E.Ü. Su Ürünleri Dergisi 2006
E.U. Journal of Fisheries & Aquatic Sciences 2006
Cilt/Volume 23, Ek/Suppl. (1/3): 425-429
Su Ürünleri Avlama ve İşleme Teknolojisi / Fishing & Processing Technology
© Ege University Press
ISSN 1300 - 1590
jfas.ege.edu.tr/


Balıkçılıkta Akustik Cihazlar ve Uzaktan Algılamanın Kullanımı
*Sedat Gönener1, Sabri Bilgin2, Ümit Yiğit1
1Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Sinop Su Ürünleri Fakültesi, 57000, Sinop, Türkiye
2Onsekiz Mart Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesi, 17100 Çanakkale, Türkiye



Balık bulucu cihazlar
Giriş

1970’li yıllardan bu yana balığın aranarak bulunması, tür ve miktar tahminini kolaylaştırması gibi nedenlerle, akustik cihazların kullanımı son derece yaygınlaşmıştır. Ancak bu durum av baskısında artışa yol açan nedenlerden biri haline gelmiştir.
Çoğu ülkeler kendi karasuları içinde var olan balık stoklarını sonuna kadar sömürmüşler ve dikkatlerini okyanuslara çevirmişlerdir. Ancak okyanuslarda balık sürülerinin geleneksel yöntemler ile bulunması zor ve maliyeti oldukça yüksek bir iştir. Bu nedenle balık stoklarına ilişkin tahminlerin yapılmasına doğrudan veya dolaylı olanak sağlayan ve uydular yardımıyla gerçekleştirilen bir diğer yöntem uygulanmış ve oldukça mesafe kaydetmiştir. Dünyada 1950’li yıllardan itibaren çeşitli amaçlar için, 1979 yılından sonra ise balıkçılık için kullanılmaya başlanan bu yöntem uzaktan algılama yöntemi olarak adlandırılmaktadır. Yöntemin Türkiye’de kullanımına 1980’li yıllarda geçilmiştir. Bu konuda son 15 yıl içinde gelişmeler olmasına rağmen uzaktan algılama yönteminin direkt balıkçılığa yönelik uygulanmasına az sayıdaki çalışmada rastlanmaktadır . Bu çalışmada, uzaktan algılama yöntemi ve akustik cihazların ticari balıkçılıktaki kullanımı konusunda bazı bilgilerin verilmesi amaçlanmıştır.Su içerisinde ışık ve radyo dalgalarına göre daha az zayıflamaya uğrayan ses dalgalarının kullanıldığı sistem Sound Navigation and Ranging kelimelerinin baş harflerinden oluşmuştur. Temel olarak bu sistemden yararlanılarak geliştirilen balık bulucu cihazlar deyimi; su içerisine ses palsı gönderip ekoların alınması yani ses dalgaları kullanılarak balığın yönü ve uzaklığının belirlenmesi sistemini tanımlar
Eğer yatay gönderme yapılıyorsa sistem ve aynı adlı akustik cihazı sonar, dikey gönderme yapılıyorsa sistem ve cihaz echo-sounder, olarak adlandırılmaktadır. Daha çok gırgır ve trol gibi balıkçı teknelerinde kullanılan balık bulucuların nitelik ve sayısı bu cihazların fonksiyonlarına bağlı olarak çeşitlilik göstermektedir. Ancak temel fonksiyonları bakımından, echo-sounder ve sonarların daha önemli ve yaygın oluşu bilinen bir durumdur. Alıcı, verici, transduser ve ekran olmak üzere her iki cihazda da işlevsel yapı birbirinin aynıdır.
Verici, modeline ve yapısına uygun frekansta olmak koşuluyla transduser için elektrik palsı üretir. Ancak istenen mesafede inceleme yapabilmek amacıyla (sonar ve echo-sounder için) bu elektrik palsının düzeyi farklı frekansa, dolayısıyla farklı güç ve pals boyuna sahiptir.
Echo-sounder’larda suya 28-50, 88 veya 200 kHz frekanslı pals gönderilmesine karşın sonarlarda bu değer 40-60, 88 veya 180 kHz arasında değişir. Frekans düzeyinin, görüntü analizi gibi kullanıcı için oldukça önemli bazı koşulları iyi veya kötü etkilediği görülmektedir(Tablo 1)






Balık bulucuların önemli bir ekipmanı olan transdüserlerin ilk fonksiyonu, elektrik enerjisini ses enerjisine dönüştürerek suya göndermek ve alınan ekoları tekrar elektrik enerjisine çevirerek alıcıya iletmektir. Diğer fonksiyonu ise hüzme şeklinde gönderdiği ses palsının yoğunluk ve yönünü belirlemektir.
Ses ve elektrik enerjisini birbirine dönüştürme yeteneği ve ses palsının verilmesi sırasında oluşan sapma veya kenar loblarının mümkün olduğunca az olması transdüserin kalitesini belirleyen en önemli ölçüdür .
Echo-sounder transdüseri, su turbulansından kaynaklanan gürültü ve benzeri etkilerin minimuma indirilmesi amacıyla özel bir düzenekle ve tekne omurgasının ön ucundan itibaren 5–80 lik açılarla teknenin alt tarafına sabitlenir ve suyla temas halindedir.
Sonar transdüseri ise teknenin alt kısmında ön kısımdan itibaren toplam tekne uzunluğunun 1/4 veya 1/3’ü kadar mesafede ve omurganın yan tarafında yer alır. Seyir esnasında oluşan hava kabarcıkları ve turbulans etkisinin önlenebilmesi için indirme kaldırma ünitesiyle birlikte monte edilir. Mekanik zorlamalara dayanıklı olmasına rağmen transdüserin çalışmazken özellikle sığ ve liman bölgelerde çekilmesi, avlanma sırasında ağlara göre pozisyonu hakkında yanılgıya düşülmemesi gerekir.
Teknenin yalpalaması, yatay incelemede kullanılan sonar transdüserinin hüzme genişliğinde dengeleme gerektiren bir durumdur. İşte bu amaçla transdüser +500’ lik açıyla hafifçe su yüzeyine ve aynı zamanda -900’lik açıyla da deniz zeminine doğru, dikey olarak hareket edebilecek haldedir.
Sonar ve echo-sounder arasındaki en önemli farkı oluşturan transdüserin pals gönderen yüzü echo-sounder’da sabit, dikey pozisyonda ve deniz tabanına dönüktür. Sonar da ise transdüser daha çok yatay, kısmen de dikey olarak herhangi bir yöne çevrilerek çalıştırılabilir durumdadır. Otomatik veya manuel olarak çeşitli yönlere çevrilebilmesinin yanı sıra sonar transdüseri, teknenin alt yüzeyinden 1-1.5 m aşağıya inip çıkabilmesi için, yaklaşık bir ton ağırlığındaki bir indirme kaldırma ünitesini ve deneyimli bir kullanıcıyı gerektirmektedir.
Deniz suyunda ses dalgalarının şiddetinde kaynaktan uzaklaştıkça meydana gelen transmisyon kayıpları (emilme ve dağılmalar nedeniyle ortaya çıkan azalmalar ), ses huzmesindeki kırılmalar, su içerisindeki değişik ses kaynaklarının yol açtığı gürültü ve karışık yankılar, sıcaklık değişimleri ve balığın yansıtma değeri (TS) gibi birçok doğal, fiziksel ve kimyasal nedenlerle farklı mesafelerden alınan ekoların kalitesi değişmektedir. Bu durum, balık bulucu cihazın kapasitesine göre otomatik olarak veya kumanda paneli üzerinden düzeltilebilmektedir. Gain kazanç ayarı veya eko kazanç ayarı olarak ifade edilen bu işlemde, ekolar alındıktan sonra transdüserde zayıf elektrik sinyallerine dönüştürülür ve ekrana geçmeden önce birkaç bin defa beslenerek yükseltilir. Bu işlem alıcı üzerinde gerçekleştirilir. Balık bulucularda alınan ekoların kaydedildiği, avlama sürecinde çok önemli katkısı olan ve avı yönlendirecek bilgileri veren kısım ise ekrandır.

Balıkçılıkta Echo-sounder’ların Kullanımı
Genellikle trol avcılığı ve kıyı balıkçılığında kullanılan fakat hemen her gırgır teknesinde de yer alan echo-sounder’lar plankton katmanı veya su tabakalarının sıcaklık farkları, hava kabarcıkları ve diğer teknelerin dümen suyu gürültüsü gibi yüzey gürültülerini birkaç seviyede önleyebilecek niteliktedir. Bu cihazlar aynı zamanda birkaç lisan ve birimde su sıcaklığı, teknenin hızı ve seyrine ilişkin navigasyonal bilgiler verebilmektedir (Şekil 1) .





4000 m derinliğe kadar tarama yapabilen bu cihazlar avlamanın yapılacağı bölgenin konumu, dip yapısı ve balığın yanı sıra kayalık, batık vb ilişkenlerin varlığı hakkında bilgi vermekte, avlama operasyonuna yardımcı olabilmektedir.
Özellikle sığlık kesimlerde ve alınan eko kalitesinin yükseltilmesi için kazanç (gain) ayarının yüksek konumda olması durumunda ses palsı deniz dibi ve yüzey arasını birkaç defa kat eder ve her seferinde dipten yansıyan ses kaydedilir.Bu nedenle birinci yankı izinin altında ikinci hatta üçüncü eko oluşur (Şekil 2), .
Echo-sounder’larda balık ekoları genellikle sıfır hattı ile birinci deniz dip ekosuna yakın aralıkta izlenir. Balıklara ait ekolar, deniz dibi ekolarından daha zayıftır. Kayıtların koyuluğu ve rengi ise balık sürüsünün hacim olarak büyüklüğüne, sıklığına ve türüne bağlı olarak değişir.





Balıkçılıkta Sonar’ların Kullanımı
Sonarlar da dört kısımdan oluşur ve birçok yönden echo-sounder’lara benzerlik gösterirler. Ancak 1600-2000 metrelik hedef mesafesi ve yatay incelemenin bir gereği olarak, transdüser, ekran ve diğer ünitelerde bazı değişiklikler söz konusudur. Balıkçı teknelerinde kullanılan ve aktif sonar sistemi esasına göre çalışan bu cihazlar ışıldak (searchlight) ve tarama (scanning) sonarlar olmak üzere iki şekildedir. Işıldak sonarlarda ses palsının belli bir yöne gönderilmesi için sonar transdüserinin o yöne çevrilmesi gerekir. Ses pals genişliği 50-300’lik açılara sahiptir. Bu tür sonarların tek üstünlükleri verici çıkış gücünün tek yönlü ve dar açı dilimlerine odaklanabilmesi sonucu ses palsını uzun mesafelere gönderebilmesidir. Tarama sonarda ise ses palsı bütün yönlere aynı anda gönderilir ve ses dalgası 3600’ye aynı anda yayılır. Yine 3600’den gelen ekolar aynı anda alınarak ekranda gösterilir.
Bu iki tip sonarın özelliklerinin birleştirilmesiyle senkro sonar adı verilen üçüncü bir sonar tipi söz konusudur. Bir bakıma diğer sonarların olumlu bileşkesi olan bu sonarlarla özellikle kıyıya yakın bölgelerde balığın aranması sırasında farklı sektörler arasında daha net bir tarama yapmak mümkündür.
Sonar ekranında ses dalgasının ulaşabileceği ölçüde kerteriz alınmak suretiyle merkezin taşınması ve ünite bünyesindeki plan pozisyon göstergesi (PPI) yardımıyla yön ve mesafe tespiti yapılabilir. Özellikle gelişmiş sonar cihazları teknenin dümen cayrosu ile programlanarak teması sağladığı balık sürüsünü izlemektedir. Uygun bir echo-sounder kombinasyonuyla da balık sürüsünün derinliği, hızı, yönü, tekneye olan uzaklığı, hatta kantitatif balık miktarı gibi balığa ve ortam koşullarına ait, bilgiler sonar ekranında gözlenebilmektedir (Şekil 3). Sistemin bir radara benzetilebilen ekranı, avlamaya yardımcı ve kullanıcı için son derece önemli bir ünite durumundadır. .



Uzaktan algılama
Uzaktan algılama; Bir cisme dokunmadan o cisim konusunda bilgi edinme olarak tanımlanmaktadır. Kapsamı oldukça geniş olan uzaktan algılama ile hem atmosferik, hem karasal ve hem de deniz ortamı ile ilgili uygulamaları kapsamaktadır. Dolayısıyla üzerinde çalışılan cisim kilometrelerce uzakta olabilir. Bu cismin değişik açılardan tanınabilmesi, onun kendine özgü ısınım ve elektro manyetik ışınım analizi ile mümkündür. Çünkü güneşten gelen ışınlar her cisimle farklı şekilde etkileşerek yansır, kırılır veya kısmen soğurulur. Sonuçta elde edilen elektromanyetik dalga hedef cismi simgeleyen karakteristik bir bilgiyi oluşturur .
Deniz ile ilgili bilgilerin alınmasında kullanılan deniz gözlem uyduları hava gözlem uydularına benzer biçimde yer çözünürlükleri düşük, buna karşın temporal çözünürlükleri yüksek uydulardır. Diğer bazı uydular ise hava gözlem uyduları olarak sınıflandırılmalarına rağmen; hem kara, hem de deniz gözlem uydusu olarak bilgi sağlayabilmektedir. 5 ayrı bantta bilgi sağlayan NOAA serisi uydular buna en iyi örnektir. Bu uydularda 1. ve 2. bantlar sularda turbitide 3., 4. ve 5. bantlar ise deniz yüzey sıcaklığının tespitinde kullanılmaktadır .Balıkçılık uygulamalarında kullanılan diğer bazı uydular; SEASAT, LANDSAT, METEOSAT, SPOT, MOS-1 dir. Sonar, echo-sounder’lara benzer sistemde çalışan algılayıcıların bazıları ise; MSS, TM, AVHRR, CZCS ve HRV’dir, ayrıca ARGOS veri iletişim sistemlerinden de yararlanmak mümkündür
Uzaktan Algılama’nın Balıkçılıkta Kullanımı
Uzaktan algılama cihazlarının hedefi, söz konusu bir yüzeyden yansıyan veya yayılan ışınımın dalga boylarını ayırt ederek almaktır. Algılama sistemleri düzenlenirken algılayıcıların spektral aralıkları, ihtiyaç duyulan bilgiyi verebilecek özel dalga boylarına göre dikkatle seçilir. Örneğin biyolojik bilgilerin klorofil konsantrasyonuna bağlı olanlarından bir çoğu, görülebilir spektrumdaki kırmızı bant (0,6-0,7μm) aralığında saklıdır. Infrared ve daha uzun dalga boyuna sahip spektral bantlar ise deniz yüzeyi hakkında daha iyi bilgiler sağlamaktadır. Balıkçılık uygulamalarındaki kullanımda, spektral aralıklardaki farklı bantlara ait ışınların, deniz yüzeyi ile farklı şekilde etkileşimde bulunduğunun göz önünde alınması gerekmektedir.
Uydu verileri ve modern elektronik görüntü analiz teknikleri ile bol av veren ve/veya yeni balıkçılık alanlarının belirlenmesinde esas, deniz yüzey sıcaklığı, primer prodüktivite, akıntılar ve balık dağılımı arasındaki ilişkilerin tahminidir.
Deniz Yüzey Sıcaklık Haritaları
Balık türlerinin dağılım ve toplanma veya sürü oluşturma davranışları türün; üreme, beslenme veya göç etme alışkanlıkları ile ilgilidir. Su sıcaklığı, akıntılar, tuzluluk ve batımetrik sınırlar ise balıkların bu davranışlarını etkileyen çevresel faktörlerdir. Yani deniz yüzey sıcaklığı ile balık sürülerinin arasında pozitif bir ilişki bulunmaktadır. Dolayısıyla uydu fotoğraflarından elde edilen yüzey su sıcaklığı haritaları, balıkların kümeleşme alanlarının tahmininde ve potansiyel balıkçılık alanlarının belirlenmesinde kullanılabilmektedir .
Deniz yüzey sıcaklığını dikkate alarak uzaktan algılama ile balık sürülerinin yerlerini başarılı bir şekilde tespit etmişlerdir.
Uzaktan algılama ile sağlanan deniz yüzey sıcaklık haritalarının potansiyel balıkçılık alanlarının belirlenmesinde oldukça kullanışlı olduğunu bildirmişlerdir.
uydu fotoğraflarından elde edilen yüzey sıcaklık haritalarının yeni balıkçılık alanlarının belirlenmesinde kullanılabileceğini ve inci kefali stoğu üstüne etkin balıkçılığın yönlendirilmesinde kullanılabileceğini bildirmişlerdir.
Deniz Canlılarının Doğrudan Gözlenmesi
uzaydan balık ve diğer canlıların fotoğraflanarak belirlenmesinin mümkün olduğunu bildirmişlerdir. Uzun fokuslu kameralar kullanılarak 1 m den daha küçük yer çözünürlüğüne ulaşmak mümkündür. Bu şekilde bazı büyük balıklar bireysel olarak; diğer balıklarda kümeleşme alanlarında topluca gözlenebilmektedir.
Zaman zaman yüzeye çıkan veya yüzeye yakın yüzen deniz canlılarının (Thunnus thynus, Cetorhinus maximus, Caretta caretta, Urrus maritmus, Rangitertaranduus. vb.) veri toplama platformları ile markalanarak ARGOS, NOAA, NIMBUS gibi uydular ile takip edilebileceğini bildirmişlerdir(Şekil 4.)



Klorofil ve Primer Prodüktivite
Uzaktan algılama ile denizden direk elde edilebilen biyolojik
aktivite sadece klorofil konsantrasyonudur. Deniz yüzeyindeki klorofil konsantrasyonu 0,5 log’luk birimler halinde doğru olarak ölçülebilir. Klorofil konsantrasyonlarının ölçümü ile özellikle pelajik balıkların bolluğu ve dağılımları tespit edilebilir.Güney batı Afrika kıyılarındaki sardalya sürülerini bu şekilde, klorofil konsantrasyonundan faydalanılarak tespit etmişlerdir.
Yağ Tabakaları
Yağ tabakaları,deniz yüzeyinin yansıtma özelliğini değiştirir.
Böylece yağ tabakaları ile kaplı bölge uzaktan algılama ile belirlenebilir. Palamut gibi belli balık türlerinin sürü yoğunluğu ve beslenme biçimi su yüzeyinde bir yağ tabakasının oluşumuna neden olur. Bu tabaka uzaktan algılanarak sürü yerlerinin tespitinde kullanılır. Ancak yağ tabakalarının uzaktan algılanması daha çok kirlilik çalışmalarında kullanılmaktadır .

Sonuç ve öneriler

Sonar ve echo sounder'in balık stoklarına olumsuz etkisinin olduğu açıktır. Ancak bu etki balıkçılar tarafından da sıkça vurgulandığı gibi cihazların balık sürülerini bulunduğu yerden kaçırması, avlamanın daha zor hale gelmesi şeklinde değil, aksine avlama baskısı ve av yoğunluğunun artışı, stoğun nicel ve nitel olarak yıpratılması biçimindedir. Bu cihazların etkisi ve ekosistem de meydana gelebilen kontrol dışı bazı gelişmeler nedeniyle, kıyı balıkçılığı yapısına sahip ülke balıkçılığımızın mutlaka kıyı ötesi balıkçılığa dönüştürülmesi gerekmektedir . Uydu yardımıyla alınan bilgilerden sıcaklık, klorofil konsantrasyonu ve primer produktivite haritaları oluşturularak yeni balıkçılık bölgeleri belirlenebilmekte, balıkçılık açısından durum tahmini yapılabilmektedir. Ayrıca, avlama faaliyetleri ve yoğunluğu gerçeğe en yakın ölçüde izlenerek balıkçılık kaynakları stratejik ve taktik yönetim bakımından değerlendirilebilmektedir.

E.Ü. Su Ürünleri Dergisi 23 - Ek (1/3): 425-429