Evaluating uncertainty in measurements of fish shoal aggregate backscattering cross-section caused by small shoal size relative to beam width

Evaluation de l'incertitude des mesures de l'énergie agrégée des bancs de poissons occasionnée par la petite taille des bancs relative à la taille du faisceau acoustique

Ifremer Centre de Brest, BP 70, 29280 Plouzané, France

Corresponding author: Verena.Trenkel@ifremer.fr

Received: 16 April 2007
Accepted: 21 May 2007

Abstract

The aggregate backscattering cross-section, σ_ag is the sum of backscattering cross-sections of all fish in a shoal. It is a basic acoustical parameter used for shoal description and biomass estimation. Simulations were undertaken for evaluating the impact of horizontal dimension, density, depth and beam width on measurements of σ_ag for shoals with constant abundance. The important factor determining measurement bias is the ratio of shoal size expressed as along cross-section length relative to along ship beam width at mean shoal depth. The results show that 10 log₁₀(σ_ag) is underestimated by about 8 dB for a 5 m long shoal located at 200 m depth if detected by a 7° beam. A formula for correcting σ_ag estimates for shoal sizes bigger than 1.3 times the beam width is proposed. The negative measurement bias can also be reduced by using transducers with narrower beam widths.

Résumé

L'énergie agrégée d'un banc, σ_ag est définie comme la somme des énergies réfléchies par tous les poissons du banc. C'est un paramètre fondamental de l'acoustique halieutique pour la description de la géométrie des bancs et pour l'estimation de la biomasse. Une étude de simulation a été menée pour évaluer l'impact de la taille horizontale d'un banc, sa densité et profondeur et l'ouverture du faisceau sur les mesures de σ_ag pour des bancs d'abondance constante. Le facteur déterminant du biais de mesure est le rapport entre la longueur du banc et la taille du faisceau à la profondeur moyenne du banc. Les résultats montrent que 10 log₁₀(σ_ag) est sous-estimé de 8 dB pour un banc de longueur de 5 m à 200 m de profondeur si le banc est mesuré par un faisceau d'ouverture angulaire de 7°. Une formule est proposée pour corriger les estimations de σ_ag pour les bancs de longueur au moins 1,3 fois plus grande que la taille du faisceau. Le biais négatif de mesures peut aussi être diminué par l'utilisation de sondeurs de meilleure résolution angulaire.