A Novel Technique for Mapping Habitat in Navigable Streams Using Low-cost Side Scan Sonar

An inexpensive and rapid technique for mapping instream habitat of navigable rivers is needed by natural resource professionals. Unlike more expensive side scan sonar devices, the Humminbird® Side Imaging system employs a boat-mounted transducer enabling the survey of shallow, rocky streams. This device can be used to obtain high resolution, georeferenced images of underwater habitat. We developed a technique employing geographic information systems (GIS) to transform raw sonar images to fit the configuration of a stream channel. The end product is a GIS layer that can be interpreted to map instream habitat. We demonstrated this approach by mapping substrate and large woody debris in a southwest Georgia stream, and evaluated the technique through a comprehensive accuracy assessment. An overall classification accuracy of 77% was observed for substrate mapping and sonar estimates of large woody debris were correlated (r2 = 0.79) with actual wood abundance. Sonar mapping generated estimates of reach and substrate area comparable to a traditional field approach, and reduced the time investment by 90%. Applications for high resolution habitat maps are widespread and numerous; the ability to produce these maps at low cost is now within the grasp of researchers and managers alike. Los estudiosos de los recursos naturales requieren de una técnica rápida y económica para mapear hábitats en ríos navegables. A diferencia de la mayoría de los escáneres sonares, el sistema de imágenes Humminbird® emplea un transductor montable en una embarcación que permite hacer sondeos en ríos rocosos y someros. Este dispositivo puede utilizarse para obtener imágenes subacuáticas del hábitat, de alta resolución y geo-referenciadas. Se desarrolló una técnica que emplea información de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) para transformar las imágenes originales de sonar de forma tal que se ajusten a la configuración de los canales fluviales. El producto final es una capa de SIG que puede ser interpretada para mapear hábitats en los ríos. Este enfoque se demuestra mediante el mapeo del sustrato y escombros de madera en un río del suroeste de Georgia, y también se evaluó su precisión. En cuanto al mapeo del sustrato se observó una precisión del 77% y la estimación realizada mediante el sonar de la abundancia de los escombros de madera se correlacionó con la abundancia real de la madera (r2 = 0.79). Los mapeos con sonar generaron estimaciones tanto de alcance como de área de sustrato, comparables con los obtenidos con los enfoques tradicionales, y redujeron el tiempo de las operaciones en un 90%. Las aplicaciones de mapas de hábitat de alta resolución son variadas y numerosas; la habilidad de producir estos mapas a un bajo costo se encuentra en este momento al alcance tanto de investigadores como de manejadores.