Sviluppo di nuovi metodi per quantificare la densità di pesce utilizzando strumenti di Stereo-video subacquei

Summary

Descriviamo un nuovo metodo per contare i pesci e la stima relativa abbondanza (MaxN) e densità di pesce utilizzando sistemi stereo-videocamera di rotazione. Inoltre dimostriamo come utilizzare distanza dalla fotocamera (Z distanza) per stimare la rilevabilità specie-specifici.

Abstract

L'uso di sistemi di videocamera in studi ecologici di pesce continua a guadagnare trazione come un metodo praticabile, non estrattivi di lunghezze di pesce misura e stima abbondanza di pesce. Abbiamo sviluppato e implementato uno strumento rotante di stereo-videocamera che copre a 360 gradi del campionamento, che massimizza lo sforzo di campionamento rispetto agli strumenti di telecamera fissa. Vari studi hanno dettagliato la capacità dei sistemi statici, stereo-fotocamera per ottenere misurazioni altamente accurati e precisi di pesce; il fuoco qui è stato sullo sviluppo di approcci metodologici per quantificare la densità di pesce utilizzando sistemi rotanti di macchina fotografica. Il primo approccio era quello di sviluppare una modificazione della metrica MaxN, che in genere è un conservatore conteggio del numero minimo di pesci osservati su un'indagine della camera. Ridefiniamo MaxN per essere il numero massimo di pesci osservata in qualsiasi rotazione specificata del sistema di telecamere. Quando vengono prese precauzioni per evitare il doppio conteggio, questo metodo per MaxN può riflettere più accuratamente la vera abbondanza di quella ottenuta da una telecamera fissa. In secondo luogo, perché stereo-video permette di pesce deve essere mappato nello spazio tridimensionale, una stima precisa della distanza dalla fotocamera può essere ottenuta per ogni pesce. Utilizzando il percentile 95% della distanza osservata dalla fotocamera per istituire aree specifici della specie censite, si tiene conto di differenze di rilevabilità tra specie, evitando di diluire le stime di densità utilizzando la distanza massima che era di una specie osservato. Contabilità per questa gamma di rilevabilità è fondamentale per stimare con precisione le abbondanze di pesce. Questa metodologia faciliterà l'integrazione di strumenti stereo-video nella scienza applicata e contesti di gestione a rotazione.

Introduction

Lungo la costa del Pacifico degli Stati Uniti, molte delle specie importanti alla pesca commerciale e ricreativa demersali (ad es., la scorpena complesse (Sebastes spp.) e Lingcod (Ophiodon elongatus)) sono fortemente associati con habitat di alto rilievo, fondo duro^1,2,3,4,5. Goccia di stereo-video telecamere è uno strumento attraente non estrattivo da utilizzare in habitat rocciosi a causa della relativa facilità e semplicità di funzionamento. Una varietà di sistemi stereo-video....

Protocol

Nota: Gli screenshot di software procedura sono inclusi come File supplementari. Siete pregati di notare che i punti del software descritti di seguito sono specifici per il software prescelto (Vedi la Tabella materiali). L'approccio globale può essere esteso a qualsiasi piattaforma software stereo.

1. preparare filmati Stereo-fotocamera per l'analisi

Nota: È consigliabile calibrazione utilizzando un cubo di calibrazione. Un cubo di calibrazione è un telaio in alluminio tridimensionale con proprio puntini riflettente posizionati sulla superficie. Quando utilizzato in combinazione co....

Results

Tra il 2013 e 2014, abbiamo condotto 816 sondaggi con il Lander stereo-video rotante (Figura 1) lungo la costa centrale della California e dati raccolti MaxN e 95% Z distanza (Figura 4) su più di 20 specie. C'erano schemi chiari nella gamma efficace rilevabile delle specie osservate, probabilmente a causa dell'interazione delle dimensioni della specie, forma e colorazione (Figura 5). Per esempio, la .......

Discussion

La metrica MaxN tradizionale si basa sull'idea di contare un numero minimo garantito di individui presenti durante l'indagine. Se un certo numero di pesci visibili simultaneamente in un singolo fotogramma, non può esserci alcun meno presente, ma poiché i pesci sono mobili e distribuite in modo eterogeneo, la probabilità di vedere contemporaneamente tutti gli individui durante un singolo fotogramma del video è bassa . È quindi probabile che tradizionale MaxN sottovaluta pesce vero abbondanza^16.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
cubo di calibrazione	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/hardware.html	1000x1000x500 mm è la dimensione preferita. Sono disponibili altri metodi di calibrazione.
Software di calibrazione CAL	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/bundle.html
Software di misurazione stereo EventMeasure Software di misurazione stereo	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/event.html
R	Core Team 2017 (v. 3.4.0)		Il codice di bootstrap può essere trovato: https://github.com/rfields2017/JoVE-Bootstrap-Function
Software per fogli di calcolo	Microsoft Excel
2  telecamere impermeabili	Deep Sea Power and Light		Qualità HD preferita
2 luci impermeabili e classificate in profondità	Deep Sea Power and Light: LED da 3000 lumen con temperatura
Registratore DVR	Stack LTD DVR
standard PC			Windows 10 preferito
OS	piattaforma Lander rotanteRicerca e Ingegneria Applicata Marina (MARE)