多功能回聲探測儀（魚(yú)探儀）是進(jìn)行水環(huán)境、水生態(tài)調查的重要工具。它可研究魚(yú)類(lèi)的數量、分布、大小、行為和生物量；分析沉水植物的空間分布、密度和冠蓋高度；確定水底的形態(tài)和底質(zhì)組成并測量水深。后處理軟件可以一鍵下載地圖并將分析的結果如航跡、水深、植物分布、底質(zhì)類(lèi)型等顯示在地圖上；還可導出CSV格式的表格，所得到的數字化、實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的水聲數據可以直接輸入GIS系統進(jìn)行綜合分析。
傳統的回聲探測儀/魚(yú)探儀采用走航式的調查，研究人員需要攜帶設備到現場(chǎng)，臨時(shí)租用船只來(lái)開(kāi)展調查，存在時(shí)間不好協(xié)調，航線(xiàn)不好規劃，費用高昂，耗費人力等問(wèn)題。
隨著(zhù)無(wú)人船技術(shù)的發(fā)展和成熟，越來(lái)越多的水面作業(yè)的調查工作都可以使用無(wú)人船作為在載體來(lái)開(kāi)展。無(wú)人船具有便攜性、精確規劃航線(xiàn)、遠程數據傳輸等優(yōu)勢?；芈曁綔y技術(shù)結合無(wú)人船在線(xiàn)監測系統平臺中的自主航行、路徑規劃等技術(shù)，真正做到全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益的工作模式，可以大幅度提高調查效率。
主要功能
魚(yú)類(lèi)和其它水生動(dòng)物調查
● 數量和密度
● 行為與空間分布
● 個(gè)體大小和生物量推算
● 種群結構推算
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| 魚(yú)類(lèi)回波信號 | GIS制圖（魚(yú)類(lèi)分布） |
沉水植被調查
● 百分比或者總的覆蓋度
● 空間分布
● 冠蓋高度
● 生物量推算
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| 沉水植物回波信號 | GIS制圖（植物分布） |
水深測量和底質(zhì)分類(lèi)研究
● 水體深度
● 底質(zhì)類(lèi)型（巖石、沙子、軟泥等）
● 水深繪圖
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| 底質(zhì)回波信號 | 底質(zhì)回波信號 |
應用領(lǐng)域
● 漁業(yè)資源調查、魚(yú)類(lèi)行為與生態(tài)學(xué)研究
● 其它水生動(dòng)物調查研究
● 沉水植被時(shí)空分布、生物量、覆蓋度等研究
● 水深測量和水下地形研究
● 水體底質(zhì)分類(lèi)研究和調查
主要特性
● 自主導航、自主避障、航線(xiàn)規劃，遠程實(shí)時(shí)數據查看
● 船體輕便，吃水深度小于10cm，適應淺灘作業(yè)
● 推進(jìn)器涵道式設計有效防止水草、漁網(wǎng)纏繞
● 一次航行可同步采集魚(yú)類(lèi)、水深、沉水植物和底質(zhì)等數據
● 可實(shí)時(shí)顯示水深和航行速度
● 高分辨率彩色回波圖
● 可自動(dòng)從Google, Bing, Open Street等地圖服務(wù)器下載地圖
● 可增加ADCP、多參數水質(zhì)儀、采樣器等業(yè)務(wù)單元
航線(xiàn)規劃
主要參數
船體參數：
● 尺 寸：1.6m(長(cháng))×1.1m(寬)×0.7m(高)
● 船體自重：≤30KG
● 吃水深度：≤0.1m
● 材 質(zhì)：碳纖維（輕量，耐沖撞）
● 最大航速：空載最大航速4m/s
● 續 航：不少于4小時(shí)（經(jīng)濟航速2m/s），或不少于1.5小時(shí)（最大航速4m/s）
● 通 訊：4g（通訊距離不受限）、遙控器
回聲探測儀參數：
● 波束類(lèi)型：分裂波束或單波束
● 換能器頻率：38, 70,120,200,420和1000kHz
● 信號類(lèi)型：數字信號
● 換能器內置方位傳感器
● 主機內置500G內存，可將數據存在主機內，無(wú)需連接電腦工作
● 回聲檢出限：-140dB
● 動(dòng)態(tài)范圍：大于160dB
● 脈沖頻率：0.01-30次/秒可調
● 脈沖寬度：0.1-1.0毫秒可調
● 探測距離：0-2000米
● 旁瓣效應：-35dB
● 電纜長(cháng)度：標配7.5米，（7.5-275米可選）
● 功耗：30W
● 適配電源：11-14V直流電或90-264V交流電
調查研究
1）魚(yú)類(lèi)和其它水生生物調查
分裂波束技術(shù)可以魚(yú)類(lèi)個(gè)體在波束中的三維位置以及它在自然狀態(tài)下的目標強度
調查示意圖
調查斷面設計
Visual Acquisition數據采集軟件
魚(yú)類(lèi)計數和行為追蹤
通過(guò)彩色回波圖可以看出魚(yú)類(lèi)的分布和行為特征
| 通常的方法比較，利用回聲探測儀評估魚(yú)類(lèi)資源量直接、迅速、調查區域廣、不損壞生物資源、提供可持續的數據。通過(guò)回聲計數（Echo Counting）和回聲積分（Echo Integration），記錄個(gè)體和魚(yú)群在自然狀態(tài)下的目標強度，進(jìn)行魚(yú)類(lèi)資源評估。試驗證實(shí)，聲學(xué)計數和人工計數的魚(yú)類(lèi)數量具有很好的相關(guān)性（左圖）。 |
2）沉水植被調查
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| 數據采集 | 沉水植被回波圖顯示 |
沉水植物和底質(zhì)類(lèi)型分析軟件：輸出文件格式為CSV和KML，可以從Google Earth，Open Street，Bing等地圖服務(wù)器自動(dòng)下載地圖，也可調用第三方地圖。在地圖上顯示航跡斷面以及水深、底質(zhì)類(lèi)型和沉水植被分布高度、覆蓋度。
使用三線(xiàn)性插值法、反距離加權插值法和普通克里格插值法來(lái)生成二維分布圖，可自動(dòng)計算柵格化統計結果：面積，水域體積，最大/最小/平均水深等。
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| Lake Washington沉水植被分布圖（GIS制圖） | 導出的CSV格式的文件支持ArgGis軟件等的分析 |
水聲學(xué)探測沉水植被雖然是較新的技術(shù)，但是一些學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了深入研究，并與其它方法進(jìn)行了對比。Ray D. Valley等在美國Square Lake所做的實(shí)驗顯示，人工潛水所做的植物冠蓋高度和水聲學(xué)探測的數據無(wú)顯著(zhù)差異（下圖，左）。Winfield 等人在英國Cotswold Water Park使用回聲探測儀所探測出的水生植物的覆蓋度和使用影像記錄的數據有較好的相關(guān)性（下圖，右）。
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| 聲學(xué)調查和潛水人工測量沉水植物冠蓋高度對比 | 聲學(xué)和影像視頻調查沉水植物覆蓋度對比 |
3）底質(zhì)分類(lèi)和水深測量
探測水深和測距是回聲探測儀最初的應用領(lǐng)域，用戶(hù)從顯示器上便可以直接讀出水深數據，同時(shí)可以直接觀(guān)察到目標物體位于水下的準確水深。使用Visual Habitat軟件分析探測過(guò)的海底或河床，可以推斷出水下底部的特征，得到的數據結合其它相關(guān)的相應軟件能夠繪制出相應的底質(zhì)分類(lèi)圖。用戶(hù)也能夠分析和監測因近海環(huán)境變化和其它因素所造成的水底變化。
不同類(lèi)型的底質(zhì)
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| 水深和底質(zhì)探測 | Lake Washington底質(zhì)分類(lèi)及分布 | Lake Washington水深制圖 |
GIS水深繪圖
GIS底質(zhì)類(lèi)型繪圖
產(chǎn)地：美國B(niǎo)ioSonics
