Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Balıklar sayma ve göreli bolluk (MaxN) ve stereo-video kamera sistemleri dönen kullanarak balık yoğunluğu tahmin için yeni bir yöntem açıklanmaktadır. Ayrıca kamera (Z mesafe) mesafeden species-specific algılama tahmin etmek için nasıl kullanılacağını göstermektedir.
Balıkların ekolojik çalışmalar video kamera sistemlerinin kullanımı çekiş ölçüm balık uzunlukları ve tahmin balık Bereket uygun, Sigara extractive yöntemi olarak kazanmak için devam ediyor. Geliştirilen ve örnekleme, örnekleme çaba sabit kamera araçları için karşılaştırıldığında en üst düzeye çıkaran bir tam 360 derece kapsar dönen bir stereo-video kamera araç uygulanmaktadır. Çalışmalar çeşitli statik, stereo-kamera sistemleri son derece doğru ve hassas ölçümler balık elde yeteneği detaylı sahip; odak burada dönen kamera sistemleri kullanarak balık yoğunluğunu ölçmek için yöntembilimsel yaklaşımlar geliştirilmesi üzerinde yapıldı. İlk yaklaşım genellikle balık en az sayıda muhafazakar sayısıdır MaxN verilen kamera anket gözlenen metrik bir değişiklik geliştirmekti. MaxN balık kamera sistemi verilen herhangi bir döndürme içinde gözlenen en fazla sayısı olarak tanımlıyoruz. İki sayım önlemek için önlemler alındığında, bu yöntem MaxN için sabit kameradan alınan daha gerçek bereket daha doğru bir şekilde yansıtabilir. İkinci olarak, stereo-video üç boyutlu uzayda eşlenmesi için balık verdiğinden, mesafe makinesinden kesin tahminleri her balık için elde edilebilir. Ankete species-specific alanları kurmak için % 95 persentil gözlenen mesafe--dan fotoğraf makinesi kullanarak, biz türler arasında algılama farklılıkları için bir tür olduğunu maksimum mesafe kullanarak yoğunluğu tahminleri sulandrarak kaçınırken hesap gözlenen. Muhasebe algılama aralığı için balık zenginliği doğru tahmin için çok önemlidir. Bu metodoloji stereo video araçları uygulamalı bilim ve yönetim bağlamlarda dönen entegrasyon kolaylaştıracaktır.
ABD Pasifik Sahil boyunca birçok ticari ve eğlence groundfish balıkçılık için (örneğin, rockfish karmaşık (Sebastes spp.) ve Lingcod (Ophiodon elongatus)) önemli türlerin güçlü ile ilişkili olan yüksek kabartma, alt zor habitatları1,2,3,4,5. Stereo-video damla kameralar göreceli kolaylığı ve işlemin basitliği nedeniyle kayalık yaşam alanları kullanmak için çekici bir sigara extractive araçlardır. Stereo-video kamera sistemleri çeşitli geliştirilen ve Güney yarımkürede, sığ su ekosistemleri6,7,8,9,10' da, dağıtılabilir ve Son zamanlarda, video damla-kameralar Pacific Coast11,12,13boyunca derin su rocky resif ortamları için bir yönetim aracı olarak çekiş kazanmıştır. Varolan bu stereo kamera tasarımları daha verimli bir şekilde yüksek kabartma seafloors Orta Pasifik kıyısında (bakınız tablo, Balık nüfus karakterize etmek için (bundan sonra "İniş" anılacaktır) bir stereo-video kamera sistemi kullanılarak değiştirmek istedi Malzemeler). Çünkü kameralar tam 360 ° zemine açılan konumu14kapsama için izin verilen bir merkez dönen bar monte edildi kullanılan Lander varolan video sistemleri farklıydı. İniş aracı dakikada hızla bolluk ve topluluk kompozisyon bir alanın karakterize ve istatistiksel gücü daha az Lander dağıtımları ile aynı düzeyde ulaşmak bize izin veren bir tam dönüş tamamlandı. (Bkz: Starr (2016)14 Lander yapılandırma ayrıntılarını daha fazla ayrıntı için). Çalışma sisteminde Ön testler araştırmalarımızda fotoğraf makinelerinin sekiz rotasyonlar türlerin bolluk ve zenginlik karakterize etmek yeterli olduğunu ileri sürdü. Bu belirleme döner azalan bir gözlem tarafından türlerin bolluk ve balık yoğunluğu daha uzun damla üzerinde yapıldı. Öneririz uzun emmek süreleri dahil olmak üzere bir pilot çalışma verilen ekosistem/çalışma türler için en uygun emmek zamanı belirlemek için herhangi bir sistem olarak yürütülmelidir.
Eşleştirilmiş stereo kameralar kullanarak, her ikisi de Toplam Anket alan ve video her anket için mutlak balık yoğunluğu hesaplanabilir; Ancak, kameralar dönen kullanım geleneksel balık sayısı ölçümleri değişiklik gerektirdiği. Sabit görüntü sistemleri "MaxN" balıklar bir dağıtım6,10muhafazakar sayısı olarak en sık kullandığınız. Geleneksel MaxN birlikte iki sayım yaptı ve çerçeve için döndürülen bir balık önlemek için tek bir video kare içinde gözlenen belirli bir tür balık en fazla sayısını açıklar. MaxN bu nedenle mevcut olduğu bilinen balık en az sayıda bir tahmin edilmiş ve gerçek balık bolluk6,10hafife. MaxN metrik kameralar her tam rotasyon içinde görülen balık en fazla temsil etmek için tanımlandı.
Aslında bu tür irili ufaklı, renk, hesap için önceki stereo video yöntemleri için ikinci değişiklik oldu ve şekiller farklı maksimum mesafe güvenilir kimlik. Örneğin, O. elongatus gibi büyük türler farklı bir uzun şekil ve güvenilir bir şekilde Squarespot Rockfish (Sebastes hopkinsi) gibi küçük ve şifreli türleri ile karşılaştırıldığında çok daha büyük mesafelerde belirlenebilir. Algılama bu farklı maksimum aralıklar için her tür Lander tarafından örnek etkili alanı olarak değiştirin. Stereo kameralar bize her balık yüksek bir doğruluk derecesi ile üç boyutlu uzayda yerleştirmek izin çünkü kimse her balıktı kameralar olan uzaklığı belirleyebilirsiniz ("olan z ekseni için" adlıYani, "Z mesafe", ölçülen dik kameralar arasında çizilmiş düz çizgi). Her tür için içinde (bundan sonra "% 95'i Z mesafe") tüm bireylerin % 95'i gözlendi mesafe anket alan yarıçap olarak kabul edildi ve ankete toplam alanını hesaplamak için kullanılır. Species-Specific özelliklere ek olarak identifiability suyun bulanıklık gibi çevresel koşullar tarafından etkilenebilir. Bu faktörler zaman ve mekan içinde düzeyinde değişiklik yapabileceğiniz için % 95'i Z Hayatinizda yalnızca toplam olarak kullanılması önemlidir. Süre o-ecek var olmak büyük örnekler için son derece hassas, herhangi bir bireysel Anketi ankete alanında farklı olabilir.
Protokol aşağıda ayrıntılı yönergeler bu ölçümler oluşturmak sağlar. Pasifik Sahili boyunca derin kayalık habitat karakterize etmek için odak noktası oldu değiştirilmiş MaxN sayım için açıklanan metodoloji dönen herhangi bir damla-kamera sistemine kolayca uygun olsa da. Kamera rotasyonlar balık nüfusu tanımlamak için gerekli yerel ekosistemi dinamikleri üzerinde bağlıdır, ancak değiştirilmiş MaxN kavramsallaştırma aynı kalır. Oysa biz fotogrametrik yazılımı 3D stereo video olarak çözümlemeye, Balık üç boyutlu uzayda tam yerini mümkün olduğu sürece benzer şekilde, burada açıklanan teknikleri kolay yazılım platformları arasında uygulanır. Ayrıca, % 95'i Z uzaklık değeri uygulama yaklaşımı gelecekte çalışmaları ile stereo-kameralar tespit species-specific aralıkları için hesap ve daha doğru bir şekilde balık bolluk hesaplamak için düşünülebilir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Not: Ekran görüntüleri yazılım adımları Ek dosyaolarak dahil edilir. Lütfen aşağıda açıklanan yazılım adımları için seçilen yazılımı belirli olduğunu unutmayın (bkz. Tablo malzeme). Genel yaklaşım herhangi bir stereo yazılım platformu için genişletilebilir.
1. Stereo kamera görüntüleri analiz için hazırlayın
Not: Kalibrasyon kalibrasyon küp kullanarak önerilir. Kalibrasyon küp bir üç boyutlu alüminyum-noktalı tam olarak konumlandırılmış yansıtıcı yüzeyi karedir. Ayarlama yazılımıyla birlikte kullanıldığında, bir kalibrasyon küp büyük hassasiyet ve doğruluk Dama Tahtası yaklaşımlar9' dan yol açar.
2. nokta sayıları oluşturmak ve MaxN hesaplamak
Not: Her balık başlangıçta 2D noktasına en düşük olası taksonomik çözünürlüğü ile işaretlenir. Belirsiz kimliği ile balık daha sonra gözden geçirilmek üzere işaretlenmiş olmalıdır.
3. %95 Z uzaktan yordam species-specific anket alanlar için
Not: Bir tür güvenilir durumlarda su netlik veya aydınlatma olağanüstü koşullarının hariç sırasında verilen bir çalışmada teşhis ortalama mesafe tahmini % 95'i Z mesafedir. Bu hesaplama belirli bir çalışma ortalama oşinografik koşullarını dikkate alır ve her yeni çalışma için yeniden hesaplanmış olması gerekecektir.
Tablo 1: örnek MaxN Özet Tablosu. MaxN seçim için her tür red ve kalın metinle gösterilmiştir. Not tanımlanamayan Sebastes spp. için muhafazakar bir MaxN döndürme tarafından tanımlanan türler (rotasyon 3) en Sebastes belirlendi. De, bu çalışmada kullanılan sekiz kamera rotasyonlar iken, sadece dört rotasyonlar kolaylık için Tablo 1 ' de görüntülenir. MaxN seçme işlemi rotasyonlar sayısından bağımsız olarak aynıdır.
Resim 1: Stereo video Lander. Anahtar donanım numarası (1) 300 m göbek, (2) iki dijital video kaydediciler (DVR) su geçirmez şişe içinde çıkarılabilir 32 GB depolama kartları ile bir renk sıcaklık 5000 K ve Çıkış 3.000 lümen (3) iki LED ışıklar (4). iki kamera ile 620 TV hattı (TVL) kararlılık. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2: Kalibrasyon küp (500 x 500 x 300 mm). Bir kalibrasyon iki farklı yönelimleri gösterilen bir küp' kalibrasyon ile örnek: (A) sağ tarafındaki küp kameralar doğru itilir ve (B) küp çehresini kameralar yüze paralel. Kırmızı noktalar bu belirli kalibrasyon yönteminde kullanılan referans noktaları belirtmek ve her zaman numaralı sırada tanımlanmalıdır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: 3 boyutlu ölçüm Sebastes miniatusyerleştirilir. Burun ve kuyruk sonu ucu stereo ölçüm için izin vermek için her kamera çerçeve içinde tespit edildi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: alan Lander aracı tarafından incelenmiştir. Etkili alan Lander aracı tarafından incelenen Z mesafe ve her tür için % 95'i Z mesafe en az çevriliydi. Bu alan bir 'şeklinde çörek' anket birim Lander çevresinde oluşturulan unutmayın. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
2013 ve 2014 arasında 816 Araştırmaları Merkezi California Sahili ve 20'den fazla türü üzerinde toplanan MaxN ve % 95'i Z mesafe (şekil 4) veri boyunca dönen stereo-video Lander (şekil 1) ile yürütülen. Türler, büyük olasılıkla türün boyutu, şekli ve rengi (şekil 5) etkileşim nedeniyle görülmektedir tespit etkili aralığında açık desenleri vardı. Örneğin, farklı mesaf...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Geleneksel MaxN metrik bireyler bir anket sırasında mevcut garantili en az sayıda sayım fikri üzerine esas olan. Balık belirli sayıda aynı anda tek bir video kare görünür durumdaysa, herhangi bir daha az hediye olamaz ama balık mobil ve heterogeneously dağıtılmış olduğundan, tüm bireylerin aynı anda tek bir video kare sırasında görme olasılığı düşüktür . Bu nedenle geleneksel MaxN gerçek balık bolluk16,17hafife yüksektir. Buna ek...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar ifşa yoktur
Bu eser doğayı ve özel bağışçılar, kaynakları mirası Fonu Vakfı, Gordon ve Betty Moore Vakfı, çevre savunma fonu, Kaliforniya deniz hibe programı, NMFS Ulusal kooperatif araştırma programı ve bir NOAA tarafından finanse edildi Saltonstall-Kennedy Grant #13-SWR-008. Deniz uygulamalı araştırma ve araştırma (Dirk Rosen, Rick Botman, Andy Lauerman ve David Jefferies), inşa geliştirilip video Lander aracı. Jim Seager ve SeaGIS™ yazılım teknik destek için teşekkür ediyoruz. Kaptan ve ticari balıkçı Tim Maricich ve onboard Lander dan 2012-2015 dağıtmanın F/V Donna Kathleen sağlanan destek ekibi. Video veri toplama veya analiz (Anne Tagini, Donna Kline, Teğmen Amber Payne, Bryon Downey, Marisa Ponte, Rebecca Miller, Matt Merrifield, Walter Heady, Steve Rienecke, EJ Dick ve John Field) katılan herkese teşekkür ederim.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
calibration cube | SeaGIS | http://www.seagis.com.au/hardware.html | 1000x1000x500 mm is the preferred dimensions. Other methods of calibration are available. |
CAL calibration software | SeaGIS | http://www.seagis.com.au/bundle.html | |
EventMeasure stereo measurement software | SeaGIS | http://www.seagis.com.au/event.html | |
Statistical software | R Core Team 2017 (v. 3.4.0) | Bootstrapping code can be found: https://github.com/rfields2017/JoVE-Bootstrap-Function | |
Spreadsheet Software | Microsoft Excel | ||
2 waterproof cameras | Deep Sea Power and Light | HD quality preferred | |
2 depth rated, waterproof lights | Deep Sea Power and Light : 3000 lumen LED with 5000k color temperature | ||
DVR recorder | Stack LTD DVR | ||
standard PC | Windows 10 preferred OS | ||
rotating Lander platform | Marine Applied Research and Engineering (MARE) |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır