù)

處理文件。

7.1.2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，對

原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。

若存在多個(gè)頻率的換能器數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行時(shí)間同步。

7.1.3噪聲消除

8

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7.1.3.1劣質(zhì)數(shù)據(jù)區(qū)域

將偶爾出現(xiàn)的非生物來源回波信號，如氣泡、不規(guī)則水底及來自其它儀器的干擾信號等定義為劣質(zhì)

映像數(shù)據(jù),在分析過程中扣除此部分?jǐn)?shù)據(jù)。

7.1.3.2背景噪聲

利用聲學(xué)數(shù)據(jù)后處理軟件的相應(yīng)功能，扣除回聲數(shù)據(jù)中的背景噪聲。

7.1.4積分水層設(shè)定

7.1.4.1積分起始水層

積分起始水層應(yīng)低于表面盲區(qū)，同時(shí)應(yīng)考慮航行船底氣泡層的影響及目標(biāo)種類所處水深等因素。常

用120kHz換能器科學(xué)探魚儀系統(tǒng)的積分起始水層一般設(shè)置為3m。

7.1.4.2積分終止水層

積分終止水層應(yīng)位于底層死區(qū)以上。常用120kHz換能器科學(xué)探魚儀系統(tǒng)的底層死區(qū)一般設(shè)置為

0.5m。

7.1.5基本積分航程

7.1.5.1水平間隔

一般可以使用500m間隔，但當(dāng)調(diào)查水域較為狹窄，每條調(diào)查斷面可以按1個(gè)基本積分航程水平間

隔；當(dāng)水域較為寬闊，可以將一個(gè)調(diào)查斷面分為2～4個(gè)水平間隔，以便有效描述河道中魚類資源的水

平分布。

7.1.5.2垂直間隔

基本積分航程的垂直間隔根據(jù)已知或觀測的生物水平分層設(shè)置，盡可能使每間隔內(nèi)生物種類較少。

在生物種類分布未知的情況下，一般根據(jù)水深等間隔設(shè)置為10m至20m。

7.1.6積分閾設(shè)定

7.1.6.1目標(biāo)離散分布

根據(jù)評估目標(biāo)種類集群密度、目標(biāo)強(qiáng)度、分布水層等因素進(jìn)行設(shè)定積分閾。

當(dāng)目標(biāo)離散分布時(shí)（Nv<0.1），根據(jù)式（12）計(jì)算積分閾。

(12)

Sv,threshold=TSthreshlod20logR10log(c/2)................................................

式中：

Sv,threshold——積分閾，單位為分貝（dB）；

TSthreshold——評估目標(biāo)種類的最小目標(biāo)強(qiáng)度，單位為分貝（dB）；

R——目標(biāo)與換能器表面的距離，單位為米（m）；

Ψ——等效波束立體角的分貝表示，單位為分貝（dB）；

c——聲速，單位為米/秒（m/s）；

τ——脈沖時(shí)間，單位為秒（s）。

7.1.6.2目標(biāo)集群分布

9

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當(dāng)目標(biāo)集群分布時(shí)，調(diào)節(jié)積分閾值并觀察回波映像的變化。當(dāng)回波映像中非目標(biāo)種類較少時(shí)，據(jù)此

設(shè)定為積分閾。

7.2生物學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)處理

統(tǒng)計(jì)和計(jì)算各網(wǎng)次漁獲物中除底棲種類之外的所有魚種的尾數(shù)、體長組成、平均體長、平均體重等

數(shù)據(jù)，供積分值分配和資源密度計(jì)算之用。以評估漁業(yè)種類的種群結(jié)構(gòu)為調(diào)查目的時(shí)，應(yīng)同時(shí)統(tǒng)計(jì)評估

種類的年齡組成數(shù)據(jù)。

7.3生物組成分析

以基本積分航程為單位進(jìn)行積分值輸出和生物組成映像分析。映像分析主要以該基本積分航程附近

的生物學(xué)取樣和映像特征為參考，進(jìn)行生物種類組成分析，輔以生物種類在不同頻率換能器下的回波映

像差異進(jìn)行判讀。

7.4回波映像生物組成分析

以基本積分航程為單位進(jìn)行回波映像生物組成分析。根據(jù)基本積分航程內(nèi)或相鄰斷面內(nèi)具有相似映

像特征對應(yīng)的生物學(xué)取樣資料，或者某些種類明顯區(qū)別于其它種類的回波特征，對基本積分航程內(nèi)各水

層的生物種類組成進(jìn)行判讀。

7.5積分值分配

依照回波映像分析結(jié)果，將各基本積分航程輸出的積分值分配給對參與回聲積分的每一種生物。積

分值分配的計(jì)算公式為：

nisbsi

sai=sak.........................................................................(13)

?nisibs

=i1

式中：

22

sai——第i種生物分配的積分值，單位為平方米/平方米（m/m）；

22

sa——基本積分航程輸出積分值，單位為平方米/平方米（m/m）；

2

sbsi——第i種生物的平均聲學(xué)散射截面，單位為平方米（m），如果使用目標(biāo)強(qiáng)度進(jìn)行平均計(jì)

算，需要將其變換為線性值，再做平均處理；

ni——漁獲物中第i種生物的尾數(shù)，單位為尾；

k——漁獲中參與積分值分配的生物種類數(shù)。

每種魚類的平均聲學(xué)截面由目標(biāo)強(qiáng)度公式算得。魚類的目標(biāo)強(qiáng)度與體長關(guān)系見表1。

8資源量評估

以調(diào)查斷面觀測值代表斷面兩側(cè)各半個(gè)斷面間距（兩條折線的起止點(diǎn)間距的一半）水域內(nèi)的平均值。

各斷面所代表水域資源量之和即為調(diào)查范圍內(nèi)的總資源量。

某一給定斷面所代表水域內(nèi)評估種類i的資源尾數(shù)之和（Ni,ind），資源量（Bi,g）分別為：

DS(14)

Ni=sai.............................................................................

sbsi

(15)

Bi=Niwi..............................................................................

10

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式中：

22

sai——斷面內(nèi)評估種類i的平均積分值，單位為平方米/平方海里（m/m）；

s2

bsi——斷面內(nèi)評估種類i的平均聲學(xué)散射截面，單位為平方米（m）；

D——斷面長度，單位為m。

S——斷面在岸邊的投影長度，單位為m；

評估種類平均體重，單位為克（）。

wi——ig

9調(diào)查報(bào)告編寫

根據(jù)聲學(xué)評估結(jié)果，編寫航次調(diào)查成果報(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)度檢測閾和1m處背景噪聲；

d)魚類資源密度分布和資源量計(jì)算方法；

e)影響資源評估精度的因素；

f)魚類生物量及資源密度水平分布圖。

11

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AA

附錄A

（規(guī)范性附錄）

聲學(xué)調(diào)查記錄表格式

A.1聲學(xué)調(diào)查記錄表格式見表A.1。

表A.1調(diào)查記錄表

水域調(diào)查船航次調(diào)查類型頁碼：

網(wǎng)具起始時(shí)間終止時(shí)間風(fēng)速風(fēng)

站位日期起始經(jīng)緯度終止經(jīng)緯度備注

類型hh:mmhh:mmm/s向

12

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A.2聲學(xué)調(diào)查積分值分配參考表見表A.2。

表A.2聲學(xué)調(diào)查積分值分配參考表

水域調(diào)查船航次調(diào)查類型起始航程：頁碼：

魚種積分值sa生物

調(diào)查時(shí)斷面平均學(xué)站

日期間編號水深緯度經(jīng)度位號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

_________________________________

13

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目次

前言.....................................................................................................................................................................II

1范圍.................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.............................................................................................................................................1

3術(shù)語和定義.....................................................................................................................................................1

4總則.................................................................................................................................................................3

5調(diào)查設(shè)計(jì).........................................................................................................................................................3

5.1技術(shù)要求.................................................................................................................................................3

5.2調(diào)查項(xiàng)目.................................................................................................................................................3

5.3調(diào)查時(shí)間.................................................................................................................................................3

5.4調(diào)查范圍.................................................................................................................................................3

5.5調(diào)查航線.................................................................................................................................................3

5.6魚類網(wǎng)具采樣.........................................................................................................................................4

5.7調(diào)查航速.................................................................................................................................................4

5.8魚類的目標(biāo)強(qiáng)度.....................................................................................................................................4

6數(shù)據(jù)采集.........................................................................................................................................................5

6.1調(diào)查船.....................................................................................................................................................5

6.2主要儀器設(shè)備.........................................................................................................................................5

6.3聲學(xué)數(shù)據(jù)采集.........................................................................................................................................5

6.4生物學(xué)數(shù)據(jù)采集.....................................................................................................................................8

6.5衛(wèi)星導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)采集.........................................................................................................................8

6.6環(huán)境數(shù)據(jù)采集..............................................................................................................................