이 작품은 자연 보호 및 개인 기증자, 자원 레거시 기금 재단, 고 든과 베티 무어 재단, 환경 국방 기금, 캘리포니아 바다 그랜트 프로그램, NMFS 국가 협동 연구 프로그램 그리고는 NOAA에 의해 투자 되었다 Saltonstall 케네디 그랜트 #13-SWR-008. 해양 응용 연구 및 탐사 (더크 로젠, 릭 Botman, 앤디 lauerman 자신의 그리고 데이비드 제프리) 개발, 건설 및 비디오 랜더 도구를 유지. 우리 짐 Seager와 SeaGIS™ 소프트웨어를 기술 지원에 대 한 감사합니다. 경감 및 상업 어 부 팀 Maricich 및 승무원 기내 배포 2012-2015 년에서 착륙선에 F/V 나 캐슬 린 제공 지원. 비디오 데이터 수집 또는 분석 (앤 Tagini도 나 클라인, 중 앰버 페인, 크로우 다우, 마리사 폰 테, 레 베 카 밀러, 매트 Merrifield, 월터 Heady, 스티브 Rienecke, EJ 딕와 존 필드)에 참가 하는 모두에 게 감사 합니다.

참고: 소프트웨어 단계의 스크린샷 추가파일로 포함 되어 있습니다. 아래 설명 하는 소프트웨어 단계는 선택한 소프트웨어에 유의 하시기 바랍니다 ( 재료의 표참조). 전반적인 접근은 모든 스테레오 소프트웨어 플랫폼을 확장할 수 있습니다.
1. 스테레오 카메라 영상 분석 준비
참고: 교정 교정 큐브를 사용 하 여 것이 좋습니다. 교정 큐브 표면에 정확 하 게 위치 반사 점 3 차원 알루미늄 프레임입니다. 교정 소프트웨어와 함께에서 사용 하는 경우 캘리브레이션 큐브 리드 큰 정밀도 정확도 바둑판 접근9보다.
<ol><li>스테레오-교정 소프트웨어 (그림 1 및 그림 2; 소프트웨어 추천에 대 한 재료의 표 참조)와 착륙선 카메라 보정. 참고: 보정 확인할 수 있습니다 필드에서 사용 하기 전에 다양 한 거리 ( 보충 비디오 1참조)에서 알려진된 크기의 목표를 측정 하 여. (또는 그) 3 m의 거리에 50 cm 대상에 대 한 평균 측정 오차는 알려진된 대상 길이의 2% 이내 이어야 한다. 또한 메모는 주어진된 교정만 카메라 위치는 서로 연관 된 변경 되지 않으면 올바른 있을 것입니다 하는. 그것은 중요 하 고 의도 하지 않은 싸움이 치열 카메라의 모든 샘플링 수행 되었습니다 때까지 하지 마십시오입니다.</li>
	<li>(그림 1, 보조 비디오 2) 보정된 착륙선을 사용 하 여 필드 데이터를 수집 합니다.</li>
	<li>필드 연구 완료 되 면 비디오 및 교정 파일이 포함 된 새 프로젝트 폴더를 만듭니다. 참고: 각 프로젝트에 폴더 거기 필요가 5 파일의 최소: 왼쪽 및 오른쪽 ". 캠"교정 파일, 왼쪽 및 오른쪽 비디오 파일 (. MP4 또는. AVI 포맷만), 및 종 목록 (.txt 형식).</li>
	<li>스테레오 측정 소프트웨어에 새로운 측정 프로젝트를 시작 하 고 적절 한 비디오 및 교정 파일을 로드 합니다. 참고: 모든 소프트웨어 단계의 스크린샷 보충 파일중에서 사용할 수 있습니다.<ol>
<li>'측정'으로 이동 > '새로운 측정 파일'.</li>
		<li>'그림'로 이동 하 여 그림 디렉터리 설정 > '설정된 사진 디렉토리', 모든 프로젝트 파일이 들어 있는 폴더를 선택 하십시오.</li>
		<li>왼쪽된 카메라를 로드 ". 캠"'스테레오'로 이동 하 여 파일 > '카메라' > '왼쪽' > ' 부하 카메라 ' 파일과 해당 파일을 선택.</li>
		<li>1.4.3 바로 카메라를 로드를 단계를 반복 ". 캠"파일 참고:이 파일 (예를 들어, 픽셀 크기, 가로 세로 비율, 방사형 왜곡, decentring 왜곡, 등) 각 카메라에 대 한 교정 측정을 포함 하 고 물고기를 측정 하 고 거리에서-카메라 (즉, Z를 계산 하는 데 사용 됩니다. 거리)입니다.</li>
		<li>'그림'로 이동 하 여 왼쪽된 비디오 파일에 대 한 영화 시퀀스 정의 > 왼쪽된 카메라 비디오 파일을 선택 하 고 '영화 시퀀스 정의'.</li>
		<li>'그림'을 선택 하 여 측정 소프트웨어 왼쪽된 비디오 파일 로드 > '로드 그림'. 참고: 그는 '자물쇠' 확인란이 비디오 파일을 로드 하기 전에 해야 합니다. 이 두 영화를를 동시에 로드할 수 있습니다.</li>
		<li>'스테레오' 메뉴를 사용 하 여 올바른 비디오 영화 시퀀스 및 부하 비디오 파일 정의 > '그림' > '영화 시퀀스 정의'와 '스테레오' > '그림' > '로드 그림'.</li>
		<li>'측정'로 이동 하 여 종 목록 로드 > '속성' > ' 편집/부하 종 파일'.</li>
		<li>' 정보 필드 '에서 조사 ID 정보를 입력 > '' 필드 값을 편집 하 고 만들 파일을 저장 한. EMObs 프로젝트입니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>가벼운 플래시, handclap, utc (협정 세계시) 스탬프, 또는 두 동영상에서 발생 하는 시간을 특정 이벤트를 사용 하 여 동영상을 동기화.<ol>
<li>UTC 타임 스탬프를 사용 하 여 타임 스탬프는 새로운 초 시작 될 때까지 프레임 단계 왼쪽된 비디오에 전달. 앞으로 가벼운 플래시 또는 handclap까지 다른 프레임 발생합니다.</li>
		<li>프레임-단계 타임 스탬프까지 오른쪽 비디오 앞으로 왼쪽된 비디오를 정확 하 게 일치합니다. 다른 프레임 정확한 순간 빛 플래시 또는 handclap 일치 왼쪽된 비디오 때까지 앞으로 단계. 참고: 동일한 프레임에 동영상 동기화 할 중요 하다. 비디오 동기화 동안을 피하기 위해 카메라 프레임 드리프트 분석 비디오 타임 스탬프를 사용 하 여 정기적으로 검사 되어야 한다. 촬영된 손 박수 또한 사용할 수 시작 및 비디오의 끝에서 그 권리를 테스트 하 고 왼쪽된 동영상 같은 프레임을 동기화 했다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>동영상과 함께 동기화 유지를 보장 하기 위해 "고정" 버튼을 클릭 합니다.</li>
</ol>2. 포인트 카운트를 생성 하 고 MaxN를 계산
참고: 각 물고기 최저 가능한 분류학 해상도로 2D 포인트 처음 표시 됩니다. 미심쩍은 ID와 물고기는 나중에 검토에 대 한 표시 되어야 합니다.
<ol><li>완벽 한 카메라 회전 전체 360도 사용 되도록 끝까지 물고기를 계산 하려면 기다립니다. 또한 퇴적 물이 맑게 될 때까지 기다립니다 (일반적으로 < 아래와 접촉 후 1-2 분).<ol>
<li>마자 착륙선 처음 회전을 시작으로 새로운 샘플 기간 정의 마우스 오른쪽 클릭: '기간 정의' > '추가 새로운 시작 기간'. "01"로 첫 번째 기간 이름을 입력 하 고 "확인"을 클릭 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>착륙선은 회전, 2D 포인트 왼쪽된 카메라를 사용 하 여 프레임에 나오는 각 물고기를 표시 시작.<ol>
<li>2D 포인트를 추가 하려면 마우스 오른쪽 단추로 클릭 하 고 '추가 ' 지점, 선택 하 고 올바른 종 이름을 선택 하십시오. 가장 낮은 가능한 분류학 수준에, 알 수 없는 종 및 "확인"을 클릭에 대 한 '종'을 선택 하면 레이블.</li>
		<li>회전의 결론까지 단계 2.2.1에 따르면 각 새로운 물고기를 계속 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>각 추가 착륙선 회전-각 카메라 회전의 시작에 새로운 기간 정의 됩니다 보장에 대 한 프로토콜 2.1-2.2 절차를 반복 합니다. 참고: 종 누적 곡선 8 회전은, 평균, 현재 연구에서 물고기 풍부 하 충분 한 결정에 사용 되었다. 연구원은 카메라 회전 특정 생태계 내에서 최적의 수 하 긴 젖어 시간 이상 추가적인 카메라 회전, 예비 테스트를 실시 해야 합니다.</li>
	<li>개인 카메라 회전 당 관찰의 종의 수를 계산 합니다.<ol>
<li>모든 회전을 열거 한 후 '측정'로 이동 하 여 2D 포인트를 내보내기 > '측정 요약' > ' 측정 ' 가리키고 a.txt 파일 2D 포인트를 저장.</li>
		<li>스프레드시트도 저장 된 2D.txt 포인트 파일 열고 회전 수 계산 (표 1) '삽입'로 이동 하 여 요약 대 종의 피벗 테이블을 만들 > '피벗 테이블'. '열 레이블'에 대 한 '행 레이블' 및 "기간"에 대 한 "속 및 종"를 선택 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>그 종 (표 1)의 개인의 가장 큰 수는 카메라 회전을 선택 하 여 각 종족에 대 한 MaxN를 선택 합니다.</li>
	<li>물고기 속에만 발견, 그 특정 속에 종 식별 하는 개인의 많은 수를 가진 회전에 따라 속 수준 MaxN를 선택 합니다. 참고:이 단계는 더 높은 분류학 그룹 (예를 들어, 속 또는 가족 에게만) 식별만 했던 더블 세 개별 물고기를 방지에 도움이 됩니다. 예를 들어 표 1에서 ' 회전 1' 포함 10 미확인된 Sebastes 종 및 속 Sebastes 종, 식별의 33 회원 반면 ' 회전 3' 포함 된 두 개의 미확인된 Sebastes 종 및 43 명의 속 Sebastes 종 확인. 따라서 ' 회전 3'는 알 수 없는 Sebastes 종 MaxN 수에 사용 이 방법에서는, 보수적인 가정에 이루어집니다 8에서 미확인된 Sebastes 종의 ' 회전 1'에서 확인 된 ' 회전 8'.</li>
	<li>여러 개의 회전 수가 같은 MaxN 주어진된 종을 위해, 3D 포인트 측정을 위한 MaxN와 함께 첫 번째 회전을 선택 합니다.</li>
	<li>각 종족에 대 한 MaxN 발생 한 회전을 사용 하 여 물고기의 3D 측정을 수행.<ol>
<li>저장 된 2D 포인트 2.1-2.3 단계에서 수집 된를 사용 하 여 3D 측정에 대 한 정확한 동일한 물고기 이동.</li>
		<li>더 나은 물고기 주 둥이 및 꼬리 지 느 러 미 (그림 3)의 가장자리의 끝을 식별 하 적어도 4 배 확대. 참고: 그것은 프레임 단계 앞으로 또는 뒤로 3 차원 측정에 대 한 물고기의 가장 좋은 방향을 찾을 수 필요할 수 있습니다. '최고의' 오리엔테이션 주 둥이 및 꼬리 지 느 러 미의 가장자리 두 카메라에 표시 되는 하나입니다.</li>
		<li>수동으로 주 둥이, 다음 왼쪽된 카메라에 꼬리의 가장자리의 끝에 클릭 한 다음 오른쪽 비디오에서 같은 순서로 선택 반복.</li>
		<li>2.2.1에서 완료 했다 드롭다운 메뉴에서 올바른 종 식별을 선택 합니다.</li>
		<li>3 차원 길이 측정은 불가능 하다, 인스턴스 머리와 물고기의 꼬리를 모두 카메라에 표시 되지 않는 경우 다음 마크 3D 포인트 대신 왼쪽 및 오른쪽 동영상에서 물고기의 동일한 위치를 클릭 왼쪽. 앞으로 정보 필드를 "길이 측정에서 제외" 코멘트. 참고: MaxN 다른 종;에 대 한 카메라의 다른 회전에 발생할 수 있습니다. 그러나, 어떤 주어진된 종을 측정 1 회전만 (표 1)에서 발생 한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>모든 물고기에 대 한 3 차원 측정을 완료 한 후 추가 분석을 위해 데이터 as.txt 파일을 내보냅니다.<ol>
<li>'측정'으로 이동 > '측정 요약' > '3D 포인트 및 길이 측정' 및 save.txt 파일을 내보낼.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 95 %Z 거리 종의 조사 분야에 대 한 절차
참고: 95 %Z 거리는 종 물 명확성 또는 조명 특별 약관의 경우를 제외 하는 동안 주어진된 연구에 안정적으로 식별할 수 평균 거리의 견적. 이 계산 주어진된 연구에 대 한 평균 해양 조건을 고려 하 고 각 새로운 연구에 대 한 다시 계산 해야 합니다.
<ol><li>샘플 크기가 큰 만큼 각 종족에 대 한 신뢰할 수 있는 검출 거리 특성 인지 확인 하려면 간단한 부트스트랩을 사용 합니다.<ol>
<li>각 샘플 크기 클래스를 (예를 들어, 5 물고기의 샘플 크기 쓰레기통), 걸릴에 대 한 임의의 1000 교체와 함께 선택한 샘플 크기의 샘플 모집단에서 및 이러한 1000의 거리의 95% 논집 그립니다, 평균 계산 무 결과 플롯 점근 곡선입니다. 추가 파일 1 & 2에제공 된 코드를 참조 하십시오.</li>
		<li>적절 한 샘플 샘플 크기 증가 함께 95 %Z 거리 우리와 실제 샘플 크기를 비교 하 여 가져온 확인 하십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>거리에서 카메라 모든 설문 조사를 통해 종에 대 한 측정의 95% 논집으로 95 %Z 거리 값을 계산 합니다.</li>
	<li>95 %Z 값을 사용 하 여 각 종족에 대 한 조사 유효 면적을 계산 합니다. 참고: 회전 착륙선의 경우 95 %Z 값 나타냅니다 내부 반경 조사 한번 벤 면적의 외부 반지름 도구의 실제 설정에 의해 결정 하 고 어떻게 카메라에 가까이 관찰할 수 있습니다. '도넛' 모양의 조사 지역 형성 착륙선 회전, (그림 4).<ol>
<li>계산 하는 영역으로 조사: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56635/56635eq1.jpg"> 참고: 예를 들어 Yelloweye 형형색색 (Sebastes ruberrimus) 3.3 m의 95 %Z 거리와 착륙선 배포 당 30.9 m2 의 효과적인 조사 지역 처럼 비교적 큰 종: 34.3 m2 (외부 원)-3.4 m2 (내부 원) = 30.9 m2 (총 조사 지역).</li>
	</ol>
</li>
	<li>계산된 영역을 사용 하는 수식을 사용 하 여 각 시각적 설문 조사에 대 한 밀도 견적에 (3.3.1), 단계 변환 개별 종 수 (MaxN) 조사: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56635/56635eq2v3.jpg"> 참고: 비슷한 절차 영역 밀도; 보다 체적 밀도 계산 하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나, 그 과정은 여기 설명 되지 않은.</li>
</ol><img alt="Table 1" src="/files/ftp_upload/56635/56635table1.jpg"> 표 1: 예 MaxN 요약 표. 각 종족에 대 한 MaxN의 선택은 빨간색과 굵은 텍스트와 함께 설명 했다. 참고 대부분 Sebastes 종 (3 회전) 확인 된 미확인된 Sebastes 종에 대 한 보수적인 MaxN는 회전에 의해 결정 되었다. 또한,이 연구는 8 개의 카메라 회전 사용, 4 회전은 표 1 에 간단 하 게 표시 됩니다. MaxN를 선택 하는 과정은 회전 수에 관계 없이 동일 합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56635/56635fig1.jpg"> 그림 1: 스테레오 비디오 착륙선. 주요 하드웨어 방수 병 내부 이동식 32GB 스토리지 카드 번호 (1) 300 m 탯 줄, (2) 두 개의 디지털 비디오 레코더 (DVR), (3) 두 개의 LED 5000 K, 및 의 색 온도에서 출력할 3000 루멘 조명 (4). 620 TV 라인 (TVL) 해상도와 두 개의 카메라. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56635/56635fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56635/56635fig2.jpg"> 그림 2: 교정 큐브 (500 x 500 x 300mm). '교정 큐브' 에서처럼 두 개의 서로 다른 방향으로 교정의 예: (A) 정육면체의 오른쪽 면은 카메라를 향해 밖으로 밀어와 (B) 입방체의 얼굴은 카메라의 얼굴에 평행선. 빨간 점 들이 특정 교정 방법에 사용 되는 기준점을 나타내는 고 항상 번호 순서로 식별 합니다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56635/56635fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56635/56635fig3.jpg"> 그림 3: 3 차원 측정 Sebastes miniatus에 배치. 주 둥이 꼬리의 끝의 끝은 스테레오 측정 위해 각 카메라 프레임에서 확인 되었다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56635/56635fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56635/56635fig4.jpg"> 그림 4: 지역 착륙선 도구 조사. 효과적인 지역 착륙선 도구 조사 최소 Z 거리 및 각 종에 대 한 95 %Z 거리에 의해 제한 했다. Note이 지역 착륙선 주위 '도넛' 모양의 조사 볼륨을 만들었습니다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56635/56635fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

<ol>
	<li>Love, M. S., Yoklavich, M. M., Thorsteinson, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Rockfishes of the Northeast Pacific. , (2002).</li><li>Laidig, T. E., Watters, D. L., Yoklavich, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demersal+fish+and+habitat+associations+from+visual+surveys+on+the+central+California+shelf.">Demersal fish and habitat associations from visual surveys on the central California shelf.</a> Estuar. Coast. Shelf Sci. 83 (4), 629-637 (2009).</li><li>Anderson, T. J., Yoklavich, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiscale+habitat+associations+of+deepwater+demersal+fishes+off+central+California.">Multiscale habitat associations of deepwater demersal fishes off central California.</a> Fish. Bull. 105 (2), 168-179 (2007).</li><li>Yoklavich, M. M., Cailliet, G. M., Sullivan, D. E., Lea, R. N., Love, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Habitat+associations+deep-water+rockfishes+a+submarine+canyon+an+example+of+a+natural+refuge.">Habitat associations deep-water rockfishes a submarine canyon an example of a natural refuge.</a> Fish. Bull. 98 (3), 625-641 (2000).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Status of the Pacific Coast Groundfish Fishery, Stock Assessment and Fishery Evaluation. , (2016).</li><li>Cappo, M., Harvey, E., Malcolm, H., Speare, P., Beumer, J. P., Grant, A., Smith, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+of+video+techniques+to+monitor+diversity,+abundance+and+size+of+fish+in+studies+of+marine+protected+areas.">Potential of video techniques to monitor diversity, abundance and size of fish in studies of marine protected areas.</a> Aquatic protected areas- What works best and how do we know. , 455-464 (2003).</li><li>McLean, D. L., Green, M., Harvey, E. S., Williams, A., Daley, R., Graham, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+baited+longlines+and+baited+underwater+cameras+for+assessing+the+composition+of+continental+slope+deepwater+fish+assemblages+off+southeast+Australia.">Comparison of baited longlines and baited underwater cameras for assessing the composition of continental slope deepwater fish assemblages off southeast Australia.</a> Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 98, 10-20 (2015).</li><li>Parker, D., Winker, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insights+from+baited+video+sampling+of+temperate+reef+fishes:+How+biased+are+angling+surveys.">Insights from baited video sampling of temperate reef fishes: How biased are angling surveys.</a> Fish. Res. 179, 191-201 (2016).</li><li>Boutros, N., Shortis, M. R., Harvey, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+calibration+methods+and+system+configurations+of+underwater+stereo-video+systems+for+applications+in+marine+ecology.">A comparison of calibration methods and system configurations of underwater stereo-video systems for applications in marine ecology.</a> Limnol. Oceanogr. Methodss. 13 (5), 224-236 (2015).</li><li>Harvey, E. S., Cappo, M., Butler, J. J., Hall, N., Kendrick, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bait+attraction+affects+the+performance+of+remote+underwater+video+stations+in+assessment+of+demersal+fish+community+structure.">Bait attraction affects the performance of remote underwater video stations in assessment of demersal fish community structure.</a> Mar. Ecol. Prog. Ser. 350, 245-254 (2007).</li><li>Watson, J. L., Huntington, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+performance+of+a+cost-effective+video+lander+for+estimating+relative+abundance+and+diversity+of+nearshore+fish+assemblages.">Assessing the performance of a cost-effective video lander for estimating relative abundance and diversity of nearshore fish assemblages.</a> J. Exp. Mar. Bio. Ecol. 483, 104-111 (2016).</li><li>Easton, R. R., Heppell, S. S., Hannah, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+Habitat+and+Community+Relationships+among+Nearshore+Temperate+Fishes+Through+Analysis+of+Drop+Camera+Video.">Quantification of Habitat and Community Relationships among Nearshore Temperate Fishes Through Analysis of Drop Camera Video.</a> Mar. Coast. Fish. 7 (1), 87-102 (2015).</li><li>Hannah, R. W., Blume, M. T. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tests+of+an+experimental+unbaited+video+lander+as+a+marine+fish+survey+tool+for+high-relief+deepwater+rocky+reefs.">Tests of an experimental unbaited video lander as a marine fish survey tool for high-relief deepwater rocky reefs.</a> J. Exp. Mar. Bio. Ecol. 430, 1-9 (2012).</li><li>Starr, R. M., Gleason, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+Abundant+Fish+Stocks+while+Avoiding+Overfished+Species:+Video+and+Fishing+Surveys+to+Inform+Management+after+Long-Term+Fishery+Closures.">Targeting Abundant Fish Stocks while Avoiding Overfished Species: Video and Fishing Surveys to Inform Management after Long-Term Fishery Closures.</a> Plos One. 11 (12), 0168645 (2016).</li><li>Love, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Certainly more than you want to know about the fishes of the Pacific Coast: a postmodern experience. , (2011).</li><li>Campbell, M. D., Pollack, A. G., Gledhill, C. T., Switzer, T. S., DeVries, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+relative+abundance+indices+calculated+from+two+methods+of+generating+video+count+data.">Comparison of relative abundance indices calculated from two methods of generating video count data.</a> Fish. Res. 170, 125-133 (2015).</li><li>Cappo, M., Speare, P., De'ath, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+baited+remote+underwater+video+stations+(BRUVS)+and+prawn+(shrimp)+trawls+for+assessments+of+fish+biodiversity+in+inter-reefal+areas+of+the+Great+Barrier+Reef+Marine+Park.">Comparison of baited remote underwater video stations (BRUVS) and prawn (shrimp) trawls for assessments of fish biodiversity in inter-reefal areas of the Great Barrier Reef Marine Park.</a> J. Exp. Mar. Bio. Ecol. 302 (2), 123-152 (2004).</li><li>Schobernd, Z. H., Bacheler, N. M., Conn, P. B., Trenkel, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examining+the+utility+of+alternative+video+monitoring+metrics+for+indexing+reef+fish+abundance.">Examining the utility of alternative video monitoring metrics for indexing reef fish abundance.</a> Can. Jour. Fish. Aquat. Sci. 71 (3), 464-471 (2014).</li><li>Hansen, M. J., Schorfhaar, R. G., Selgeby, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gill-Net+Saturation+by+Lake+Trout+in+Michigan+Waters+of+Lake+Superior.">Gill-Net Saturation by Lake Trout in Michigan Waters of Lake Superior.</a> North Am. J. Fish. Manag. 18 (4), 847-853 (1998).</li><li>Dauk, P. C., Schwarz, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catch+estimation+in+the+presence+of+declining+catch+rate+due+to+gear+saturation.">Catch estimation in the presence of declining catch rate due to gear saturation.</a> Biometrics. 57 (1), 287-293 (2001).</li><li>Hilborn, R., Walters, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Quantitative Fisheries Stock Assessment Choice, Dynamics and uncertainty. , (1992).</li><li>Erisman, B. E., Allen, L. G., Claisse, J. T., Pondella, D. J., Miller, E. F., Murray, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+illusion+of+plenty:+hyperstability+masks+collapses+in+two+recreational+fisheries+that+target+fish+spawning+aggregations.">The illusion of plenty: hyperstability masks collapses in two recreational fisheries that target fish spawning aggregations.</a> Can. Jour. Fish. Aquat. Sci. 68, 1705-1716 (2011).</li><li>Buckland, S. T., Anderson, D. R., Burnham, K. P., Laake, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Distance Sampling: Estimating abundance of biological populations. , (1993).</li><li>Ronconi, R. A., Burger, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+seabird+densities+from+vessel+transects:+Distance+sampling+and+implications+for+strip+transects.">Estimating seabird densities from vessel transects: Distance sampling and implications for strip transects.</a> Aquat. Bio. 4 (3), 297-309 (2008).</li><li>Caselle, J. E., Rassweiler, A., Hamilton, S. L., Warner, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recovery+trajectories+of+kelp+forest+animals+are+rapid+yet+spatially+variable+across+a+network+of+temperate+marine+protected+areas+Recovery+trajectories+of+kelp+forest+animals+are+rapid+yet+spatially+variable+across+a+network+of+temperate+marine+protected.">Recovery trajectories of kelp forest animals are rapid yet spatially variable across a network of temperate marine protected areas Recovery trajectories of kelp forest animals are rapid yet spatially variable across a network of temperate marine protected.</a> Nat. Publ. Gr. , 1-14 (2015).</li><li>Starr, R. M., Wendt, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variation+in+Responses+of+Fishes+across+Multiple+Reserves+within+a+Network+of+Marine+Protected+Areas+in+Temperate+Waters.">Variation in Responses of Fishes across Multiple Reserves within a Network of Marine Protected Areas in Temperate Waters.</a> Plos One. 10 (3), 0118502 (2015).</li><li>Lester, S., Halpern, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+effects+within+no-take+marine+reserves:+a+global+synthesis.">Biological effects within no-take marine reserves: a global synthesis.</a> Mar. Ecol. Prog. Ser. 384, 33-46 (2009).</li></ol>

저자 공개할 게 없다

전통적인 MaxN 통계 조사 중 개인의 보장된 최소 수를 계산 하는 생각에 입각 한입니다. 물고기의 특정 수 단일 비디오 프레임에서 동시에 볼 수 있다면, 어떤 적은 현재 수 없습니다 하지만 단일 비디오 프레임 동안 동시에 모든 개인을 볼 가능성은 낮다 고 있기 때문에 물고기 모바일 heterogeneously 분산, . 따라서 전통적인 MaxN 진정한 물고기 풍부16,17underes...

미국 태평양 연안에 따라서 중요 한 상업 및 레크리에이션 groundfish 수 산 (예를 들어, 복잡 한 형형색색 (Sebastes 종) 그리고 Lingcod (Ophiodon elongatus))에 종 많은 강하게 연관 높은 구호, 하드 하단 서식 지1,2,3,,45. 스테레오 비디오 드롭 카메라는 쉽게 및 단순 작업의 바위 같은 서식 지에 사용 하는 매력적인 비 뽑아내는 도구. 스테레오 비디오 카메라 시스템의 다양 한 개발 되었고 남부 반구, 얕은 물 생태계6,7,,89,10, 배포 및 최근에, 비디오 드롭-카메라 태평양 연안11,,1213에 따라 깊은 물 속 바위 암초 환경 관리 툴으로 서 견인을 얻고 있다. 우리는 보다 효율적으로 높은 구호 중앙 태평양 해안 (참조 테이블의 seafloors에 있는 물고기 인구 특성 스테레오 비디오 카메라 시스템 (이 하 "랜더" 라고도 함)를 사용 하 여 이러한 기존 스테레오 카메라의 디자인을 수정 하고자 재료). 사용 하는 착륙선 카메라 드롭 위치14에 해저의 보도의 전체 360 °에 허용 되는 중앙 회전 바에 장착 했다 때문에 다른 기존의 비디오 시스템 이었다. 착륙선 빠르게 풍부 및 지역의 커뮤니티 구성 특성 및 몇몇 착륙선 배포 통계적 인 힘의 동일한 수준을 달성 하는 분당 한 완전 회전을 완료. (착륙선 구성의 특성에 큰 세부 사항에 대 한 스타 (2016)14 참조). 연구 시스템에 예비 테스트 제안 우리의 설문 조사에서 카메라의 8 회전 종 풍요로 움과 풍요로 움의 특성을 충분 했다. 이 결정 더 긴 방울 이상 종 풍부와 물고기 밀도 체감의 관찰에 의해 만들어졌다. 주어진된 생태계/연구 종에 대 한 최적의 흡수 시간을 결정 하기 위해 새로운 시스템에 오래 담가 시간을 포함 하 여 파일럿 연구를 실시 하는 것이 좋습니다.
짝된 스테레오 카메라를 사용 하 여 모두 총 조사 지역 및 각 비디오 설문 조사;에 대 한 절대 물고기 밀도 계산할 수 있다 그러나, 회전 하는 카메라의 사용에 필요한 전통적인 물고기 수 통계의 수정. 고정 비디오 시스템은 가장 자주 배포6,10에 물고기의 보수적인 수로 "MaxN"를 사용합니다. 전통적인 MaxN 이중 계산 하는 왼쪽 프레임에 반환 물고기 피하기 위해 단일 비디오 프레임에 함께 관찰 주어진 종의 물고기의 최대 수를 설명 합니다. MaxN는 그러므로 존재 알려진 물고기의 최소 수의 고 진정한 물고기 풍부6,10과소 평가 될 수 있습니다. MaxN 통계는 카메라의 전체 회전 각에 본 물고기의 가장 큰 수를 표현 하기 위해 재정의 되었습니다.
셰이프에 신뢰할 수 있는 id의 다른 최대 거리와 이전 스테레오 비디오 방법 두 번째 수정 그 종의 다양 한 크기, 색상, 사실에 대 한 계정 것 이었다. 예를 들어 큰 종 오 elongatus 독특한 길쭉한 모양을 있고 안정적으로 작고 이상한 종 Squarespot 형형색색 (Sebastes hopkinsi)에 비해 훨씬 더 큰 거리에서 확인할 수 있습니다. 이러한 다른 최대 범위의 여 각 종족에 대 한 착륙선에 의해 샘플링 효과적인 지역을 변경 합니다. 스테레오 카메라 수를 높은 수준의 정밀도와 3 차원 공간에서 모든 물고기를, 때문에 하나 각 물고기는 카메라에서 거리를 확인할 수 있습니다 (즉, "Z 거리", 즉 "z 축"에 대 한 명명 된 측정 카메라 사이 그려진 직선에 수직). 각 종족에 대 한 거리는 모든 개인의 95% (이 하 "95 %Z 거리") 관찰 되었다 조사 영역의 반지름으로 간주 되었다 고 조사 총 면적을 계산 하는 데 사용 되었다. 종의 특성 이외에 identifiability 물 탁도 등 환경 조건에 의해 영향을 받을 것 이다. 이러한 요소는 시간과 공간에서 달라질 수 있습니다, 때문에 집계에만 95 %Z 통계를 사용 하 여 중요 하다. 매우 큰 샘플을 정확 하 게 있을 것입니다, 어떤 하나의 개별 설문 조사는 조사 지역에서 달라질 수 있습니다.
아래의 자세한 프로토콜 만들고 이러한 통계를 사용 하는 방법에 지침을 제공 합니다. 초점 태평양 해안을 따라 깊은 물 바위 서식 지의 특성은, 비록 방법론 수정된 MaxN 개수에 대 한 설명 어떤 회전 드롭-카메라 시스템에 쉽게 적용 됩니다. 카메라 회전 물고기 인구를 특성화 하는 데 필요한 수 로컬 생태계 역학 관계에 따라 달라 집니다 하지만 수정 된 MaxN의 개념은 그대로 유지 됩니다. 마찬가지로, 3 차원 측량 소프트웨어는 스테레오 비디오를 분석 하는 데 사용, 반면 여기에 설명 된 기술은 쉽게 적용 됩니다 소프트웨어 플랫폼, 3 차원 공간에서 물고기의 정확한 위치는 가능. 또한, 95 %Z 거리 값 적용의 접근 간주 될 수 미래에 스테레오 카메라 여 종의 범위를 담당 하 고 물고기 풍부 하 게 더 정확 하 게 계산 하는 연구.

<table><tbody><tr><td>calibration cube</td><td>SeaGIS</td><td>http://www.seagis.com.au/hardware.html</td><td>1000x1000x500 mm is the preferred dimensions. Other methods of calibration are available.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>CAL calibration software</td><td>SeaGIS</td><td>http://www.seagis.com.au/bundle.html</td><td></td></tr><tr><td>EventMeasure stereo measurement software</td><td>SeaGIS</td><td>http://www.seagis.com.au/event.html</td><td></td></tr><tr><td>Statistical software</td><td>R Core Team 2017 (v. 3.4.0)</td><td></td><td>Bootstrapping code can be found: https://github.com/rfields2017/JoVE-Bootstrap-Function</td></tr><tr><td>Spreadsheet Software</td><td>Microsoft Excel</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2&amp;nbsp; waterproof cameras</td><td>Deep Sea Power and Light</td><td></td><td>HD quality preferred</td></tr><tr><td>2 depth rated, waterproof lights</td><td>Deep Sea Power and Light : 3000 lumen LED with 5000k color temperature</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DVR recorder</td><td>Stack LTD DVR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>standard PC</td><td></td><td></td><td>Windows 10 preferred OS</td></tr><tr><td>rotating Lander platform</td><td>Marine Applied Research and Engineering (MARE)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

development of new methods for quantifying fish density using underwater stereo-video tools

물고기의 생태 연구에 비디오 카메라 시스템의 사용 물고기 길이 측정 및 추정 물고기 풍부의 가능한, 비 뽑아내는 방법으로 견인을 얻기 위해 계속 합니다. 우리가 개발 하 고 샘플링, 샘플링 노력 고정 카메라 도구에 비해 극대화의 전체 360도 커버 하는 회전 스테레오 비디오 카메라 도구를 구현. 연구의 다양 한 세부 물고기;의 매우 정확 하 고 정확한 측정을 얻기 위해 정적, 스테레오 카메라 시스템의 기능 초점은 여기 물고기 밀도 회전 카메라 시스템을 사용 하 여 계량 방법론 접근의 개발 이었다. 첫 번째 방법은 MaxN는 일반적으로 물고기의 최소한의 보수 수 주어진된 카메라 조사에 관찰 하는 통계의 개발 했다. 우리는 카메라 시스템의 어떤 주어진된 회전에서 관찰 한 물고기의 최대 수를 MaxN를 재정의 합니다. 주의 이중 산정을 피하기 위해 때 MaxN에 대 한이 방법은 고정된 카메라에서 얻은 것 보다 진정한 풍요를 더 정확 하 게 반영 수 있습니다. 둘째, 스테레오 비디오를 3 차원 공간에서 물고기 수, 때문에 각 물고기에 대 한 카메라에서 거리의 정확한 견적을 얻을 수 있습니다. 사용 하 여 카메라에서 관찰 된 거리의 95% 백분위 수 종의 지역 조사를 확립, 우리 종족은 최대 거리를 사용 하 여 밀도 추정을 diluting 피하는 동안 여 종 사이에서 차이 대 한 계정 관찰. 여의이 범위에 대 한 회계를 정확 하 게 추정 물고기 나타났는데 중요 하다. 이 방법론은 응용된 과학 및 관리 컨텍스트 스테레오 비디오 도구 회전의 통합을 촉진 한다.

2013과 2014 년 사이 우리와 중앙 캘리포니아 해안 및 수집 MaxN 및 95 %Z 거리 (그림 4) 데이터 이상의 20 종에 따라 회전 스테레오 비디오 랜더 (그림 1) 816 설문 조사 실시. 종 종의 크기, 모양, 및 채색 (그림 5)의 상호 작용으로 인해, 아마 관찰의 유효 감지 범위에 명확한 패턴 했다. 예를 들어, 플래그 형형색색 ...

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Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

물고기, 계산 그리고 관계 되는 풍부 (MaxN) 및 생선 밀도 회전 스테레오 비디오 카메라 시스템을 사용 하 여 예측에 대 한 새로운 방법을 설명 합니다. 우리는 또한 종의 검출 추정 카메라 (Z 거리)에서 거리를 사용 하는 방법을 보여 줍니다.

수 중 스테레오 비디오 도구를 사용 하 여 물고기 밀도 측정을 위한 새로운 방법의 개발

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

development-new-methods-for-quantifying-fish-density-using-underwater

Research

JoVE Journal

Environment

9.2K 조회수.  Moss Landing Marine Laboratories. 물고기, 계산 그리고 관계 되는 풍부 (MaxN) 및 생선 밀도 회전 스테레오 비디오 카메라 시스템을 사용 하 여 예측에 대 한 새로운 방법을 설명 합니다. 우리는 또한 종의 검출 추정 카메라 (Z 거리)에서 거리를 사용 하는 방법을 보여 줍니다.

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Methods for Image-based Surveys of Benthic Macroinvertebrates and Their Habitat Exemplified by the Drop Camera Survey for the Atlantic Sea Scallop

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the approach more practical than in the past. Image-based surveys allow for initial samples to be revisited and are non-invasive compared to traditional survey methods that typically involve nets or dredges. Protocols for image-based surveys can vary greatly but should be driven by target species behavior and survey objectives. To demonstrate this, we describe our most recent methods for an Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus) drop camera survey to provide a procedural example and representative results. The procedure is divided into three critical steps that include survey design, data collection, and data products. The influence of scallop behavior and the survey goal of providing an independent assessment of the U.S. sea scallop resource on the survey procedure are then discussed in the context of generalizing the method. Overall, the broad applicability and flexibility of the University of Massachusetts Dartmouth School for Marine Science and Technology (SMAST) drop camera survey demonstrates the method could be generalized and applied to a variety of sessile invertebrates or habitat focused research.

Image based surveying is an increasingly practical, non-invasive method to sample the marine environment. We present the protocol of a drop camera survey that estimates the abundance and distribution of the Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus). We discuss how this protocol can be generalized for application to other benthic macroinvertebrates.

생물이 Macroinvertebrates 그리고 대서양 바다 가리비에 대 한 드롭 카메라 조사에 의해 Exemplified 그들의 서식 지의 이미지 기반 설문 조사 방법

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the ...

연구

환경과학

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster (Nephrops norvegicus)

We present a protocol related to a video-tracking technique based on the background subtraction and image thresholding that makes it possible to individually track cohoused animals. We tested the tracking routine with four cohoused Norway lobsters (Nephrops norvegicus) under light-darkness conditions for 5 days. The lobsters had been individually tagged. The experimental setup and the tracking techniques used are entirely based on the open source software. The comparison of the tracking output with a manual detection indicates that the lobsters were correctly detected 69% of the times. Among the correctly detected lobsters, their individual tags were correctly identified 89.5% of the times. Considering the frame rate used in the protocol and the movement rate of lobsters, the performance of the video tracking has a good quality, and the representative results support the validity of the protocol in producing valuable data for research needs (individual space occupancy or locomotor activity patterns). The protocol presented here can be easily customized and is, hence, transferable to other species where the individual tracking of specimens in a group can be valuable for answering research questions.

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster Nephrops norvegicus

Here we present a protocol to individually track animals over a long period of time. It uses computer vision methods to identify a set of manually constructed tags by using a group of lobsters as case study, simultaneously providing information on how to house, manipulate, and mark the lobsters.

Cohoused 수 중 동물의 장기 비디오 추적: 노르웨이 가재 (Nephrops norvegicus)의 매일 운동 활동의 사례 연구

We present a protocol related to a video-tracking technique based on the background subtraction and image thresholding that makes it possible to ...

A Field Primer for Monitoring Benthic Ecosystems Using Structure-From-Motion Photogrammetry

Structure-from-motion (SfM) photogrammetry is a technique used to generate three-dimensional (3D) reconstructions from a sequence of two-dimensional (2D) images. SfM methods are becoming increasingly popular as a noninvasive way to monitor many systems, including anthropogenic and natural landscapes, geologic structures, and both terrestrial and aquatic ecosystems. Here, a detailed protocol is provided for collecting SfM imagery to generate 3D models of benthic habitats. Additionally, the cost, time efficiency, and output quality of employing a Digital Single Lens Reflex (DSLR) camera versus a less expensive action camera have been compared. A tradeoff between computational time and resolution was observed, with the DSLR camera producing models with more than twice the resolution, but taking approximately 1.4-times longer to produce than the action camera. This primer aims to provide a thorough description of the steps necessary to collect SfM data in benthic habitats for those who are unfamiliar with the technique as well as for those already using similar methods.

We provide a detailed protocol for conducting underwater structure-from-motion photogrammetry surveys to generate 3D models and orthomosaics.

Structure-from-Motion Photogrammetry를 사용하여 저서 생태계를 모니터링하기 위한 현장 입문서

Structure-from-motion (SfM) photogrammetry is a technique used to generate three-dimensional (3D) reconstructions from a sequence of two-dimensional (2D) ...

Behavioral Tracking and Neuromast Imaging of Mexican Cavefish

Cave-dwelling animals have evolved a series of morphological and behavioral traits to adapt to their perpetually dark and food-sparse environments. Among these traits, foraging behavior is one of the useful windows into functional advantages of behavioral trait evolution. Presented herein are updated methods for analyzing vibration attraction behavior (VAB: an adaptive foraging behavior) and imaging of associated mechanosensors of cave-adapted tetra, Astyanax mexicanus. In addition, methods are presented for high-throughput tracking of a series of additional cavefish behaviors including hyperactivity and sleep-loss. Cavefish also show asociality, repetitive behavior and higher anxiety. Therefore, cavefish serve as an animal model for evolved behaviors. These methods use free-software and custom-made scripts that can be applied to other types of behavior. These methods provide practical and cost-effective alternatives to commercially available tracking software.

Here, we present methods for high-throughput study of a series of the Mexican cavefish behaviors and vital staining of a mechanosensory system. These methods use free-software and custom-made scripts, providing a practical and cost-effective method for the studies of behaviors.

행동 추적 및 멕시코 Cavefish의 Neuromast 이미징

Cave-dwelling animals have evolved a series of morphological and behavioral traits to adapt to their perpetually dark and food-sparse environments. Among ...

행동분석학

Automatic Image Processing to Determine the Community Size Structure of Riverine Macroinvertebrates

Body size is an important functional trait that can be used as a bioindicator to assess the impacts of perturbations in natural communities. Community size structure responds to biotic and abiotic gradients, including anthropogenic perturbations across taxa and ecosystems. However, the manual measurement of small-bodied organisms such as benthic macroinvertebrates (e.g., &gt;500 &#181;m to a few centimeters long) is time-consuming. To expedite the estimation of community size structure, here, we developed a protocol to semi-automatically measure the individual body size of preserved river macroinvertebrates, which are one of the most commonly used bioindicators for assessing the ecological status of freshwater ecosystems. This protocol is adapted from an existing methodology developed to scan marine mesozooplankton with a scanning system designed for water samples. The protocol consists of three main steps: (1) scanning subsamples (fine and coarse sample size fractions) of river macroinvertebrates and processing the digitized images to individualize each detected object in each image; (2) creating, evaluating, and validating a learning set through artificial intelligence to semi-automatically separate the individual images of macroinvertebrates from detritus and artifacts in the scanned samples; and (3) depicting the size structure of the macroinvertebrate communities. In addition to the protocol, this work includes the calibration results and enumerates several challenges and recommendations to adapt the procedure to macroinvertebrate samples and to consider for further improvements. Overall, the results support the use of the presented scanning system for the automatic body size measurement of river macroinvertebrates and suggest that the depiction of their size spectrum is a valuable tool for the rapid bioassessment of freshwater ecosystems.

The article is based on the creation of an adapted protocol to scan, detect, sort, and identify digitized objects corresponding to benthic river macroinvertebrates using a semi-automatic imaging procedure. This procedure allows the acquisition of the individual size distributions and size metrics of a macroinvertebrate community in about 1 h.

강변 거대 무척추 동물의 군집 크기 구조를 결정하기위한 자동 이미지 처리

Body size is an important functional trait that can be used as a bioindicator to assess the impacts of perturbations in natural communities. Community ...

Long-term Behavioral Tracking of Freely Swimming Weakly Electric Fish

Long-term behavioral tracking can capture and quantify natural animal behaviors, including those occurring infrequently. Behaviors such as exploration and social interactions can be best studied by observing unrestrained, freely behaving animals. Weakly electric fish (WEF) display readily observable exploratory and social behaviors by emitting electric organ discharge (EOD). Here, we describe three effective techniques to synchronously measure the EOD, body position, and posture of a free-swimming WEF for an extended period of time. First, we describe the construction of an experimental tank inside of an isolation chamber designed to block external sources of sensory stimuli such as light, sound, and vibration. The aquarium was partitioned to accommodate four test specimens, and automated gates remotely control the animals&#39; access to the central arena. Second, we describe a precise and reliable real-time EOD timing measurement method from freely swimming WEF. Signal distortions caused by the animal&#39;s body movements are corrected by spatial averaging and temporal processing stages. Third, we describe an underwater near-infrared imaging setup to observe unperturbed nocturnal animal behaviors. Infrared light pulses were used to synchronize the timing between the video and the physiological signal over a long recording duration. Our automated tracking software measures the animal&#39;s body position and posture reliably in an aquatic scene. In combination, these techniques enable long term observation of spontaneous behavior of freely swimming weakly electric fish in a reliable and precise manner. We believe our method can be similarly applied to the study of other aquatic animals by relating their physiological signals with exploratory or social behaviors.

We describe a set of techniques for studying spontaneous behavior of freely swimming weakly electric fish over an extended period of time, by synchronously measuring the animal&#39;s electric organ discharge timing, body position and posture both accurately and reliably in a specially designed aquarium tank inside a sensory isolation chamber.

자유롭게 수영 약하게 전기 생선의 장기 행동 추적

Long-term behavioral tracking can capture and quantify natural animal behaviors, including those occurring infrequently. Behaviors such as exploration and ...

신경과학

Measuring the Structure, Composition, and Change of Underwater Environments with Large-area Imaging

Digital imaging and processing technology have evolved to facilitate the expansion of large-area imaging surveys, which increase our capacity to study the status, trends, and dynamics of organisms living in subtidal habitats. By creating photo-realistic digital twins for ex situ analyses, these approaches allow small field teams to collect substantially more data than was previously possible. Here we present a four-step, large-area imaging survey pipeline and analysis methodology, including image collection, model construction, ecological analysis, and data curation, that has been developed and refined through experimentation over the past decade. Each step described has a consistent focus on the unique value of the original source imagery. While types of data extracted from large-area image surveys are vast, we include here workflows to extract ecological data for structural complexity, community composition, and demographic analyses valuable for monitoring and hypothesis-driven efforts. We additionally include recommendations for metadata standards, which complement the collection of large-area imaging data and support archival efforts facilitating transparency and collaboration between research groups.

This protocol covers a four-step large-area imaging survey methodology used to extract metrics of structural complexity, community composition, and population demographics for coral reef communities. The quality of imagery collected and integrated access to the source imagery are prioritized within each step of the protocol.

Digital imaging and processing technology have evolved to facilitate the expansion of large-area imaging surveys, which increase our capacity to study the ...

Quantifying Fish Swimming Behavior in Response to Acute Exposure of Aqueous Copper Using Computer Assisted Video and Digital Image Analysis

Behavioral responses of aquatic organisms to environmental contaminants can be precursors of other effects such as survival, growth, or reproduction. However, these responses may be subtle, and measurement can be challenging. Using juvenile white sturgeon (Acipenser transmontanus) with copper exposures, this paper illustrates techniques used for quantifying behavioral responses using computer assisted video and digital image analysis. In previous studies severe impairments in swimming behavior were observed among early life stage white sturgeon during acute and chronic exposures to copper. Sturgeon behavior was rapidly impaired and to the extent that survival in the field would be jeopardized, as fish would be swept downstream, or readily captured by predators. The objectives of this investigation were to illustrate protocols to quantify swimming activity during a series of acute copper exposures to determine time to effect during early lifestage development, and to understand the significance of these responses relative to survival of these vulnerable early lifestage fish. With mortality being on a time continuum, determining when copper first affects swimming ability helps us to understand the implications for population level effects. The techniques used are readily adaptable to experimental designs with other organisms and stressors.

Measuring the impacts of environmental contaminants on fish behavior is often subjective and challenging particularly when dealing with sublethal endpoints. We describe methods including video technology to quantify swimming behavior of early life stage white sturgeon (Acipenser transmontanus) during and after 96 hr acute exposures to various concentrations of copper.

컴퓨터 원호 비디오 및 디지털 이미지 분석을 사용하여 수성 구리의 급성 노출에 대한 응답에 물고기가 수영 동작을 정량화

Behavioral responses of aquatic organisms to environmental contaminants can be precursors of other effects such as survival, growth, or reproduction.  ...

Using an Automated 3D-tracking System to Record Individual and Shoals of Adult Zebrafish

Like many aquatic animals, zebrafish (Danio rerio) moves in a 3D space. It is thus preferable to use a 3D recording system to study its behavior. The presented automatic video tracking system accomplishes this by using a mirror system and a calibration procedure that corrects for the considerable error introduced by the transition of light from water to air. With this system it is possible to record both single and groups of adult zebrafish. Before use, the system has to be calibrated. The system consists of three modules: Recording, Path Reconstruction, and Data Processing. The step-by-step protocols for calibration and using the three modules are presented. Depending on the experimental setup, the system can be used for testing neophobia, white aversion, social cohesion, motor impairments, novel object exploration etc. It is especially promising as a first-step tool to study the effects of drugs or mutations on basic behavioral patterns. The system provides information about vertical and horizontal distribution of the zebrafish, about the xyz-components of kinematic parameters (such as locomotion, velocity, acceleration, and turning angle) and it provides the data necessary to calculate parameters for social cohesions when testing shoals.

The use of a 3D automatic video system that can track individual and groups of zebrafish is described. As application example we explore the effects of the NMDA-receptor antagonist MK-801 on shoals of zebrafish.

기록 개인과 성인 Zebrafish의 떼에 자동 3D 추적 시스템을 사용하여

Like many aquatic animals, zebrafish (Danio rerio) moves in a 3D space. It is thus preferable to use a 3D recording system to study its behavior. The ...

생물학

Anesthesia-free Heartbeat Measurements in Freely Moving Zebrafish

Zebrafish (Danio rerio) is a widely used model organism in physiological, pharmacological, and toxicological research due to its genetic similarity to humans and transparent embryonic stage, which facilitates non-invasive cardiovascular studies. However, current methods for heart rate assessment in zebrafish often rely on anesthesia to immobilize the subject, introducing physiological alterations that compromise data accuracy and reproducibility. This study presents a novel, anesthesia-free technique for measuring heartbeat in freely moving zebrafish larvae, addressing a critical limitation in cardiovascular research. The proposed approach integrates shortwave-infrared imaging with machine-learning-based heart tracking, allowing for precise and continuous cardiac activity monitoring in non-immobilized specimens. A convolutional neural network was trained to detect the heart region, and a photoplethysmographic signal was extracted from image sequences to determine heart rate. Experimental validation demonstrated the method's reliability and consistency across multiple test conditions. A key benefit of the methodology is its ability to preserve the natural physiological state of zebrafish, minimizing stress-induced artifacts. This non-invasive, label-free technique offers significant advantages for studying cardiovascular physiology, drug cardiotoxicity, and environmental toxicology, expanding the potential applications of zebrafish as a model for biomedical research.

The study aims to develop technology for anesthesia-free heartbeat measurements in moving zebrafish. Our approach combines shortwave-infrared imaging and machine-learning-based tracking of the heart. It is a non-invasive, label-free, and user-friendly technique that suits a wide range of studies on the zebrafish model.

Zebrafish (Danio rerio) is a widely used model organism in physiological, pharmacological, and toxicological research due to its genetic similarity to ...