Name: פיתוח שיטות חדשות לכימות תנועת הדגים בצפיפות בכלים סטריאו-וידאו תת-מימי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 32 s
Description: למד שיטה חדשה לכימות צפיפות דגים בסביבות סלעיות עמוקות באמצעות מערכות וידאו סטריאו מסתובבות. טכניקה זו משפרת את הדיוק בהערכת שפע המינים מבלי לפגוע באוכלוסיות הדגים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו מומן על ידי מוסד הטבע, תורמים פרטיים, קרן קרן המורשת משאבים, גורדון, קרן מור בטי, קרן הגנה סביבתית, קליפורניה ים גרנט תוכנית, התכנית המחקר NMFS קואופרטיב הלאומית של NOAA Saltonstall-קנדי גרנט #13-SWR-008 ימית למחקר יישומי וחקירה (רוזן דירק, ריק Botman, אנדי Lauerman, דוד Jefferies) שפותח, נבנה ומתוחזק הכלי הנחתת וידאו. אנו מודים ג'ים סיגר ותוכנות SeaGIS™ לקבלת תמיכה טכנית. קפטן, דייג מסחרי טים Maricich, צוות על הסיפון את התמיכה F/V דונה קתלין סיפק בפריסת את. הנחתת מ- 2012-2015. תודה לכל מי השתתף איסוף נתוני וידאו או ניתוח (אן Tagini, דונה קליין, סגן אמבר פיין, Bryon דאוני, מריסה פונטה, רבקה מילר, מאט מריפילד במרחק, וולטר Heady, סטיב Rienecke, EJ דיק ו ג'ון פילד).

<ol><li>Love, M. S., Yoklavich, M. M., Thorsteinson, L. K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLove%2C+MS+%22The+Rockfishes+of+the+Northeast+Pacific%22">The Rockfishes of the Northeast Pacific</a>. , University of California Press. Berkley. (2002).</li>
<li>Laidig, T. E., Watters, D. L., Yoklavich, M. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272771409002455">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.biomedsearch.com/article/Multiscale-habitat-associations-deepwater-demersal/166185935.html">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="https://www.sciencebase.gov/catalog/item/5054144fe4b097cd4fcfcee7">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="NULL">Status of the Pacific Coast Groundfish Fishery, Stock Assessment and Fishery Evaluation</a>. , Pacific Fishery Management Council. Portland, OR. (2016).</li>
<li>Cappo, M., Harvey, E., Malcolm, H., Speare, P. Potential of video techniques to monitor diversity, abundance and size of fish in studies of marine protected areas. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCappo%2C+M+%22Aquatic+protected+areas-+What+works+best+and+how+do+we+know%22">Aquatic protected areas- What works best and how do we know</a>. Beumer, J. P., Grant, A., Smith, D. C. , Proc. World Congr. on Aquat Protected Areas. Australian Soc. for Fish Bio. North Beach, Western Australia. 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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063714002283">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165783616300558">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://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lom3.10020/abstract">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="https://www.researchgate.net/publication/233531396_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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022098116301162">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.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19425120.2015.1007184">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022098112002493">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/pubmed?term=((Targeting+Abundant+Fish+Stocks+while+Avoiding+Overfished+Species%3A+Video+and+Fishing+Surveys+to+Inform+Management+after+Long-Term+Fishery+Closures%5BTitle%5D)+AND+%22Plos+One%22%5BJournal%5D)">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://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLove%2C+MS+%22Certainly+more+than+you+want+to+know+about+the+fishes+of+the+Pacific+Coast%3A+a+postmodern+experience%22">Certainly more than you want to know about the fishes of the Pacific Coast: a postmodern experience</a>. , Really Big Press. Santa Barbara, CA. (2011).</li>
<li>Campbell, M. D., Pollack, A. G., Gledhill, C. T., Switzer, T. S., DeVries, D. A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165783615001526">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022098103005136">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.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/cjfas-2013-0086#.WYnUMojyvIU">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="https://pubs.er.usgs.gov/publication/1000977">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/pubmed?term=((Catch+estimation+in+the+presence+of+declining+catch+rate+due+to+gear+saturation%5BTitle%5D)+AND+%22Biometrics%22%5BJournal%5D)">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://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHilborn%2C+R+%22Quantitative+Fisheries+Stock+Assessment+Choice%2C+Dynamics+and+uncertainty%22">Quantitative Fisheries Stock Assessment Choice, Dynamics and uncertainty</a>. , Springer. Dordrecht. (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.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/f2011-090#.WYnU4ojyvIU">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://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuckland%2C+ST+%22Distance+Sampling%3A+Estimating+abundance+of+biological+populations%22">Distance Sampling: Estimating abundance of biological populations</a>. , Chapman and Hill. London. (1993).</li>
<li>Ronconi, R. A., Burger, A. E. <a target="_blank" href="http://www.int-res.com/abstracts/ab/v4/n3/p297-309/">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/pubmed?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%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Publ.+Gr%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Variation+in+Responses+of+Fishes+across+Multiple+Reserves+within+a+Network+of+Marine+Protected+Areas+in+Temperate+Waters%5BTitle%5D)+AND+%22Plos+One%22%5BJournal%5D)">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="https://www.researchgate.net/publication/242700981_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>

המחברים אין לחשוף

מדד MaxN מסורתיים המרקסיסטי מבוסס על הרעיון של ספירת מספר מינימלי מובטח של אנשים נוכחים במהלך סקר. אם מספר מסוים של דגים גלויים בו-זמנית בתוך מסגרת וידאו אחד, לא יכול להיות מתנה בכל פחות, אבל בגלל הדגים סלולרי והופץ heterogeneously, הסיכוי לראות את כל האנשים בו זמנית במהלך מסגרת וידאו אחת הוא נמוך . לכן סביר כי MaxN מסורתיים מעריך נכון דגים שפע16,17. בנוסף, זה הוכח כי MaxN מסורתי עשוי להציג ליניארי מוטה שלילית קשרים עם הגדלת דגים abundances16</s...

לאורך החוף השקט בארה ב, רבים מהמינים חשובה הדיג המסחרי ובתחום הפנאי groundfish (למשל, שם מתחם (Sebastes spp.), Lingcod (Ophiodon elongatus)) משויכים מאוד בתי גידול תבליט, קשה-למטה1,2,3,4,5. מצלמות וידאו-סטריאו טיפה הינם כלי שאינו תעשיית הכרייה אטרקטיבי לשימוש בבתי גידול סלעיים בשל בקלות יחסית הפשטות של הפעולה. מגוון רחב של מערכות סטריאו-וידאו מצלמה פיתח ופרס מערכות אקולוגיות בחצי הכדור הדרומי, במים רדודים6,7,8,9,10, ו לאחרונה, טיפה-מצלמות וידאו השיגו המתיחה ככלי ניהול לסביבות רוקי-שונית במים עמוקים לאורך החוף השקט11,12,13. חיפשנו לשנות עיצובים קיימים אלה סטריאו-המצלמה באמצעות מערכת סטריאו-וידאו מצלמה (ןלהל "לנדר") לאפיין בצורה יעילה יותר אוכלוסיות דגים בתבליט seafloors לאורך החוף השקט המרכזי (ראה טבלה של חומרים). . הנחתת בשימוש היה שונה מאשר קיימות מערכות וידאו כי מצלמות רכוב לבר מסתובב במרכז, אשר איפשרה-360 ° של כיסוי של קרקע-מיקום ירידה14. . הנחתת השלים סיבוב מלא אחת לדקה, אשר אפשרה לנו במהירות לאפיין את שפע והרכב הקהילה של אזור ולהשיג את אותה רמת עוצמה סטטיסטית עם פריסות הנחתת פחות. (ראה סטאר (2016)14 ביתר פירוט המאפיינים של תצורת לנדר). בדיקות ראשוניות במערכת המחקר הציע כי שמונה סבבים של המצלמות בסקרים שלנו היו מספיקות לאפיין מינים השפע והעושר. קביעה זו נעשתה על ידי תצפית של תפוקה שולית פוחתת ב שפע מינים וצפיפות דגים מעל עוד טיפות. אנו ממליצים כי מחקר פיילוט כולל פעמים להשרות יותר להתנהל בכל מערכת חדשה כדי לקבוע את זמן להשרות אופטימלית עבור זן האקולוגית נתון/לימוד.
באמצעות מצלמות סטריאו לזווג, שניהם סה כ סקר שטח, צפיפות הדגים מוחלט ניתן לחשב עבור כל סקר וידאו; עם זאת, השימוש של סיבוב מצלמות המתחייבות השינוי של מדדים ספירת דגים מסורתיות. מערכות וידאו נייח להשתמש לרוב "MaxN" ספירה השמרני של דגים על פריסה6,10. MaxN מסורתית מתאר את המספר המרבי של דגים-מין נתון נצפו יחד מסגרת וידאו אחת, כדי מנייה כפולה דג יש שמאל וחזרו מסגרת. MaxN לכן כבר הערכה של המספר המינימלי של דגים ידועה להיות נוכח, עלול להמעיט דג אמיתי שפע6,10. מדד MaxN הוגדר מחדש כדי לייצג את המספר הגדול ביותר של דגים אצל כל סיבוב מלא של המצלמות.
השינוי השני לשיטות הקודמות וידאו סטריאו היתה לקחת בחשבון העובדה כי מינים בגדלים שונים, צבע, ויש צורות שונות ממרחקים המרבי של זיהוי אמין. לדוגמה, מינים גדולים כגון O. elongatus יש צורה מוארכת ברורים, ניתן לזהות באופן אמין במרחקים גדולים הרבה יותר בהשוואה מינים קטן ונסתר כגון שם Squarespot (Sebastes hopkinsi). אלה שונים טווחי מרבי detectability לשנות האזור יעיל שנדגם על ידי. הנחתת עבור כל המינים. כי המצלמות סטריאו מאפשרים לנו למקם את כל דג מרחב תלת-ממדי עם רמה גבוהה של דיוק, ניתן לקבוע את המרחק מן המצלמות אשר כל דג היה נמדד (קרי, "מרחק Z," בשם "ציר z" אשר בניצב לקו ישר נמשך בין המצלמות). עבור כל המינים, המרחק שבו נצפו 95% של כל האנשים (להלן "מרחק 95% Z") נחשב הרדיוס של אזור הסקר, שימש לחישוב שטח שנסקרו. בנוסף מאפיינים תלויי מין, identifiability ייפגע על ידי תנאים סביבתיים כגון עכירות המים. כי גורמים אלה יכול להשתנות בזמן ובמרחב, חשוב להשתמש הנתון הסטטיסטי 95% Z בלבד במצטבר. בזמן זה יהיה מאוד מדויקת עבור מדגמים גדולים, סקר בודדים אחד עשוי להשתנות באזור שנסקרו.
פרוטוקול שיפורטו להלן מספק הדרכה כיצד ליצור ולהשתמש מדדים אלה. למרות שהמוקד היה לאפיין בית גידול סלעיים שמאכלסת לאורך החוף השקט, המתודולוגיה המתוארת לספירת MaxN ששונה ישימה ברצון לכל מערכת טיפה-המצלמה מסתובבת. מספר סבבים המצלמה צריכה לאפיון אוכלוסיות דגים יהיה תלוי dynamics האקולוגית המקומית, אך וימשיג MaxN ששונה יישאר זהה. באופן דומה, ואילו היינו תוכנה אורטופוטו תלת-ממד כדי לנתח וידאו סטריאו, מהטכניקות שתוארו בזאת בקלות מוחלים על פני פלטפורמות תוכנה, כל עוד המיקום המדויק. של דג בתוך מרחב תלת-ממדי אפשרית. בנוסף, הגישה של החלת ערך 95% Z מרחק יכול להיחשב בעתיד מחקרים עם סטריאו-מצלמות עבור טווחים ספציפית של detectability ו לחישוב מדויק יותר שפע דגים.

<table><tbody><tr><td>קוביית כיול</td><td>SeaGIS</td><td>http://www.seagis.com.au/hardware.html</td><td>1000x1000x500 מ"מ היא הממדים המועדפים. קיימות שיטות כיול אחרות.&nbsp;</td></tr><tr><td>תוכנת כיול</td><td>CAL SeaGIS</td><td>http://www.seagis.com.au/bundle.html</td><td></td></tr><tr><td>EventMeasure תוכנת מדידת סטריאו</td><td>SeaGIS</td><td>http://www.seagis.com.au/event.html</td><td></td></tr><tr><td>תוכנה סטטיסטית</td><td>R Core Team 2017 (v. 3.4.0)</td><td></td><td>ניתן למצוא קוד אתחול:</td></tr><tr><td>https://github.com/rfields2017/JoVE-Bootstrap-Function תוכנת גיליון אלקטרוני</td><td>Microsoft Excel</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2&nbsp; מצלמות עמידות למים</td><td>עומק ים כוח ואור</td><td></td><td>איכות HD מועדף</td></tr><tr><td>2 אורות מדורגים עומק, עמיד למים</td> עומק <td>ים כוח ואור: 3000 לומן LED עם 5000k טמפרטורת</td><td></td><td></td></tr><tr><td>צבע DVR מקליט</td><td>מחסנית בע"מ DVR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סטנדרטי מחשב</td><td></td><td></td><td>Windows 10 מערכת הפעלה מועדפת</td></tr><tr><td>מסתובבת פלטפורמת</td> <td>נחיתהמחקר והנדסה יישומית ימית (MARE)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

פיתוח שיטות חדשות לכימות תנועת הדגים בצפיפות בכלים סטריאו-וידאו תת-מימי

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

השימוש במערכות מצלמת וידאו במחקרים אקולוגיים של דגים ימשיך לתוכניותיך כשיטה מעשית, שאינם תעשיית הכרייה של מדידה אורכים דגים ושפע דגים הערכה. אנחנו פיתח, ליישם כלי מצלמת וידאו סטריאו מסתובב מכסה מלא של 360 מעלות של הדגימה, פטנטי מאמץ הדגימה בהשוואה לכלים נייח המצלמה. מגוון רחב של מחקרים יש מפורט את היכולת של מערכות סטטיות, סטריאו-מצלמה כדי לקבל מדידות ומדויקים מאוד של דגים; במוקד הדיון כאן היה על הפיתוח של גישות מתודולוגיים לכמת צפיפות הדגים באמצעות מערכות המצלמה מסתובבת. הגישה הראשונה הייתה לפתח שינוי של מדד MaxN, אשר בדרך כלל הוא ספירה השמרני של המספר המינימלי של דגים מובחנים סקר המצלמה נתון. אנו מגדירים מחדש MaxN להיות המספר המרבי של דגים נצפו כל סיבוב נתון של מערכת המצלמה. כאשר אמצעי זהירות נלקחים כדי מנייה כפולה, שיטה זו עבור MaxN עשוי לשקף באופן מדויק יותר שפע אמיתי מזה המתקבל מצלמה קבועה. שנית, משום סטריאו-video מאפשר דגים כדי להיות ממופה במרחב תלת-ממדי, ניתן לקבל הערכות מדויקות של המרחק-מן-המצלמה עבור כל דג. באמצעות את אחוזון 95% של המרחק שנצפה מהמצלמה להקים אזורי תלויי מין שנסקרו, איננו מתחשבים ההבדלים detectability בין מינים תוך הימנעות דילול בצפיפות הערכות באמצעות המרחק המקסימלי שהיה זן נצפתה. הנהלת חשבונות עבור טווח זה של detectability הוא קריטי כדי לאמוד במדויק דגים abundances. מתודולוגיה זו יקל על השילוב של סיבוב כלי סטריאו-וידאו מדע שימושי והן ניהול הקשרים.

בין 2013-2014, ערכנו סקרי 816 עם הנחתת סטריאו-וידאו (איור 1) מסתובב לאורך חוף קליפורניה המרכזי, MaxN ו- 95% Z מרחק (איור 4) נתונים שנאספו על יותר מ-20 מינים. נמצאו דפוסים ברורים יעיל לזיהוי מגוון מינים שנצפו, ככל הנראה בשל האינטראקציה של מינים גודל, צורה, צבע (איור 5). למשל, שם הדגל (Sebastes rubrivinctus) יש פסים ברורים על הדפנות ומאפשרים זיהוי בטוח במרחקים גדולים יותר מאשר מינים אחרים של ג...

אנו מתארים שיטה חדשה כולל דגים, אומדן השפע היחסי (MaxN) וצפיפות דגים באמצעות סיבוב מערכות סטריאו-וידאו מצלמה. גם נדגים כיצד להשתמש במרחק מהמצלמה (מרחק Z) כדי להעריך detectability תלויי מין.

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 ...

המטרה הכוללת של טכניקת ניתוח וידאו זו היא להעריך בצורה מדויקת יותר את הצפיפות, האורך הממוצע והרכב המינים של דגים בבתי גידול סלעיים עמוקים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום ניהול הדיג כגון מהו השפע והתפלגות הגודל של מינים המאכלסים שוניות סלעיות במים עמוקים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת הערכות צפיפות מדויקות יותר מבלי להוציא דגים מהסביבה.לפני הליך זה, אסוף נתוני שדה כמפורט בפרוטוקול הטקסט. בסטריאופוטוגרמטריה, ידיעת המיקום היחסי המדויק של המצלמות חשובה למדידות מדויקות. כיול נכון הוא שלב חשוב בתהליך זה.לאחר השלמת מחקר השדה, צור תיקיית פרויקט חדשה המכילה גם את קבצי הווידאו וגם את קבצי הכיול. בתוכנת מדידת הסטריאו, נווט אל מדידה, קובץ מדידה חדש. הגדר את ספריית התמונות על-ידי ניווט אל תמונה.הגדר את ספריית התמונות ולאחר מכן בחר את התיקיה המכילה את כל קבצי הפרוייקט. נווט אל סטריאו, מצלמות, שמאל ולאחר מכן טען מצלמה file כדי לבחור ולטעון את המצלמה השמאלית המתאימה file. חזור על תהליך זה ובחר ימינה במקום זאת כדי לטעון את קובץ המצלמה הנכון.לאחר מכן, נווט אל תמונה, הגדר רצף סרטים. בחר את קובץ הווידאו של המצלמה השמאלית כדי להגדיר את רצף הסרטים עבור הסרטון השמאלי. נקישה תמונה, טען תמונה כדי לטעון את קובץ הווידאו השמאלי לתוכנת המדידה.לאחר מכן, לחץ על סטריאו, תמונה, הגדר רצף סרטים כדי להגדיר את רצף הסרטים עבור הסרטון הנכון. טען את קובץ הווידאו על ידי בחירה באפשרות סטריאו, תמונה ולאחר מכן טען וידאו. נווט אל מדידה, תכונות, ערוך טען מינים file כדי לטעון את רשימת המינים.לחץ על מדידה, שדות מידע, ערוך ערכי שדה כדי לפתוח את טבלת ערכי שדות המידע. הזן את פרטי מזהה הסקר ושמור את הקובץ כדי ליצור פרויקט תצפיות של מדידת אירועים. אם אתה משתמש בחותמת זמן UTC, מסגר צעד קדימה בסרטון השמאלי עד שחותמת הזמן תתחיל שנייה חדשה או עד שיתרחש הבזק אור או מחיאת כפיים.מסגרת: צעד את הסרטון הימני קדימה עד שחותמת הזמן, האור הבזק או מחיאת הכפיים יתאימו בדיוק לסרטון השמאלי. לאחר מכן, לחץ על נעילה כפתור כדי להבטיח שהסרטונים פועלים יחד ושומרים על סנכרון. ברגע שהנחתת מתחילה את הסיבוב הראשון שלה, לחץ לחיצה ימנית ובחר הגדרות תקופה, הוסף תקופת התחלה חדשה כדי להגדיר תקופת מדגם חדשה.הזן אפס אחד כשם הנקודה הראשונה ולחץ על OK. בזמן שהנחתת מסתובבת, סמן כל דג שנכנס למסגרת בנקודה דו-ממדית בלחיצה ימנית, בחר הוסף נקודה ובחר את שם המין הנכון. הוסף תווית לרמה הטקסונומית הנמוכה ביותר האפשרית ולאחר מכן לחץ על אישור. המשיכו לסמן כל דג חדש עד להשלמת הסיבוב. זה קריטי לזהות ולספור כל דג כדי לקבל הערכות מדויקות של MaxN.חזור על תהליך זה עבור סיבוב נחתת נוסף כדי להבטיח שתוגדר תקופה חדשה בתחילת כל אחד. לאחר ספירת כל הסיבובים, נווט אל מדידה, סיכומי מדידה, מדידות נקודות ושמור את הנקודות הדו-ממדיות כקובץ TXT. פתח קובץ זה כגיליון אלקטרוני.נווט/י אל ״הוספה״, ״טבלת סבסוב״ כדי ליצור טבלת סבסוב. בחירת סוג ומין עבור תווית השורה ותקופה עבור תווית העמודה. בחר את סיבוב המצלמה שיש לו את המספר הגדול ביותר של פרטים עבור מין נתון כדי לבחור את ה-MaxN עבור אותו מין.עבור דגים המזוהים רק לסוג, בחר רמת סוג MaxN על סמך הסיבוב שבו היה המספר הגדול ביותר של פרטים שזוהו למינים באותו סוג מסוים. לאחר מכן, השתמשו בנקודות הדו-ממדיות השמורות כדי לנווט לאותו דג בדיוק עבור המדידה התלת-ממדית. התקרב לפחות ארבע פעמים כדי לזהות טוב יותר את קצה חוטם הדג ואת שולי סנפירי הזנב.לחץ ידנית על קצה החוטם ולאחר מכן על קצה הזנב במצלמה השמאלית. חזור על הבחירה באותו סדר בסרטון הנכון. לאחר מכן, לחץ לחיצה ימנית, בחר הוסף אורך ובחר את זיהוי המין הנכון.אם מדידת אורך תלת-ממדית אינה אפשרית, לחצו לחיצה שמאלית באותו מיקום על הדג בשני הסרטונים כדי לסמן נקודה תלת-ממדית. מלא את שדות המידע והשאיר את ההערה אל תכלול במדידת אורך. לאחר השלמת מדידות תלת-ממד עבור כל הדגים, נווטו אל מדידה, סיכומי מדידה ומדידות תלת-ממדיות של נקודות ואורך.שמור את הנתונים כקובץ TXT כדי לייצא אותם להמשך ניתוח. לאחר מכן, קבע אם התקבלו דגימות מתאימות כמתואר בפרוטוקול הטקסט. במחקר זה, נעשה שימוש בכלי וידאו סטריאו תת-מימיים כדי לכמת את צפיפות הדגים.ישנם דפוסים ברורים בטווח הניתן לזיהוי של המינים שנצפו, אשר ככל הנראה נובעים מהאינטראקציה של הגודל, הצורה והצבע של כל מין. חישובי המרחק של 95% Z מבוצעים לאחר מכן עבור שני מינים במיוחד. עבור Sebastes wilsoni ו-Ophiodon elongatus, המרחק של 95% Z נראה כ-2.65 מטר עבור Sebastes wilsoni ו-3.96 מטר עבור Ophiodon elongatus, מה שמתורגם לשטחי סקר יעילים של 18.6 מטר רבוע ו-46 מטר רבוע בהתאמה.ניתוח אתחול פשוט מאשר כי מתקבלים גדלי מדגם מספיקים כאשר האומדן של מרחק 95% Z עבור שתי הדגימות מתייצב כאשר נדגמים למעלה מ-50 סקרים. ספירות MaxN לכל סקר מומרים לאחר מכן לצפיפות. עבור שני המינים, הצפיפות נראית גדולה משמעותית על פני בתי גידול בעלי תבליט גבוה ובינוני בהשוואה לבתי גידול בעלי תבליט נמוך.הערכות הצפיפות עבור הנחתת הפסאודו-נייחת מתוקננות באמצעות אזורי כיסוי מופחתים. הצפיפות הממוצעת המתקבלת על ידי המצלמה המסתובבת גדולה ב-18% מאלו המתקבלות במצלמות נייחות. בנוסף, מקדם השונות נראה גדול פי 1.8 בעת שימוש במצלמות נייחות.לאחר שליטה, ניתן להשתמש בטכניקה זו כדי לספור ולמדוד דגים תוך דקות ספורות בלבד אם היא מבוצעת כהלכה. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור שערכי 95%Z הם ספציפיים לכלי ולסקר. ואין להשתמש בערכים ספציפיים באופן אוניברסלי.בעקבות הליך זה, ניתן לבצע מגוון של סטטיסטיקות רב-משתנות או הסמכה כדי לענות על שאלות נוספות לגבי הרכב המינים על פני סוגי בתי גידול שונים. ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על הבנה משופרת של האקולוגיה של מיני שוניות סלעיות במים עמוקים, שכן מנגנוני הסקר הנוכחיים מספקים רק הבנה גרועה של אורך הדגים ושפעם. השיטה הזו יכולה לספק תובנות על בתי גידול ימיים במים עמוקים, והיא יכולה להיות שימושית גם במערכות אחרות כמו שוניות אלמוגים ויערות אצות.בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו מכיוון שהיא דורשת הבנה של הגיאומטריה של מערכות מצלמות סטריאו. הדגמה חזותית של טכניקה זו מועילה מכיוון שהחישוב של MaxN נגזר ממגוון נתונים ולכן דורש שלבים רבים בתוכנה.

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

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

מתואר השימוש במערכת וידאו אוטומטית תלת מימדית שיכולה לעקוב אחר יחידים וקבוצות של דגי זברה. כדוגמה ליישום אנו בוחנים את ההשפעות של אנטגוניסט הקולטן NMDA MK-801 על דגי זברה.

שימוש במערכת מעקב תלת מימד אוטומטית לתיעוד פרטים ושל דגי זברה בוגרים

אנו מתארים קבוצה של טכניקות ללימוד התנהגות ספונטנית של שוחה בחופשיות דגי חשמל חלש על פני תקופה ארוכה של זמן, על ידי באופן סינכרוני מדידת העיתוי של החיה פריקת אורגן חשמלי, תנוחת גוף ואת היציבה הן מדויקת ואמין באקווריום שתוכנן במיוחד בתוך חושי חדר בידוד.

לטווח ארוך התנהגות מעקב של Freely בריכה בחולשת דגים חשמליים

מדידת ההשפעות של מזהמים סביבתיים על התנהגות הדגים הוא לעתים קרובות סובייקטיבי מאתגר במיוחד כשדנים נקודות קצה sublethal. אנו מתארים שיטות כוללות טכנולוגיית וידאו לכמת התנהגות שחייה של חדקן הלבן בשלב מוקדם בחיים (חדקן transmontanus) במהלך ואחרי 96 חשיפות hr אקוטיות לריכוזים שונים של נחושת.

כימות התנהגות שחי דגים בתגובה לחשיפה אקוטית של נחושת מהימית באמצעות וידאו בסיוע מחשב דיגיטלי ניתוח תמונה

התמונה לפי מדידות היא שיטה מעשית יותר ויותר, לא פולשנית כדי לדגום את הסביבה הימית. אנו מציגים את הפרוטוקול של סקר המצלמה טיפה שמעריך את השפע והפצה של צדפת ים אטלנטי (Placopecten magellanicus). נדון כיצד פרוטוקול זה ניתן להכליל עבור היישום השני macroinvertebrates בנתיק.

שיטות מבוססות-תמונה סקרים Macroinvertebrates בנתיק ואת הגידול שלהם כשניסחתי את הסקר המצלמה טיפה על צדפת הים האטלנטי

כאן, אנו מציגים שיטות למחקר תפוקה גבוהה של סדרת cavefish מקסיקני התנהגויות, צביעת חיוני של מערכת mechanosensory. שיטות אלה להשתמש בקבצי script התוכנה-החופשית, מחוייט, מתן שיטה מעשית וחסכונית עבור המחקרים של התנהגויות.

מעקב אחר התנהגות והדימות Neuromast של Cavefish מקסיקני

אנו מספקים פרוטוקול מפורט לביצוע סקרי פוטוגרמטריה תת-ימיים של מבנה מתנועה כדי ליצור מודלים תלת-ממדיים ואורתופסיפסים.

פריימר שדה לניטור מערכות אקולוגיות בנטיות באמצעות פוטוגרמטריה של מבנה מתנועה

מוצג כאן פרוטוקול לאיסוף ועיבוד נתוני פוטוגרמטריה תת-ימיים, כולל צינור עיבוד תמונה מפושט ואוטומטי לחלוטין באופן משמעותי וכתוצאה מכך פלטים מיושרים גיאוגרפית וסדרות זמן מוכנים לחילוץ, ניתוח ויישום נתונים אקולוגיים.

Reefshape: מערכת לאיסוף יעיל ועיבוד אוטומטי של נתוני פוטוגרמטריה תת-ימיים מסדרות זמן לניטור בתי גידול בקרקעית

פרוטוקול זה מכסה מתודולוגיית סקר הדמיה בשטח גדול בת ארבעה שלבים המשמשת לחילוץ מדדים של מורכבות מבנית, הרכב קהילתי ודמוגרפיה של אוכלוסייה עבור קהילות שוניות אלמוגים. איכות התמונות שנאספו והגישה המשולבת לתמונות המקור מתועדפות בכל שלב של הפרוטוקול.

מדידת המבנה, ההרכב והשינוי של סביבות תת-מימיות באמצעות הדמיה בשטח גדול

המחקר נועד לפתח טכנולוגיה למדידות פעימות לב ללא הרדמה בדגי זברה נעים. הגישה שלנו משלבת הדמיית אינפרא אדום בגלים קצרים ומעקב מבוסס למידת מכונה של הלב. זוהי טכניקה לא פולשנית, נטולת תוויות וידידותית למשתמש המתאימה למגוון רחב של מחקרים על דגם דג הזברה.

מדידות דופק ללא הרדמה בדג זברה הנע בחופשיות

סקרי גרירה אופטיים מציעים שיטה לא פולשנית לדגימת אוכלוסיות דגי קרקע ומספקים נתונים בקנה מידה מדויק יותר מאשר סקרי גרירה מסורתיים. מאמר זה מספק הליך כללי לסקר גרירה אופטית של דגי קרקע בניו אינגלנד.

סקרי גרירה אופטית של דגי קרקע: סקר וידאו של המפרץ המערבי של מיין, קוד אטלנטי (Gadus morhua)

משימות העדפה חברתית רב-תאיות הותאמו ממכרסמים לדגי זברה, מה שמקל על חקר התנהגות חברתית באורגניזמים מודליים. פרוטוקול זה מאשר משימת אקווריום פתוח בעלות נמוכה עם שלושה תאים באמצעות מצלמות רשת ותוכנות קוד פתוח למדידת העדפה חברתית לדגי זברה, מה שהופך אותה לנגישה למחקר ולהוראה לסטודנטים לתואר ראשון.

אלטרנטיבה זולה לבחינת העדפה חברתית בדגי זברה (Danio rerio) באמצעות משימת שחייה חופשית פתוחה בת 3 חדרים

למד שיטה חדשה לכימות צפיפות דגים בסביבות סלעיות עמוקות באמצעות מערכות וידאו סטריאו מסתובבות. טכניקה זו משפרת את הדיוק בהערכת שפע המינים מבלי לפגוע באוכלוסיות הדגים.

פיתוח שיטות חדשות לכימות תנועת הדגים בצפיפות בכלים סטריאו-וידאו תת-מימי

גלה סרטונים נוספים