이론모델을 이용한 멸치의 음향산란강도의 검토 및 적용
Verification and application of Target Strength for Japanese anchovy (Engraulis japonicas) by theoretical acoustic scattering model
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본 연구는 목표어종의 체조직과 부레을 유한원통요소로 근사하는 KRM모델을 이용하여 우리나라 연안에 서식하는 멸치에 대한 음향산란특성을 시험적으로 추정하였다. KRM 모델을 이용하여 음향산란특성을 추정하기 위해 요구되는 어류의 체형자료와 부레의 형상자료는 자연상태에서의 부레형상을 그대로 유지한 상태에서 X선 사진촬영후 이를 디지털 화상으로 변환하여 멸치의 몸체와 부레의 체형좌표를 추출하였다. 멸치의 유영자세각에 대한 평균TS를 산출할 때의 유영 자세각 변동은 일반적인 어류에 적용하는 평균 －5°, 표준편차 ±15°의 확률밀도 함수로 가정하였다.과학어군탐지기의 주파수 38kHz, 120kHz, 200kHz에 대한 각 샘플별 TS패턴을 검토한 결과 최대 TS값을 나타낸 자세각은 등방향 중심에서 부레의 각도는 38kHz에서는 －9°였고, 120kHz와 200kHz에서 －7°로 거의 동일하였으며, 주파수에 대한 TS와 체장 사이의 관계식은 < TS38kHz >〓20logBL－67.3, < TS120kHz >〓20logBL－66.6, < TS200kHz >〓20logBL－67.0로 추정되었다. KRM모델에 의한 결과를 바탕으로 조사해역에서 수집한 음향자료 분석은 0.1nmile 간격으로 분포량을 추정한 결과, 조사해역의 멸치 분포량은 0.1nmile당 평균밀도가 4.27 (g/m2)이었고, 최대밀도는 42.37 (g/m2)로 추정되었다. 본 연구 결과는 채집어구에 의한 어종상, 해양환경 등을 고려하여 목표어종에 대한 크기별 주파수패턴분석을 고려하면, 보다 정도 높은 음향자원직접평가를 적용될 것으로 판단된다.
Abstract
Acoustical backscattering characteristics of Japanese anchovy can be estimated by Kirchhoffray mode model (KRM model) due to estimate exact body and swim-bladder shape of the fish, the samples were rapidly frozen by dry-ice and alcohol. X-ray photos for ventral and lateral direction for 6 samples were taken and the 3D coordinates of the body swim-bladder were estimated by digitizing from the photos. The angles between the axis of body and swim-bladder were about 9°at 38kHz and 7°at 120kHz, 200kHz. General formula of TS and BL estimated were <TS38kHz>〓20logBL-67.3, <TS120kHz>〓20logBL－66.6, <TS200kHz>〓20logBL －67.0. As a result, we confirmed KRM model is very useful to estimate TS (Target Strength) for design of experiment and it also can be applied to estimate the abundance of Japanese anchovy distributed by 2 frequency difference method in the survey area.
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