Detecting fish aggregations from reef habitats mapped with high resolution side scan sonar imagery

As part of a multibeam and side scan sonar (SSS) benthic survey of the Marine Conservation District (MCD) south of St. Thomas, USVI and the seasonal closed areas in St. Croix—Lang Bank (LB) for red hind (Epinephelus guttatus) and the Mutton Snapper (MS) (Lutjanus analis) area—we extracted signals from water column targets that represent individual and aggregated fish over various benthic habitats encountered in the SSS imagery. The survey covered a total of 18 km2 throughout the federal jurisdiction fishery management areas. The complementary set of 28 habitat classification digital maps covered a total of 5,462.3 ha; MCDW (West) accounted for 45% of that area, and MCDE (East) 26%, LB 17%, and MS the remaining 13%. With the exception of MS, corals and gorgonians on consolidated habitats were significantly more abundant than submerged aquatic vegetation (SAV) on unconsolidated sediments or unconsolidated sediments. Continuous coral habitat was the most abundant consolidated habitat for both MCDW and MCDE (41% and 43% respectively). Consolidated habitats in LB and MS predominantly consisted of gorgonian plain habitat with 95% and 83% respectively. Coral limestone habitat was more abundant than coral patch habitat; it was found near the shelf break in MS, MCDW, and MCDE. Coral limestone and coral patch habitats only covered LB minimally. The high spatial resolution (0.15 m) of the acquired imagery allowed the detection of differing fish aggregation (FA) types. The largest FA densities were located at MCDW and MCDE over coral communities that occupy up to 70% of the bottom cover. Counts of unidentified swimming objects (USOs), likely representing individual fish, were similar among locations and occurred primarily over sand and shelf edge areas. Fish aggregation school sizes were significantly smaller at MS than the other three locations (MCDW, MCDE, and LB). This study shows the advantages of utilizing SSS in determining fish distributions and density.

Desarrollo de una aplicación para una red de sensores inalámbricos (WSN) mediante Contiki

Durante los últimos años hemos venido observando la tendencia a incorporar capacidad de proce- samiento y comunicación a dispositivos que hasta entonces se utilizaban de modo independiente. La evolución de los móviles a smartphones es un claro ejemplo de dicha tendencia, aunque también cabe mencionar otros ejemplos, como es el caso de los denominados hogares inteligentes, en los que elementos del hogar se encuentran interconectados y pueden actuar de modo conjunto. Esta ten- dencia no se limita a sistemas independientes, sino que propone interconectar todos los elementos disponibles para conformar la denominada Internet de los Objetos/Cosas o Internet of Things, IoT. Una de las mayores dificultades que se presenta en estos sistemas es que las características de es- tos nuevos dispositivos inteligentes, en general limitados en términos de cómputo, almacenamiento, autonomía o comunicación, queda a menudo lejos de los equipos informáticos tradicionales. Esta cuestión, junto con la ausencia de estándares para gestionar estos dispositivos, constituye un impor- tante problema a abordar. Considerando este marco, en este proyecto se ha desarrollado una aplicación orientada a este tipo de dispositivos. Más concretamente, la aplicación tiene como soporte una red de sensores inalámbricos, WSN, con el objetivo de realizar seguimiento de individuos. Cabe destacar que el desarrollo de la aplicación se ha realizado utilizando Contiki OS, sistema ope- rativo diseñado especialmente para dispositivos con características limitadas como los presentados anteriormente y firme candidato a convertirse en estándar.

Soporte a la explotación de datos y gestión de una red de sensores

El seguimiento de distintas especies de animales contribuye en gran medida a su estudio y, por tanto, a su conservación y control. Los avances tecnológicos de los últimos años han facilitado las posibilidades de seguimiento con la creación de distintos dispositivos que permiten conocer los movimientos de la especie que se desea estudiar. Uno de los sistemas más utilizados consiste en la utilización de dispositivos GPS incorporados al espécimen sobre el que se realiza el seguimiento y cuya señal es recogida por satélites que se encargan de almacenar y posteriormente reenviar la información para su almacenamiento y procesamiento en el laboratorio. El principal problema de este sistema es su elevado coste. Existen alternativas que no presentan un coste tal alto, tales como el uso de módulos basados en telefonía móvil. Sin embargo, tienen limitaciones de cobertura, por lo que no es aplicable en todos los ámbitos. Este proyecto forma parte de una propuesta que ofrece realizar seguimiento de ejemplares de una especie de ave, la gaviota Patiamarilla, en Gipuzkoa mediante la utilización de una red de sensores y que tiene varias ventajas frente a las opciones presentadas anteriormente. En este proyecto en concreto se ha diseñado e implementado el módulo que permite recoger la información obtenida por el conjunto de sensores (cada ejemplar lleva incorporado un sensor que permite registrar su posición) y enviarla a un servidor centralizado para su posterior consulta y análisis. Adicionalmente, también se permite consultar el último estado registrado de cada dispositivo de seguimiento, además de contemplar la posibilidad de actualizar su software.

Asymptotic analysis of thin plates under normal load and horizontal edge thrust

We consider the radially symmetric nonlinear von Kármán plate equations for circular or annular plates in the limit of small thickness. The loads on the plate consist of a radially symmetric pressure load and a uniform edge load. The dependence of the steady states on the edge load and thickness is studied using asymptotics as well as numerical calculations. The von Kármán plate equations are a singular perturbation of the Fӧppl membrane equation in the asymptotic limit of small thickness. We study the role of compressive membrane solutions in the small thickness asymptotic behavior of the plate solutions.

We give evidence for the existence of a singular compressive solution for the circular membrane and show by a singular perturbation expansion that the nonsingular compressive solution approach this singular solution as the radial stress at the center of the plate vanishes. In this limit, an infinite number of folds occur with respect to the edge load. Similar behavior is observed for the annular membrane with zero edge load at the inner radius in the limit as the circumferential stress vanishes.

We develop multiscale expansions, which are asymptotic to members of this family for plates with edges that are elastically supported against rotation. At some thicknesses this approximation breaks down and a boundary layer appears at the center of the plate. In the limit of small normal load, the points of breakdown approach the bifurcation points corresponding to buckling of the nondeflected state. A uniform asymptotic expansion for small thickness combining the boundary layer with a multiscale approximation of the outer solution is developed for this case. These approximations complement the well known boundary layer expansions based on tensile membrane solutions in describing the bending and stretching of thin plates. The approximation becomes inconsistent as the clamped state is approached by increasing the resistance against rotation at the edge. We prove that such an expansion for the clamped circular plate cannot exist unless the pressure load is self-equilibrating.