Bildverarbeitung bei der Fischzucht

Fische zählen

Bildverarbeitung bei der Fischzucht

Durch den Einsatz von Bildverarbeitung wird die Fischzucht-Branche sicherer und zuverlässiger.

Bild 1 | Einjährige Rotlachse werden am Gulkana-Laichplatz gezählt, um die Überlebensrate zu ermitteln, wenn sie vom Summit Lake (Alaska) zum Ozean wandern. (Bild: ©Patrick J Endres/www.AlaskaPhotoGraphics.com)

Bild 1 | Einjährige Rotlachse werden am Gulkana-Laichplatz gezählt, um die Überlebensrate zu ermitteln, wenn sie vom Summit Lake (Alaska) zum Ozean wandern. (Bild: ©Patrick J Endres/www.AlaskaPhotoGraphics.com)

Die Menschheitsgeschichte ist geprägt davon, dass die Tierhaltung eine direkte Beziehung zwischen Halter und Tieren erforderte. Bei Fischen, die unter der Wasseroberfläche leben, ist das schwierig. Es wird noch problematischer, wenn die Populationen mehrere Tausend oder gar Millionen von Tieren ausmachen, es also so gut wie unmöglich ist, durch direkte Beobachtung den Bestand zu prüfen oder Informationen zum Status der Anlagenpopulation zu sammeln. Der Betreiber einer Aquakultur braucht daher zusätzliche Hilfsmittel, um den Fischbestand genau zu überwachen und zu steuern. Das Konzept ist unter dem Namen Biomassenkontrolle bekannt, also das Organisieren des gesamten Bestands lebender biologischer Organismen in einem Bereich oder Ökosystem zu einem bestimmten Zeitpunkt. Wie Biomasse gemessen wird, hängt vom Grund der Messung ab. Bei der Fischzucht gilt als Fisch-Biomasse das Gesamtgewicht der Fische außerhalb des Wassers. Einbezogen werden auch Elemente wie der physische Platz, das Futter und der Sauerstoff, die zum Erhalt einer bestimmten Bestandsgröße erforderlich sind. Das Konzept der Biomasse zu verstehen, ist entscheidend, um gesunde Fische zu züchten, denn es ermöglicht den Züchtern fundierte Entscheidungen zu Futtermengen oder ungleichen Wachstumsraten sowie dazu, wie die Ausbreitung übertragbarer Krankheiten im Bestand verhindert werden kann. Zudem kann der Betreiber mittels Technologie große Bestände auch per Fernüberwachung im Blick behalten und so Wachstum und Überleben der Fische optimieren können. Unterwasserkameras haben sich hierbei zu einem der häufigsten Hilfsmittel entwickelt. Computer Vision Methoden können verschiedene Variablen in einer Aquakultur quantifizieren, wie Bewegung, Hautgesundheit, Parasiten und Verhaltensänderungen.

Biomassenkontrolle bei Lachsen

Für eine gesunde Biomasse zu sorgen, bleibt eines der größten Probleme in Aquakulturen. Die Züchter konnten jedoch die kritischsten Punkte für die Biomassenkontrolle ihrer Anlagen ermitteln. Bei Lachsfarmen ist dies der Zeitpunkt, wenn die Junglachse angeliefert werden. Es gibt verschiedene Stadien der Fischzucht. Lachseier werden an Land in Süßwasser abgelaicht. Sobald sie ein Entwicklungsstadium namens Junglachs erreicht haben, werden sie in Offenwasseranlagen in Käfige oder Gehege verlegt. Hier bleiben sie, bis sie etwa Marktgröße (3,5 bis 4,5kg) haben und zum Verkauf entnommen werden. Im Junglachsstadium werden die Lachse aus den Tanks am Laichplatz in Behälter für den Transport zum Offenwasserstandort gepumpt. Zu Anfang hatten die Betreiber von Aquakulturen keine präzise Methoden oder Werkzeuge, um die Anzahl der als Population übertragenen Fische zu messen oder zu zählen. Sie mussten also nach bestem Wissen und Gewissen schätzen. Dabei lagen sie oft falsch. Die Folge: erhebliche finanzielle Verluste und in die Höhe schnellende Sterblichkeitsraten.

Bild 2 | Beim Wellboat Fischzähler passieren Fische eine Lichtquelle, wobei eine Kamera mit Zeilenabtastung die Silhouette jedes einzelnen Fisches erfasst. (Bild: Pentair/pentairaes.com)

Bild 2 | Beim Wellboat Fischzähler passieren Fische eine Lichtquelle, wobei eine Kamera mit Zeilenabtastung die Silhouette jedes einzelnen Fisches erfasst. (Bild: Pentair/pentairaes.com)

Populationskontrolle per Kamera

Mit der Entwicklung der Bildverarbeitungstechnologie wurde es möglich, Fische bei der Anlieferung exakt zu zählen. Firmen wie Vaki bieten Lösungen wie den Wellboat Smolt Counter an, mit denen Fischzüchter den Populationsbestand bei der Anlieferung kontrollieren können. Das System nutzt die Zeilenabtastmethode. Wenn die Fische eine im System integrierte Lichtquelle passieren, wird die Silhouette jedes einzelnen Fisches erfasst. Die Bilder werden ausgewertet und dienen als Basis für eine genaue Zählung der Population. Die Maschine kann pro Sekunde bis zu 100 Fische scannen und alle Bilder digital speichern. Dadurch wird nicht nur die Produktion optimiert, sondern die Fischzüchter erhalten auch hochwertige Informationen zur Bestandsdichte samt Gewicht und Größenverteilung. Bildverarbeitung ermöglicht es Aquakulturbetreiber nun, die Biomasse ihres Bestands genau zu überwachen. Derzeit untersuchen Fischzüchter bereits neue Möglichkeiten, um maschinelles Lernen und KI zu nutzen und damit nicht nur ihre Anlagen besser analysieren zu können, sondern auch anhand der Automatisierung schneller und sicherer auf sich ändernde Bedingungen zu reagieren.

Themen:

| Fachartikel

Ausgabe:

inVISION 3 2019
Teledyne Dalsa Inc.

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