1. Measurements of acoustic backscatter and density of captive Atlantic cod with synchronized 300-kHz multibeam and 120-kHz split-beam echosounders 300-kHZ 多波束及 120-kHZ 分割波束漁探機對於大西 洋鱈之聲學反射及魚群密度量測 Gurshin, C. W. D., Jech, J. M., Howell, W. H., Weber, T. C., and Mayer, L. A. 2009. ICES Journal of Marine Science, 66: 1303–1309. 981 專題討論 Speaker : 黃星翰

2. Fishery Echosounder  TS ： target-strength （ dB ）  s A ： nautical area scattering coefficient （ m 2 ／ m 2 ）  S v ： volume backscattering strength （ dB ）

4. Introduction Introduction Acoustic vs. trawl survey Echosounder series Multibeam echosounder Materials and methods Materials and methods Sample processing Experiment Data analysis Results Results EK60 vs. EM3002 Discussion DiscussionResults

5. Introduction

6. Fishery-acoustic vs. Traditional trawl survey Fish density Biomass Spatial distribution Behaviour

7. beam singledualsplitmulti

8. Multibeam echosounders Seabed mapping InvestigationCombination

9. Objective  Fewer application for demersal species  Not widely developed in the United States  Comparing split-beam and multibeam

10. Materials and methods

11. Atlantic cod http://www.fishbase.org/Summary/SpeciesSummary.php?id=69

12. Sample processing Captive New Hampshire, USA Trawl ; 16.5mm ; 60 － 80m ; 13 times Selection L T ： 50 － 110cm Total ： 195 Acclimation 3m depth per 30 min ; 48 － 72 h Experiment L T ： 52 － 105cm ; mean ： 80.7±10.9cm n ： 195 →128→116→66→23 ; 4 days

13. Apparatus Simrad EK60 120kHz splitbeam echosounder Kongsberg EM3002 300kHz multibeam echosounder 7°Beam width130° 23 mm copperStandar sphere38.1 mm tungsten-carbid 8 － 10 m Calibrate depth 8 － 10 m

14. Experimental setup

15. Data analysis Post-processing software ： Echoview and Matlab Statistical analysing software ： SAS and R A WC ＝ EL － SL － 10 log 10 (Ω TX Ω RX ) ＋ 2αR ＋ 30 log 10 R ＋Ｃ S v ＝ A WC － ( X － 20)10 log 10 (R) － 10 log 10 (cτ/2) EL ： echo level SL ： source level α ： attenuation coefficient Ω TX ： transmitting beam width Ω RX ： receiving beam width R ： range from the transducer C ： calibration gain S v ： volume-backscattering strength （ dB ） X ： collection of A wc c ： sound speed （ ms － 1 ） τ ： pulse duration （ s ）

16. S v for the EM3002 64dB dynamic range

17. Threshold ： － 36dB Cod ： 128 Cod ： 23Cod ： 66 Cod ： 116

18. S v for the EK60 Threshold ： － 30dB Cod ： 128 Cod ： 66

19. Results

20. 14dB

21. Date25 June26 June27 June 28 June Depth （ m ） 6.57.28.011.08.8 L T （ cm ） 80.781.182.1 82.9 n12811666 23 Percentage1009152 18 Total pings15007140168018005940 300kHz EM3002 S v （ dB ； 95 ％ CI ） － 29.8 （－ 30.3, － 29.3 ） － 31.7 （－ 31.9, － 31.5 ） － 28.4 （－ 28.7, － 28.2 ） － 29.1 （－ 29.4, － 28.8 ） － 39.7 （－ 40.3, － 39.1 ） 300kHz EM3002 Percentage 1006513811710 120kHz EK60 S v （ dB ； 95 ％ CI ） － 29.4 （－ 30.0, － 28.8 ） － 26.5 （－ 26.9, － 26.2 ） － 23.6 （－ 24.2, － 23.1 ） － 26.4 （－ 26.9, － 25.8 ） － 38.8 （－ 40.0, － 37.8 ） 120kHz EK60 Percentage 10019538020011 TS a － 26.9 － 26.8 － 26.7 － 26.6 Expected b S v at 120kHz － 25.7 － 26.1 － 28.4 － 32.9 TS a ＝ 20 log (L T ) － 65 (Rose and Porter, 1996) at 120kHz, where L T is the total length (cm). b S v ＝ TS ＋ 10 log (N/V), where N is the number of cod in the sampled volume V.

22. 6 dB 7 dB

23. Discussion

24. SvSvSvSv 1.Random and homogeneous distribution of target 2.Constant fish orientations (assuming linearity in echo- integration)

25. Sensitivity highlow

26. Improvement Limitation 64 dB dynamic range Split-beams detection in the athwartships direction only Nearfield range of ~7m Simrad ME70 Adjustable beam width （ 2.2 - 20° ） Split-beam operating at multiple frequencies Calibration of all beams Single-target detections TS estimations Quantification of the effect of different incidence angle and overlapping beams on volume-backscatter measurements

27. Thanks for your attention