Methoden zur Image-basierte Umfragen von benthischen Makroinvertebraten und ihren Lebensraum am Beispiel der Drop-Kamera-Umfrage für die Atlantik-Jakobsmuschel

Die Unterwasserfotografie wird seit langem im Bereich der Meeresökologie eingesetzt. Durch die Senkung der Kosten für hochauflösende Kameras und Datenspeicherung ist der Ansatz praktischer als in der Vergangenheit. Bildbasierte Erhebungen ermöglichen die Wiederholung von Erststichproben und sind im Vergleich zu herkömmlichen Erhebungsmethoden nicht-invasiv.

Die Protokolle richten sich jedoch nach dem Verhalten der Zielarten und den Erhebungszielen. Diese Methode kann helfen, wichtige ökologische Fragen für Arten von Interesse zu beantworten, wie z. B. ihre Abundanz, Verbreitung und Lebensraumverhältnisse. Teile des Verfahrens an Bord des Fischerboots Liberty werden von Craig Lego, einem Doktoranden in unserem Labor, demonstriert.

Um die Ausrüstung auf dem Schiffsdeck aufzustellen, ordnen Sie die Pyramide wie im Textprotokoll beschrieben an. Die Pyramide ist ein Druckschrauber mit einem Glasfaserkabel, das auf einer Trommel sitzt und an einem Schleifring befestigt ist. Befestigen Sie die Anschlussdose an der Pyramide.

Befestigen Sie als Nächstes die Kameras und Lichter an der Pyramide und verbinden Sie dann die Kameras und Lichter mit Kamera- und Lichtkabeln mit der Anschlussdose. Führen Sie das Glasfaserkabel durch die Seilscheibe und befestigen Sie es am Davit. Befestigen Sie das Hydraulikschlüsselkabel des Schiffes an der Pyramide.

Stellen Sie die Ausrüstung im Steuerhaus des Schiffes auf. Um das Deckende des Steuerhauses zu befestigen, führen Sie das Glasfaserkabel zum optischen Schleifring am Haftschraubenschlüssel. Schließen Sie nach dem Einrichten der Computer, wie im Textprotokoll beschrieben, die Kameras und Leuchten an das Steuerhaus des Schiffes an.

Um das Radhausende des Steuerhauses zu befestigen, führen Sie das Glasfaserkabel in das Steuerhaus und verbinden Sie es mit der Glasfaserschnittstelle des Desktop-Computers und dem Netzstecker der Leuchte. Starten Sie das Felddatenerfassungsprogramm vom Desktop-Computer aus. Stellen Sie sicher, dass alle Kameras, die an der Pyramide montiert und an die Anschlussdose angeschlossen sind, automatisch als verbunden angezeigt werden.

Um die Bilder und Daten an jeder Station zu erfassen, starten Sie das mobile Feldkartierungsprogramm vom Laptop aus, wählen Sie das Markierungswerkzeug aus und ziehen Sie das Zielsymbol auf eine Station, um eine Peilung zur Station bereitzustellen. Senken Sie die Probenahmepyramide langsam auf den Meeresboden ab. Verwenden Sie den Hydraulikschlüssel des Schiffes, wenn die Station erreicht und das Schiff angehalten hat.

Während die Pyramide auf den Meeresboden abgesenkt wird, doppelklicken Sie auf das Feld für den Kurznamen des Gebiets, und geben Sie einen Namen für das Gebiet ein. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Kamera des Startkapitäns", um die Kameraansichten und andere Informationen auf dem Monitor in der Nähe der Bedienelemente des Hydraulikschlüssels anzuzeigen. Nach dem Einschalten der Lichter können Sie quadratische Daten erfassen, sobald die Probenahmepyramide auf dem Meeresboden gelandet ist.

Klicken Sie im Felddatenerfassungsprogramm auf "Station starten", um die Videoaufzeichnung zu starten. Klicken Sie auf "Schnappschüsse aufnehmen", wenn eine klare Sicht auf den Meeresboden angezeigt wird, und klicken Sie dann auf "Alle speichern", um ein Standbild aus allen Kameraansichten gleichzeitig aufzunehmen. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche "In Datenbank schreiben".

Geben Sie die Anzahl der Jakobsmuscheln, die auf dem Bild der Digitalkamera zu sehen sind, in das Feld für die Jakobsmuschelzählung ein und geben Sie die Kommentare in das Kommentarfeld ein. Klicken Sie auf die Schaltfläche "In Datenbank schreiben", um die Daten über das Quadrat als Zeile in die Felddatenbank zu schreiben. Heben Sie die Pyramide an, wie im Textprotokoll beschrieben, und klicken Sie im Felddatenerfassungsprogramm auf Station beenden, um die Videoaufzeichnung zu beenden und das Programm zur nächsten Station zu bringen.

Klicken Sie auf die Schaltfläche "Programm beenden", um das Programm zu schließen. Klicken Sie abschließend im mobilen Feldkartierungsprogramm auf "Station erfassen", um die Station wie zuvor zu markieren. Navigieren Sie nach dem Abrufen der Bilder, wie im Textprotokoll beschrieben, zum Substratbereich und klicken Sie auf die Kästchen für die vorhandenen Substrattypen.

Um makrobenthische Tiere zu quantifizieren, klicken Sie auf die Kästchen für die Tiere, die im Abschnitt "Invertierte Darstellungen" vorhanden sind. Geben Sie die Anzahl der beobachteten Tiere im Abschnitt "Anzahl der Umkehrungen" ein. Klicken Sie auf die rote Schaltfläche "SC" und punktieren Sie jede Jakobsmuschel im Bild.

Klicken Sie auf die Schaltfläche "Senden", um die Daten über das Bild als Zeile in die Labordatenbank zu schreiben und eine Kopie des Bildes mit den gepunkteten Tieren zu erstellen. Ändern Sie dann das Profil im Labordatenerfassungsprogramm auf Bildprüfung"Überprüfen Sie den Eintrag auf Richtigkeit und nehmen Sie alle erforderlichen Änderungen vor. Wählen Sie die Schaltfläche "Senden" aus, um die Daten über das vom digitalisierten Benutzer übermittelte Bild zu überschreiben, und markieren Sie das Bild dann in der Labordatenbank als qualitätskontrolliert.

Um die in den Bildern beobachteten Jakobsmuscheln zu messen, wählen Sie im Bildannotator-Programm die Option Linienanmerkung aus und ziehen Sie dann eine Linie vom Umbo der Jakobsmuschel bis zum oberen Rand der Muschelschale. Wiederholen Sie diesen Schritt für alle messbaren Jakobsmuscheln im Bild. Wählen Sie Datei und speichern Sie dann Anmerkungen, um eine Tabelle mit Messungen zu erstellen, bevor Sie die Datenanalyse durchführen, wie im Textprotokoll beschrieben.

Hier sind repräsentative Ergebnisse eines vollständig kommentierten Umfragebildes dargestellt. Das Annotator-Programm zählt jeden Punkt jeder Farbe und quantifiziert die Anzahl dieser Tiere im Bild. Die Linien auf jeder Jakobsmuschel erstrecken sich vom Umbo bis zur Vorderseite der Schale und werden vom Programm gemessen, um eine Schätzung der Höhe der Muschelschale zu erhalten.

In der Jakobsmuschelfischerei im US-Atlantik wird das Simulatormodell für das Management von Jakobsmuschelgebieten verwendet, um die Abundanz und Anlandungen von Jakobsmuscheln zu prognostizieren. Jede Zone dieses Modells an der Bank von Georgia war ein interessanter Bereich. Nachdem die Jakobsmuscheln in jedem Bild gezählt und gemessen wurden, werden Dichte- und Größenschätzungen für jeden Interessenbereich vorgenommen.

Darüber hinaus werden Verbreitungskarten für jedes Gebiet für alle Jakobsmuscheln, juvenilen Jakobsmuscheln und Jakobsmuscheln mit erntefähiger Größe erstellt. Unter Verwendung der Schätzungen aus der Erhebung sowie des Verhältnisses zwischen Muschelschalenhöhe und Fleischgewicht werden Schätzungen der gesamten und nutzbaren Jakobsmuschel-Biomasse für jede Modellzone des Jakobsmuschel-Flächenmanagement-Simulators erstellt. In der Tabelle enthalten sind das mittlere Gewicht des Jakobsmuschelfleisches in Gramm, das Gesamtgewicht der Jakobsmuscheln in metrischen Tonnen und der Standardfehler in metrischen Tonnen.

Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Fischereiwissenschaft, die mit der Fischereiindustrie zusammenarbeiteten, um die Häufigkeit und Verbreitung der Jakobsmuscheln auf dem US-amerikanischen Kontinentalschelf zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Bilder auf See aufnimmt, die Daten in diesen Bildern quantifiziert und Datenprodukte erstellt, die das Fischereimanagement unterstützen. Nach diesem Verfahren werden Daten über Substrat und andere Tiere neben Jakobsmuscheln gesammelt und können zur Beantwortung zusätzlicher Fragen wie Lebensraumpräferenzen und Beutebeziehungen von Räubern verwendet werden.

Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit auf See extrem gefährlich sein kann und dass bei der Durchführung dieses Verfahrens immer Vorsichtsmaßnahmen wie Sicherheitsschulungen auf See und die Arbeit mit erfahrener Besatzung getroffen werden sollten.