Aufbau eines trilateralen Netzwerks für ein automatisches, kontinuierliches, nicht-invasives Monitoring von Fischbeständen durch Entwicklung eines mobilen und eines portablen Unterwasser-Fisch-Observatoriums und deren Kopplung mit einem existierenden stationären Unterwasser-Fisch-Observatorium in der Kieler Bucht

Im Projekt “UFOTriNet” entwickeln Wissenschaftler ein Testnetzwerk aus stationären und mobilen Unterwasser-Fisch-Observatorien mit dem Ziel, die Vielfalt und Dichte von Fischpopulationen automatisiert und kontinuierlich überwachen zu können.

Hintergrund und Zielsetzung

Mit dem Projekt “UFOTriNet” soll das Unterwasser-Fisch-Observatorium (UFO) weiterentwickelt werden, das bereits seit 2016 in der Kieler Bucht die Vielfalt und Dichte von Fisch- und Plantonansammlungen sowie relevante Umweltparameter erfasst (zum UFO-Präprototypen siehe www.thuenen.de/de/sf/projekte/ufos-in-der-nordsee-oder-nr-5-lebt/). Als Beboachtungs­station ist das UFO mit optischen und akustischen Sensorsystemen (Stereokamera und Sonar) ausgestattet. Der Prototyp soll nun zu einem digitalen Unterwasser-Testnetzwerk ausgebaut werden, das aus zwei stationären und einer mobilen UFO-Einheit besteht. Während die beiden stationären UFOs an biologisch wichtigen, fixen Positionen („Hotspots“) kontinuierlich Informationen unter Wasser erheben, fährt das torpedogleiche mobile UFO auf vorher festgelegten Pfaden zwischen diesen Positionen hin und her und erfasst Daten, um so die Lücke zwischen den stationären UFOs zu schließen. Dadurch wird der Radius bzw. die Reichweite der stationären UFOs vergrößert.

Die anfallenden Daten (Akustik, Stereo-Optik, Umwelt-Sensorik) sollen in ein integriertes, neu aufzubauendes Daten- und Informations-System mit Online-Zugriff gespeist werden. Auf diese Weise soll eine automatisierte, kosteneffektive und nicht-invasive Alternative zu schiffbasiertem Monitoring von Fischbeständen entwickelt werden.

Die gekoppelten System-Tests in der Kieler Bucht stellen niedrige Logistikkosten sicher, da diese küstennah erfolgen. Zusätzliche Beprobungskampagnen mit Forschungsschiffen und von kommerziellen Fischern gecharterte Stellnetze dienen der Erhebung von Vergleichsdaten zur Kalibrierung, Verschneidung und Konvertierung und werden zugleich einen wichtigen Beitrag zum Prozessverständnis für die Entwicklung eines optimalen Hardware-Designs und zur Optimierung der Mustererkennungsalgorithmen für das trilaterale UFO-Netzwerk liefern.

Vorgehensweise

Der Arbeitsablauf in Form der Arbeitspakete (AP) stellt sich wie folgt dar:

AP1 - Design und Entwicklung des UFOmobil

AP1 konzentriert sich auf die Integration der Hardware für die UFOmobil-Komponente und die damit verbundene Software-Entwicklung. Der Schwerpunkt liegt auf der Implementierung von opto-akustischen Sensoren und einer optimierten Energieversorgung. Die Software-Entwicklung konzentriert sich auf die Entwicklung eines Steuerungsalgorithmus von Schweb-, Anschleich-, „Homing“- sowie verschiedener „Nachverfolge“-Modi.

 

AP2 - Design und Entwicklung der stationären UFO-Einheiten

AP2 konzentriert sich  auf eine optimale Verarbeitung großer Datenmengen, die Verbesserung der optoakustischen Mustererkennung für Fisch und andere marine Organismen, die Optimierung der Wartungsintervalle und deren Durchführung sowie kontrollierte Experimente zur Wirksamkeit von UV-CBestrahlung als Antifouling-Tool für die optischen Einheiten.

 

AP3 - Datenverarbeitung, Integration, Validierung

In AP3 werden eine Reihe von Standardtests zur Sichererstellung internationaler Standards für ein integriertes Assessment der Fischbestände entwickelt und durchgeführt: Kalibration und Validierung der erfassten Daten, Konversion von 2D-Information in 3D-Information, wissenschaftlich adäquate Bewertung der Datenqualität und Bereitstellung adäquater Daten-Verarbeitungsmöglichkeiten.

 

AP4 - Projektmanagement und Koordination

AP4 konzentriert sich auf die technisch-administrative Verwaltung, den Einsatz moderner Kommunikations-Infrastruktur, die effektive Implementierung der Arbeitspakete, die enge Zusammenarbeit zwischen den Partnern und die Sicherstellung der Projektziele.

Thünen-Ansprechpartner

• Gröger, Joachim Institut für Seefischerei

Beteiligte Thünen-Partner

• Boos, Karin Institut für Seefischerei
• Cisewski, Boris Institut für Seefischerei

Beteiligte externe Thünen-Partner

• GEOMAR - Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung Kiel
  (Kiel, Deutschland)
• Fraunhofer IOSB, Institutsteil Angewandte Systemtechnik (AST)
  (Ilmenau, Deutschland)
• Fachhochschule Kiel - Fachbereich Informatik und Elektrotechnik
  (Kiel, Deutschland)

Geldgeber

• Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
  (national, öffentlich)

Zeitraum

5.2019 - 6.2022

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektfördernummer: 2819111518
Förderprogramm: Innovationsförderung
Projektstatus: läuft