Environmental and anthropogenic processes have led to widespread changes in productivities and spatial distributions of marine fishery resources. As geographic distributions of fish stocks and subsequently fishing fleets shift, improved spatiotemporal data and spatial modeling will become necessary to estimate abundance and productivity. The goal of this paper is to propose a strategy for engineering a modeling platform for spatially explicit, next-generation stock assessment models. We recount our approach for developing a system prototype, the Metapopulation Assessment System (MAS), that is easy to use, modular, and extensible. The MAS prototype was designed to support complex metapopulation modeling, which includes handling multiple populations, areas, fleets, and surveys and sex differentiation. We describe the components of the software life cycle, engineering, and infrastructure design to support a spatially explicit, next-generation stock assessment system. Software infrastructure was designed and implemented with 3 components: GitHub for collaboration, version control, and code organization; the C++ language for coding fishery system dynamics and estimation modeling; and the R language for coding the input-output interface and systematic testing. Systematic testing was a key component of the MAS development life cycle and was applied to guarantee that system requirements, such as accurate estimation of quantities of interest, are successfully implemented. We conclude with a discussion of some lessons learned and future challenges for ongoing efforts to implement a next-generation stock assessment platform.
Resumen Los procesos ambientales y antropogénicos han provocado cambios generalizados en la productividad y la distribución espacial de los recursos pesqueros marinos. A medida que cambien las distribuciones geográficas de las poblaciones de peces y, por consiguiente, de las flotas pesqueras, será necesario mejorar los datos espaciotemporales y la modelación espacial para estimar la abundancia y la productividad. El objetivo de este artículo es proponer una estrategia para diseñar una plataforma de modelación espacialmente explícita para modelos de nueva generación para evaluación de poblaciones. Presentamos nuestro enfoque para desarrollar un prototipo de sistema, el Sistema de Evaluación de Metapoblaciones (MAS), que es fácil de usar, modular y extensible. El prototipo MAS se diseñó para dar soporte a modelos metapoblacionales complejos, que incluyen el manejo de múltiples poblaciones, áreas, flotas, prospecciones, así como la diferenciación de sexos. Describimos los componentes del ciclo de vida del software, la ingeniería y el diseño de la infraestructura para dar soporte a un sistema de nueva generación para la evaluación espacialmente explícita de poblaciones. La infraestructura de software se diseñó e implementó con 3 componentes: GitHub para la colaboración, el control de versiones y la organización del código; el lenguaje C ++ para codificar la dinámica del sistema pesquero y modelado de estimadores; y el lenguaje R para codificar la interfaz de entrada-salida y las pruebas sistemáticas. Las pruebas sistemáticas fueron un componente clave del ciclo de vida de desarrollo del MAS y se aplicaron para garantizar que los requisitos del sistema, como la estimación precisa de las cantidades de interés, se implementaran con éxito. Concluimos con la discusión de algunas lecciones aprendidas y futuros retos para los esfuerzos en curso para implementar una plataforma de evaluación de poblaciones de nueva generación.
