Towards a precision aquaculture geoinformation system - Aquasafe

The Marine Remote Sensing Group (MRSG) | Department of Marine Sciences | University of the Aegean, in the framework of the Operational Programme Competitiveness, Entrepreneurship, and Innovation, participates in the scientific group for developing the project "AQUASAFE".

Project framework

The present research project refers to the partnership of 2 Businesses with 2 Research Institutions and the objective of the project is to utilize technologies and methods that are at the forefront of the research of Informatics (state of the art). The industry today, in parallel with its rapid growth, is called upon to face significant challenges in the coming years, such as reducing production costs, automating unit management processes and increasing water areas for exploitation. The above must be implemented in a sustainable context and in harmonious coexistence with other activities in the coastal zone (e.g. tourism). 

Following the trend for "precision culture", at the research level there is a growing interest in the precise definition of the most economical and effective technical management tools and the ability to control and monitor aquaculture units, even remotely. Creating a geoinformation system for monitoring aquaculture using high resolution satellite data (optical and radar) in combination with field data (historical and real time) is an innovative idea and is considered to contribute to the production of new knowledge, both nationally and internationally. 

About the project

The research proposal aims to create an integrated geoinformatics system for remote monitoring and early warning in aquaculture.

The system can be used by the aquaculture manager and will inform about phenomena that may be a threat to aquaculture, directly or indirectly. Examples of such phenomena are the development of harmful algal blooms, jellyfish blooms and transfer of pathogenic microorganisms and nutrients. Monitoring will be done through analysis of high-resolution satellite imagery and in-situ data.

The main objectives are:

(1) the application of a biological prediction model for growth and consumption of food as well as oxygen requirements,

(2) the implementation of a model of measuring environmental parameters in the field by means of smart devices (internet of things) interconnecting them in multiple units,

(3) the monitoring environmental parameters using remote sensing from satellite systems, 

(4) the development of early warning models and

(5), the development of a geoinformatic system for monitoring and early warning.

The implementation and evaluation of the system will be carried out in selected facilities in Greece aiming at evaluation under different environmental conditions. In order to cope with the challenges mentioned above, there should be an adequate system for monitoring and managing aquaculture facilities and the surrounding area.

This project aims to create this system, through the cooperation of stakeholders.


Two companies are involved in the successful implementation of this project: the company GEOSPATIAL ENABLING TECHNOLOGIES (GET), with significant know-how and experience in the management and utilization of spatial information, open and free software, open data and the natural environment, the company PLAGTON SA, which focuses on the production of high quality spawns, both with the production of pre-fattened spawning as well as with the compliance of spawning quality protocol standards as well as the implementation of applied research and two research teams from two important research institutes in the country, the University of the Aegean (Department of Marine Sciences) and the Hellenic Center for Marine Research (Institute of Oceanography).

Γεωπληροφοριακό σύστημα υποστήριξης της υδατοκαλλιέργειας ακρίβειας - Aquasafe

Η ερευνητική Ομάδα Θαλάσσιας Τηλεπισκόπησης (MRSG) του Τμήματος Ωκεανογραφίας και Θαλάσσιων Βιοεπιστημών του Πανεπιστημίου Αιγαίου συμμετέχει στο ερευνητικό έργο «Γεωπληροφοριακό σύστημα υποστήριξης της υδατοκαλλιέργειας ακριβείας» με ακρωνύμιο  AQUASAFE. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο της Ενιαίας Δράσης Κρατικών Ενισχύσεων ερευνητικών έργων ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ - ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ.

Το παρόν ερευνητικό έργο αναφέρεται στη σύμπραξη 2 Επιχειρήσεων με 2 Ερευνητικά Ιδρύματα και το αντικείμενο του έργου αξιοποιεί τεχνολογίες και μεθόδους που βρίσκονται στην αιχμή της έρευνας της Πληροφορικής (state of the art). Ο κλάδος σήμερα, παράλληλα με τη ραγδαία ανάπτυξή του, καλείται να αντιμετωπίσει σημαντικές προκλήσεις τα επόμενα χρόνια, όπως τη μείωση του κόστους παραγωγής, την αυτοματοποίηση διαδικασιών διαχείρισης των μονάδων και την αύξηση των υδάτινων εκτάσεων για εκμετάλλευση. Τα παραπάνω πρέπει να υλοποιηθούν σε ένα βιώσιμο πλαίσιο και σε αρμονική συνύπαρξη με άλλες δραστηριότητες στην παράκτια ζώνη (π.χ. τουρισμός). 

Ακολουθώντας την τάση για «εκτροφή με ακρίβεια» (precision culture), σε ερευνητικό επίπεδο παρατηρείται αυξανόμενο ενδιαφέρον για τον ακριβή καθορισμό των πιο οικονομικών και αποτελεσματικών τεχνικών μέσων διαχείρισης και τη δυνατότητα ελέγχου και παρακολούθησης των μονάδων υδατοκαλλιέργειας, ακόμα και από απόσταση. Η δημιουργία ενός γεωπληροφοριακού συστήματος για τη παρακολούθηση των υδατοκαλλιεργειών κάνοντας χρήση δορυφορικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης (οπτικά και ραντάρ) σε συνδυασμό με δεδομένα πεδίου (ιστορικά και σε πραγματικό χρόνο) αποτελεί καινοτόμα ιδέα και θεωρείται ότι θα συνεισφέρει στην παραγωγή νέας γνώσης, τόσο σε εθνικό όσο και σε διεθνές επίπεδο.

Σκοπός του έργου

Tο παρόν ερευνητικό έργο αποσκοπεί στη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου γεωπληροφοριακού συστήματος απομακρυσμένης παρακολούθησης και έγκαιρης προειδοποίησης υδατοκαλλιεργειών.

Το σύστημα θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον φορέα διαχείρισης μιας ΠΟΑΥ (Περιοχή Οργανωμένης Ανάπτυξης Υδατοκαλλιέργειας) ή από τον διαχειριστή μιας μεγάλης μονάδας και θα προειδοποιεί για φαινόμενα που μπορεί να αποτελούν απειλή για την μονάδα, άμεσα ή έμμεσα. Παραδείγματα τέτοιων φαινομένων είναι η ανάπτυξη επιβλαβών τοξικών ανθίσεων, η έξαρση μεδουσών και η μεταφορά παθογόνων μικροοργανισμών και θρεπτικών συστατικών. Η παρακολούθηση θα γίνεται μέσω δορυφορικών εικόνων πολύ υψηλής ανάλυσης και in situ δεδομένων.

Οι βασικοί στόχοι του έργου είναι:

(1) η εφαρμογή βιολογικού μοντέλου πρόβλεψης αύξησης και κατανάλωσης τροφής καθώς και απαιτήσεων σε οξυγόνο ανάλογα με τη θερμοκρασία,

(2) η εφαρμογή μοντέλου μέτρησης περιβαλλοντικών παραμέτρων στο πεδίο μέσω έξυπνων συσκευών (internet of things) και η αλληλοσύνδεση τους σε πολλαπλές μονάδες όπως θερμοκρασία και pH και παρατηρήσεις συμπεριφοράς,

(3) η παρακολούθηση περιβαλλοντικών παραμέτρων μέσω τηλεπισκόπησης από δορυφορικά συστήματα,

(4) η δημιουργία μοντέλων έγκαιρης προειδοποίησης κινδύνων μέσω συσχέτισης μετρήσεων πεδίου και τηλεπισκόπησης και,

(5), η δημιουργία γεωπληροφοριακού συστήματος παρακολούθησης και έγκαιρης προειδοποίησης επικίνδυνων φαινομένων.

Η εφαρμογή και αξιολόγηση του συστήματος θα γίνει σε επιλεγμένες εγκαταστάσεις στον ελλαδικό χώρο με στόχο την αξιολόγηση σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Για την απομακρυσμένη παρακολούθηση και διαχείριση θα πρέπει να υπάρχει επαρκές σύστημα παρακολούθησης και έγκαιρης προειδοποίησης τόσο των μονάδων όσο και του περιβάλλοντα χώρου. 

Το παρόν έργο στοχεύει στην δημιουργία αυτού του συστήματος, μέσω συνεργασίας των άμεσα εμπλεκόμενων φορέων.

Συμμετέχοντες φορείς

Για την επιτυχή υλοποίηση του έργου συμμετέχουν δύο επιχειρήσεις, η εταιρία GEOSPATIAL ENABLING TECHNOLOGIES (GET), με σημαντική τεχνογνωσία και εμπειρία στη διαχείριση και αξιοποίηση της χωρικής πληροφορίας, στα ανοικτά πρότυπα, το ανοικτό και ελεύθερο λογισμικό, στα ανοικτά δεδομένα και στο φυσικό περιβάλλον, η ΜΜΕ εταιρία PLAGTON AE, που  εστιάζει την προσοχή της στην παραγωγή γόνου υψηλών προδιαγραφών, τόσο με την παραγωγή προπαχυνομένου γόνου, όσο και με την τήρηση κανόνων ποιότητας γόνου καθώς και την πραγματοποίηση και εφαρμοσμένων ερευνών και δύο ερευνητικές ομάδες από δύο σημαντικά ερευνητικά ιδρύματα της χώρας, το Πανεπιστήμιο Αιγαίου (Τμήμα Ωκεανογραφίας και Θαλάσσιων Βιοεπιστημών) και το Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών.