2018年7月2日
基于图像的测量是一种越来越实用、无侵入性的海洋环境取样方法。我们提出了一个下降相机调查的协议, 估计大西洋扇贝 (Placopecten magellanicus) 的丰度和分布。我们讨论如何将该协议推广到其他底栖无脊椎动物的应用。
水下成像长期以来一直应用于海洋生态学领域。通过降低高分辨率相机和数据存储的成本,该方法比过去更加实用。基于图像的调查允许重新访问初始样本,并且与传统调查方法相比是非侵入性的。
但协议是由目标物种行为和调查目标驱动的。这种方法可以帮助回答感兴趣物种的关键生态问题,例如它们的丰度、分布和栖息地关联。在"自由"号渔船上演示部分程序的是 Craig Lego,他是我们实验室的一名研究生。
要在船舶甲板上设置设备,请按照文本协议中的说明布置金字塔。金字塔是一种带有光缆的压敏扳手,位于滚筒上,并连接到滑环上。将接线盒连接到棱锥体。
接下来,将相机和灯连接到金字塔上,然后用相机和灯电缆将相机和灯连接到接线盒。将光缆穿过滑轮并将其连接到吊架上。将容器液压扳手电缆连接到金字塔上。
在船舶驾驶室中设置设备。要连接驾驶室的甲板端,请将光纤电缆连接到压敏扳手上的光学滑环。按照文本协议中的说明设置计算机后,将摄像头和灯连接到船舶驾驶室。
要连接驾驶室的驾驶室端,请将光纤电缆连接到驾驶室,然后将其连接到台式计算机上的光纤接口和灯电源插头。从台式计算机启动外业数据采集程序。确保安装在金字塔上并插入接线盒的所有照相机都自动显示为已连接。
要捕获每个测站的图像并记录数据,请从笔记本电脑启动移动现场测绘程序,选择标记工具并将目标图标拖动到测站上,以提供测站的方位。慢慢将采样金字塔降低到海底。当到达站点并且船舶已停止时,请使用船舶液压扳手。
当金字塔下降到海底时,双击 area short name (区域短名称) 框并输入区域的名称。单击发射船长凸轮"按钮,在液压扳手控制装置附近的监视器上显示摄像机视图和其他信息。打开灯的电源后,一旦采样金字塔降落在海底,就可以捕获样方数据。
在外业数据采集程序中,单击"开始站"以开始视频录制。单击"拍摄快照"当出现海底的清晰视图时,然后单击"全部保存"以同时从所有摄像机视图捕获静止图像。然后单击 write to database(写入数据库)按钮。
在扇贝计数框中输入数码静态相机图像中看到的扇贝数量,然后在注释框中键入任何注释。单击 write to database"按钮,将有关量方的数据作为行写入字段数据库中。按照文本协议中的详细说明,提起金字塔,然后单击外业数据收集程序中的"结束站"以结束视频录制并将程序前进到下一个站。
单击退出程序"按钮关闭程序。最后,在移动现场测绘程序中单击"捕获站",像以前一样标记站。检索图像后,如文本协议中所述,导航到 substrate 部分,然后单击存在的 substrate 类型的框。
要量化大型底栖动物,请单击 inverts presents(反转呈现)部分中存在的动物的框。在 inverts count (倒数) 部分中输入观察到的每只动物的数量。单击红色的 SC"按钮,并在图像中的每个扇贝上点缀。
单击"提交"按钮,将有关图像的数据作为一行写入 lab 数据库,并创建带有点缀动物的图像副本。然后将实验室数据收集程序中的配置文件更改为 image check"检查条目的准确性并进行任何必要的更改。选择"提交"按钮以覆盖数字化用户提交的有关图像的数据,然后在实验室数据库中将图像标记为质量控制。
要测量在图像中观察到的扇贝,请在图像注释器程序中选择线条注释,然后从扇贝的 umbo 到扇贝壳的顶部画一条线。对图像中的所有可测量扇贝重复此步骤。选择文件"然后保存注释"以在执行数据分析之前创建测量电子表格,如文本协议中所述。
此处显示了完全注释的调查图像的代表性结果。注释程序会计算每种颜色的每个点,从而量化图像中这些动物的数量。每个扇贝上的线条从 umbo 延伸到扇贝壳的前部,由程序测量以提供扇贝壳高度的估计值。
在美国大西洋扇贝渔业中,扇贝区域管理模拟器模型用于预测海扇贝的丰度和上岸量。该模型在 Georgia 银行的每个区域都是一个感兴趣的区域。对每张图像中的扇贝进行计数和测量后,将对每个感兴趣区域进行密度和大小估计。
此外,还为所有扇贝、幼年扇贝和可捕捞大小的扇贝创建每个区域的分布图。使用调查的估计值以及扇贝壳高度与肉重的关系,生成了每个扇贝区域管理模拟器模型区的总扇贝生物量和可利用量的估计值。表中包括以克为单位的扇贝肉平均重量、以公吨为单位的扇贝总重量和以公吨为单位的标准误差。
开发后,这项技术为渔业科学领域的研究人员与渔业合作探索美国大陆架扇贝的丰度和分布铺平了道路。观看此视频后,您应该对如何在海上捕获图像、量化这些图像中的数据以及创建支持渔业管理的数据产品有很好的了解。按照此程序,将收集有关基质和除扇贝以外的其他动物的数据,并可用于回答其他问题,例如栖息地偏好和捕食者猎物关系。
不要忘记,在海上工作可能非常危险,在执行此程序时应始终采取预防措施,例如海上安全培训和与经验丰富的船员合作。
本文介绍了一种用于进行俯冲摄像头调查的协议,以估计大西洋海扇贝(Placopecten magellanicus)的丰度和分布。该方法是非侵入性的,可适用于其他底栖大型无脊椎动物。
Image-based survey methods provide non-invasive, repeatable data collection for benthic macroinvertebrates, supporting ecological monitoring and resource assessment. The drop camera approach enables quantification of species abundance, distribution, and habitat associations without physical extraction, reducing ecosystem disturbance. This methodology enhances predictive confidence in environmental impact assessments and informs sustainable management decisions for marine invertebrate populations.
The method integrates into discovery workflows by providing ecologically relevant biological systems for hypothesis testing and compound evaluation in environmental safety profiling.