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The sampling volume of trawl and acoustics: estimating availability probabilities from observations of tracked individual fish

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The effective sampling volume of trawl and acoustics is an important parameter in fish abundance estimation surveys. This paper presents a method to compute the probability of a fish being available to the bottom trawl and the probability of it being seen on the echo sounder, given its initial position relative to the vessel path. These probabilities are then related to the calculation of the effective observational volume for trawl and acoustics, the two main tools of measuring abundance of Atlantic cod (Gadus morhua) and haddock (Melanogrammus aeglefinus). As an example, the computation is carried out for a typical vertical distribution in the Barents Sea. Our model is based on an Ornstein–Uhlenbeck model for the fish swimming trajectories, and its parameters are estimated using observations of swimming trajectories for individual fish, recorded by a split-beam echo sounder. The model itself constitutes a general method to translate observations on behaviour of individual fish to probability maps. The results indicate a typical fishing height of 20m for the bottom trawl, but it is also shown that there is a relatively low probability of catching by the trawl what you see on the echo sounder, even for fish positioned directly in the trawl path. This is because of strong lateral movements of the fish.

Le volume effectivement échantillonné est une variable importante dans les inventaires d’abondance des poissons faits par chalutage ou par acoustique. Notre travail présente une méthode pour calculer la probabilité qu’un poisson soit accessible au chalut de fond et qu’il soit visible sur l’échosondeur, étant donné sa position initiale relative à la trajectoire du navire. Ces probabilités peuvent ensuite être reliées au calcul du volume effectif obtenu par chalutage ou acoustique, les deux outils principaux pour mesurer l’abondance de la morue franche (Gadus morhua) et l’aiglefin (Melanogrammus aeglefinus). Le calcul d’une répartition verticale typique de la mer de Barents est donné en exemple. Notre modèle se base sur le modèle d’Ornstein–Uhlenbeck des trajectoires de nage des poissons et les paramètres sont estimés à partir d’observations de trajectoires de nage de poissons individuels enregistrées par un échosondeur à faisceau divisé. Le modèle lui-même représente une méthode générale pour traduire des observations faites sur un seul poisson individuel en cartes de probabilité. Nos résultats indiquent que la hauteur moyenne typique de pêche d’un chalut de fond est de 20m, mais aussi qu’il y a une probabilité relativement faible de capture par le chalut des poissons visibles à l’échosondeur, même pour les poissons placés directement dans la trajectoire du chalut; cela s’explique par l’importance des déplacements latéraux des poissons.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2009

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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