using sonar and gis to investigate aquatic communities in lk. st. clair and inland lakes robert...

Using Sonar and GIS To Investigate Aquatic Communities in Lk. St. Clair

and Inland Lakes•Robert HaasRobert Haas•Michigan Department of Natural Resources Michigan Department of Natural Resources •Lake St. Clair Fisheries Research Station Lake St. Clair Fisheries Research Station •Mt. Clemens, MIMt. Clemens, MI

Plant hydroacoustic data collected with BioSonics DE-6000 digital echosounder equipped with a 430 kHz 60 split-beam transducer

Lake sturgeon abundance information collected with Marine Sonic 600 kHz Sidescan Sonar

Vector-type data

Raster-type data

Report Latitude Longitude GPS time

Mid Ping Number

Bottom depth

(m) Plant

height (m)

Percent plant cover

Bare pings

Plant pings

1 42.64262 -82.78150 14.3197 7 -2.47 0.54 100 0 14

2 42.64262 -82.78141 14.3208 19 -2.47 0.42 100 0 10

3 42.64262 -82.78137 14.3214 29 -2.45 0.47 100 0 10

4 42.64261 -82.78133 14.3219 39 -2.47 0.41 100 0 10

5 42.64261 -82.78127 14.3225 49 -2.45 0.36 100 0 10

GIS software used most often are ESRI’s ArcView® 3.2 with spatial analyst extension, Golden Software’s 3D mapping software called SURFER®, BioSonics software for submerged plant analysis called EcoSAV® and hydroacoustic integration software by SonarData called EchoView®.

Example EcoSAV® output

Percent plant biovolume = Plant Height / Water Depth X Plant Cover

-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10

Depth (m)

Nichols Lake Bathymetry

Hydroacoustic estimates of plant (relative) density (dry g/m2) within cells 10 m wide by 1 m deep. [Nichols Lake Transect T450; 7/24/02]

15 foot depth

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Nichols LakeHydroacoustic Transects

All pings along transects

Pings where submerged plants detected

Nichols Lake 2002Relative plant density (dry g/m 2)Estimated from acoustic survey

Nichols Lake 2002

Transect starting point around lake (meters from boat ramp)400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400

Sum of hook toss wet weightSum of acoustic density data

024681 01 21 41 61 82 02 22 42 62 83 03 23 43 63 84 04 24 4

Nichols Lake

Percent of water column withinSubmerged plant canopy (biovolume)

Nichols Lake 2002

Bathym etry, depth in m eterseast-to -west1 .bln

north-to-south1.bln

north -to-south2.bln

Nichols Lake 2002

Distance (m) along transect (north-to-south1.bln)200 300 400 500 600

BottomTop of plants

0.00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.80.90.91.01.11.11.2

N ichols Lake 2001W eight (kg) of C haraFrom plant hook sam ples

Nichols Lake 2001W eight (kg) NajasData from p lant hook tosses

N icho ls Lake 2001W eight (kg) N ajasD ata from plant hook tosses

8 m eter littoral zoneVolum e = 8.2% of total lake

15 foot (4.6m) littoral zoneVolum e = 3.7% of total lake

Nichols Lake

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Clifford Lake Hydroacoustic Transects

All pings along transects

Clifford Lake 2002Relative plant density (dry g/m 2)Estimated from acoustic survey

Clifford Lake

8 meter littoral zoneVolume = 60.0% of total lake

15 foot (4.6m) littoral zoneVolume = 22.6% of total lake

Clifford Lake 2002

Shoreline distance for start of transect (m)0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 4400

Sum of hook tossesSum of acoustic density

August 28, 2002