Revista de Biología Tropical (May 2005)
Assessing the accuracy of acoustic seabed classification for mapping coral reef environments in South Florida (Broward County,USA)
Abstract
The Atlantic coast of Broward County,Florida (USA)is paralleled by a series of progressively deeper, shore-parallel coral reef communities.Two of these reef systems are drowned early Holocene coral reefs of 5 ky and 7 ky uncorrected radiocarbon age.Despite the ease of access to these reefs,and their major contribution to the local economy,accurate benthic habitat maps of the area are not available.Ecological studies have shown that different benthic communities (i.e.communities composed of different biological taxa)exist along several spatial gradients on all reefs.Since these studies are limited by time and spatial extent,acoustic surveys with the QTCView V bottom classification system based on a 50 kHz transducer were used as an alternative method of producing habitat maps.From the acoustic data of a 3.1 km² survey area,spatial prediction maps were created for the area.These were compared with habitat maps interpreted from in situ data and Laser Airborne Depth Sounder (LADS)bathymetry,in order to ground-truth the remotely sensed data.An error matrix was used to quantitatively determine the accuracy of the acoustically derived spatial prediction model against the maps derived from the in situ and LADS data sets.Confusion analysis of 100 random points showed that the system was able to distinguish areas of reef from areas of rubble and sand with an overall accuracy of 61%.When asked to detect more subtle spatial differences,for example,those between distinct reef communities,the classification was only about 40%accurate.We discuss to what degree a synthesis of acoustic and in situ techniques can provide accurate habitat maps in coral reef environments,and conclude that acoustic methods were able to reflect the spatial extent and composition of at least three different biological communities.La costa Atlántica del Condado de Broward,Florida (EEUU)es paralela a una serie de arrecifes coralinos lineales de creciente profundos.Dos de estos sistemas arrecifales del Holoceno Temprano (cinco mil y siete mil años) son arrecifes coralinos sumergidos.Aunque estos arrecifes son de fácil acceso y contribuyen en forma significativa a la economía local,no existen mapas detallados de los hábitats bentónicos.Los estudios ecológicos han demostrado que diferentes comunidades bentónicas (i.e.comunidades compuestas por diferentes táxones)existen a lo largo de gradientes espaciales de todos los arrecifes.Como estos estudios tienen limitaciones temporales y espaciales,hicimos sondeos acústicos con el sistema de clasificación béntica QTCView V basado en transductores de 50 kHz, como un método alternativo para producir mapas de hábitat.De la información acústica de una área de 3.1 km² ,se generaron mapas predictivos para el área.Posteriormente se compararon con mapas de hábitat hechos in situ y con batimetría generada con una Sonda de Batimetría Láser Aérea (Laser Airborne Depth Sounder:LADS),para comprobar la precisión de los datos del sensor remoto.Se usó una matriz de errores para determinar la fidelidad del modelo espacial predictivo, generado acústicamente,en comparación con los mapas derivados in situ y las bases de datos LADS. Un Análisis de Confusión (errores de predicción)de 100 puntos al azar mostró que el sistema podía diferenciar arrecifes de áreas cubiertas con escombros y arena,con una precisión del 61%.Al tratar de ver diferencias espaciales más sutiles,por ejemplo,entre diferentes comunidades arrecifales,la precisión bajó al 40%.Discutimos hasta que punto una síntesis de técnicas acústicas e in situ pueden proveer mapas de hábitat precisos en ambientes de arrecifes coralinos,y concluimos que los métodos acústicos pueden predecir la extensión espacial y la composición de al menos tres comunidades biológicas.
