Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 639.2.081 Техника, виды и способы рыболовства
BBK 395 Воздушный транспорт
The use of MagadanNIRO small unmanned aerial vehicles (UAVs) is considered when taking into account the spawning grounds of Pacific herring in the Olskaya lagoon of the Tauiskaya Bay of the Sea of Okhotsk. The effectiveness of the UAV operation on spawning grounds located within the accessibility of vehicles and in favorable weather conditions is evaluated.
Okhotsk Sea, Tauiskaya Bay, Olskaya lagoon, herring, spawning grounds, unmanned aerial vehicles (UAV)
В северной части Охотского моря обитают две крупные группировки тихоокеанской сельди Clupea pallasii: охотская (на северо-западе) и гижигинско-камчатская (на северо-востоке) [1; 2; 3].
Нерестилища этих сельдей расположены в прибрежье. Сельдь предпочитает нереститься в защищенных участках акватории, с глубинами, преимущественно, до 10 м [4]. По нашим данным, в рассматриваемом районе в отдельные годы нерест сельди отмечен и на глубинах 10-15 метров.
В качестве нерестового субстрата североохотоморские сельди выбирают растительный субстрат [5; 6].
Сельди, населяющие северную часть Охотского моря, в настоящее время по численности и биомассе занимают первое место среди дальневосточных сельдей и являются значимым промысловым объектом [7; 8].
Магаданский филиал Всероссийского НИИ рыбного хозяйства и океанографии («МагаданНИРО») ежегодно, с заблаговременностью два года, готовит прогнозы годового объема ОДУ (общего допустимого улова) сельдей северной части Охотского моря. Основой для такого прогноза являются данные о величине нерестового запаса (количество, подошедших на нерестилища, производителей сельди), которые традиционно получают в результате выполнения икорной водолазной съемки нерестилищ, а также авиаучета производителей в прибрежной зоне в период нереста.
В 80-е годы прошлого века, и в 10-е годы века настоящего, при достаточном финансировании рыбохозяйственных исследований, икорная съемка и авиаучет выполнялись параллельно и дополняли друг друга [9]. В последующие годы, при ежегодной прогрессирующей затратности таких работ, проводить авиаучет и икорные водолазные съемки в необходимом объеме не удавалось, причем широкомасштабные водолазные работы, как более затратные, сокращались первыми [10].
Такие задачи как: определение сроков начала подходов нерестовой сельди к берегу, распределение производителей по отдельным нерестилищам и степень их заполнения, а также авиаучет, подходящих к берегу (нерестовых) и отходящих после нереста косяков, решались «МагаданНИРО» на арендуемых самолетах АН-2, АН-3, АН-28, Л42м «Альбатрос-1» [11; 12].
Стоимость аренды самолетов для рыбохозяйственных исследований продолжает расти, в связи с чем в последние годы для этих целей предпринимаются попытки использовать малые беспилотные летательные аппараты (далее – БПЛА) [13; 14; 15], в том числе – и для учёта площади нерестилищ сельди [16].
В 2021-2022 гг. «МагаданНИРО» провел экспериментальные работы по определению эффективности использования БПЛА при учёте площади нерестилищ тихоокеанской сельди. В качестве модельного полигона была использована Ольская лагуна Тауйской губы Охотского моря, выбранная как наиболее доступное для автотранспорта самое крупное нерестилище сельди в восточной части Тауйской губы (рис. 1).
Рисунок 1. Район проведения работ – Ольская лагуна Тауйской губы Охотского моря
Figure 1. The area of work is the Olskaya lagoon of the Tauiskaya Bay of the Sea of Okhotsk
Ольская лагуна представляет собой мелководный залив, отграниченный от Тауйской губы рядом песчано-галечных островов (кошек) и частично осушаемый во время отлива. Площадь акватории Ольской лагуны в полный прилив составляет 26 км², протяженность береговой линии – 7,5 км. Задействованная нерестовая площадь составляет в среднем 0,97 км²; однако в отдельные годы, в случае особо массовых подходов производителей сельди, площадь нереста значительно увеличивается. Максимум отмечен в мае 2015 г. – 13,69 км². Основным нерестовым субстратом для сельди в Ольской лагуне является морская трава зостера Zostera marina.
В мае 2021 г. работы проводились в тестовом режиме, для определения возможности проведения авиаучета сельди в Ольской лагуне с помощью БПЛА. Было показано, что, при определенных условиях, применение квадрокоптера для авиаучетных работ позволяет получать данные для оценки интенсивности нерестового хода и расчета площади нереста. Исходя из результатов авиаучетных работ 2021 г., в мае 2022 г. были выполнены более масштабные работы по наблюдениям за нерестом сельди в этом районе.
Авианаблюдения проводились с помощью дрона (квадракоптера) DJI Mini 2, на высоте 500 м и расстоянии 1-2 км от оператора (рис. 2).
Выезд научной группы, состоящей из 2 сотрудников «МагаданНИРО», на о. Сиянал для взлета и сопровождения БПЛА, осуществлялся на надувной лодке «Кайман 360» с мотором (рис. 3, 4).
К преимуществам данной модели БПЛА можно отнести относительно небольшую стоимость (менее 70 тыс. руб.).
Из недостатков данной модели следует отметить, что декларируемая производителем устойчивость дрона к ветру до 38 км/час (до 10,5 м/с) в нашем случае была фактически ниже.
Кроме того, запаса батареи хватало только на полет в одну сторону на расстояние около 2-4 км, после чего требовалось возвращение к оператору.
Даже при безветренной погоде не всегда удавалось производить наблюдения. Попытки запустить квадрокоптер в тумане показали, что оптика камеры покрывается росой, при этом фото - и видеосъемка становится невозможной.
Всего было отснято 9 видеофрагментов, сделано 80 фото общим объемом 22,7 ГБ (рис. 5).
На кадрах из отснятых фото- и видеофайлов были отмечены участки нереста по дням, затем рассчитаны площади нереста на сайте mapsdirections.info.
Расчеты показали, что площадь задействованных нерестилищ сельди в Ольской лагуне в мае 2022 г. составила около 1,8 км2 (в 2021 г. – 2,12 км²).
Рисунок 2. Район проведения работ и места запуска (взлета) БПЛА в мае 2022 года
Figure 2. The area of work and the place of launch (take-off) of the UAV in May 2022
Рисунок 3. Момент взлета БПЛА DJI MINI 2 под управлением сотрудника «МагаданНИРО»
Figure 3. The moment of takeoff of the DJI MINI 2 UAV under the control of a “MagadanNIRO” employee
Рисунок 4. Надувная лодка «Кайман 360» для перемещений по Ольской лагуне
Figure 4. Kayman 360 inflatable boat for moving around the Olskaya lagoon
Рисунок 5. Нерест сельди в Ольской лагуне 13.05.2022 г., общий вид
Figure 5. Herring spawning in the Olskaya lagoon on 13.05.2022, general view
По итогам работ «МагаданНИРО» по применению БПЛА, для учёта площади нерестилищ тихоокеанской сельди в 2021-2022 гг., можно сделать вывод о том, что такие работы эффективны на локальных нерестилищах, расположенных в пределах доступности автотранспорта и при благоприятных погодных условиях. В то же время необходимо учесть, что в случае неблагоприятной погоды работу БПЛА существенно ограничивают осадки, сильный ветер и туман. Так, из 17 суток проведения работ в мае 2022 г. собственно полеты осуществлялись лишь 7 дней; в остальные дни полеты не проводились по метеоусловиям. Поэтому, при организации работы БПЛА в весенний период, когда погодные условия в течение суток максимально изменчивы, оптимальным выходом является развертывание временного пункта базирования полевой группы, непосредственно у исследуемого водоёма, с целью постоянной готовности выполнения полётов. Это позволит сократить затраты времени и ресурсов на дорогу и максимально эффективно использовать дрон для исследования нереста сельди.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Вклад в работу авторов:
Метелёв Е.А. – идея статьи, корректировка текста; Смирнов А.А. – подготовка обзора литературы, подготовка статьи и ее окончательная проверка; Панфилов А.М. – сбор и анализ данных, подготовка статьи; Абаев А.Д. – сбор и анализ данных; Фомин Е.А. – сбор и анализ данных; Григоров В.Г. – подготовка статьи.
The authors declare that there is no conflict of interest.
Contribution to the work of the authors: E.A. Metelev – the idea of the article, text correction; A.A. Smirnov – preparation of a literature review, preparation of the article and its final verification; A.M. Panfilov – data collection and analysis, preparation of the article; A.D. Abaev – data collection and analysis; E.A. Fomin – data collection and analysis; V.G. Grigorov – preparation of the article.
1. Naumenko N.I. Biologiya i promysel morskih sel'dey Dal'nego Vostoka. Petropavlovsk-Kamchatskiy: Kamchatskiy pechatnyy dvor, 2001. - 330 s.
2. Pravotorova E.P. Nekotorye dannye po biologii gizhiginsko-kamchatskoy sel'di v svyazi s kolebaniyami ee chislennosti i izmeneniem areala nagula // Izvestiya TINRO. - 1965. - T. 59. - S. 102-128.
3. Smirnov A.A. Gizhiginsko-kamchatskaya sel'd' // Magadan. MagadanNIRO, 2009. - 149 s.
4. Belyy M.N. K metodike provedeniya obsledovaniy nerestilisch sel'di v severnoy chasti Ohotskogo morya / M.N. Belyy // Sb. nauch. trudov Kamchat. nauch.-issled. in-ta ryb. hoz-va i okeanografii. Petropavlovsk-Kamchatskiy, 2009. - Vyp. 15. - S. 50-61.
5. Smirnov A.A., Belyy M.N. Nekotorye dannye o nerestovom substrate sel'di Gizhiginskoy guby Ohotskogo morya // Tezisy Dokl. IV nauchnoy konf.: «Sohranenie bioraznoobraziya Kamchatki i prilegayuschih morey» Petropavlovsk-Kamchatskiy: Kamchatpress, 2004. - S. 310-313.
6. Belyy M.N. Vodorosli-makrofity severnoy chasti Ohotskogo morya i ih znachenie kak nerestovogo substrata sel'di // Magadan. Novaya poligrafiya, 2013. - 194 s.
7. Antonov N.P. Sovremennoe sostoyanie promysla tihookeanskoy sel'di v dal'nevostochnyh moryah / N.P. Antonov, A.V. Datskiy, O.A. Maznikova, L.V Mitenkova. // Rybnoe hozyaystvo. - 2016. - № 1. - S. 54-58.
8. Panfilov A.M. Promysel, dinamika zapasa i osnovnye biologicheskie pokazateli nerestovoy ohotskoy sel'di na sovremennom etape / A.M. Panfilov, A.A. Smirnov // Voprosy rybolovstva. - 2022. - T. 23. - № 2. - S. 108-121.
9. Pastyrev V.A. Materialy po primeneniyu aerovizual'nyh metodov v rybohozyaystvennyh issledovaniyah v severo-zapadnoy chasti Ohotskogo morya // Izvestiya TINRO. - 2007. - T. 148. - S. 42-56.
10. Smirnov A.A. Biologiya, raspredelenie i sostoyanie zapasov gizhiginsko-kamchatskoy sel'di. - Magadan. MagadanNIRO, 2014. - 170 s.
11. Smirnov A.A. Aerovizual'nyy uchet i navedenie sudov na skopleniya nerestovoy gizhiginsko-kamchatskoy sel'di // Rybnoe hozyaystvo. 2008. № 3. - S. 48-49.
12. Smirnov A.A. Aviacionnyy monitoring nerestovogo zapasa gizhiginsko-kamchatskoy sel'di v 2016 g. / A.A. Smirnov, V.V. Ovchinnikov, V.S. Danilov // Tezisy Doklada HVII mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii «Sohranenie bioraznoobraziya Kamchatki i prilegayuschih morey» Petropavlovsk-Kamchatskiy: Kamchatpress, 2016. - S. 244-246.
13. Bizikov V.A. Eksperimental'naya avias'emka baykal'skoy nerpy s ispol'zovaniem BPLA bol'shoy dal'nosti / V.A. Bizikov, E.A. Boltnev, E.A. Petrov, V.A. Peterfel'd i drugie // Trudy VNIRO. - 2019. - T. 175. - S. 226-229.
14. Dulenin A.A. Opyt i perspektivy ispol'zovaniya malyh bespilotnyh letatel'nyh apparatov v morskih pribrezhnyh biologicheskih issledovaniyah / A.A. Dulenin, P.A. Dulenina, D.V. Kocyuk, V.V. Sviridov // Trudy VNIRO. - 2021. - T. 185. - S. 134-151.
15. Sviridov V.V. Bespilotnyy fotogrammetricheskiy uchet tihookeanskih lososey posredstvom BPLA potrebitel'skogo klassa / V.V. Sviridov, D.V. Kocyuk, E.V. Podorozhnyuk // Izvestiya TINRO. - 2022. - T. 202. - Vyp. 2. - S. 429-449.
16. Dulenin A.A. Otrabotka instrumental'nyh metodov ucheta ploschadi nerestilisch sel'di v Ohotskom more / A.A. Dulenin, V.V. Sviridov // Voprosy rybolovstva. - 2022. T. 23. - №2. - S. 216-231.
