Method Article

水中ステレオ ビデオのツールを使用して魚の密度を定量化する新方式の開発

DOI:

10.3791/56635

⸱

November 20th, 2017

 ,  ,  , 
1Moss Landing Marine Laboratories, 2The Nature Conservancy

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

魚を数えると相対的な豊かさ (MaxN) とステレオ カメラ システムを回転を使用して魚の密度推定の新しい手法について述べる。我々 は、種特異的な検出能を推定するカメラ (Z 距離) からの距離を使用する方法も示します。

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

魚の生態学的研究のカメラ システムの使用は、魚の長さを測定し推定魚量の実行可能な非抽出方法としてトラクションを得るために続けています。我々 は開発し、固定カメラ ツールと比較してサンプリングの努力を最大化するサンプリングの完全な 360 度をカバーする回転ステレオ ビデオ カメラ ツールを実装しました。魚の高精度で正確な測定を取得する静的なステレオ カメラ システムの能力の詳細な研究のさまざまなここでの焦点は回転カメラ システムを使用して魚の密度を数値化する方法論的アプローチの開発にあった。最初のアプローチは、MaxN は、保守的な魚数の最小数は、通常観察のカメラ調査にメトリックの変更を開発することでした。我々 は MaxN に最大魚観察カメラ システムの任意の特定の回転数を再定義します。ダブル カウントを避けるために予防措置を MaxN のこのメソッド可能性があります真の豊かさをより正確に反映固定カメラから得られるもの。第二に、ステレオ ビデオでは、魚を三次元空間にマッピングすることができます、ためには、それぞれの魚のカメラからの距離の正確な見積もりを取得できます。種特異的な地域調査を確立するカメラからの観測距離の 95% パーセン タイルを使用して、我々 は種は最大距離を用いた密度推定を希釈を回避しながら種の中で能の違いを考慮します。観察。能のこの範囲のための会計は魚元素を正確に推定するため重要です。この方法は応用科学と管理コンテキストの両方でステレオ ビデオ ツールを回転の統合を容易にするため。

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

米国太平洋沿岸に沿う商業とレクリエーション鱈漁業 (例えば、複雑なロックフィッシュ (メバル属) とアイナメ (Ophiodon イネカメムシ)) に重要な種の多くは強く関連付けられて高浮彫、固い底生息地1,2,3,4,5。ステレオ ビデオ ドロップ カメラは、相対的な容易さと操作の簡単さのため岩が多い生息地で使用する魅力的な非抽出ツールです。様々 なステレオ ビデオ カメラ システムを開発し、-南半球、浅海生態系6,7,8,9,10で展開し、最近では、ビデオカメラ ドロップは太平洋沿岸11,12,

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

注: ソフトウェアの手順のスクリーン ショットは、補助ファイルとして含まれています。なおソフトウェアの手順に従って、選択したソフトウェアに固有 (材料の表を参照してください)。全体的なアプローチは、あらゆるステレオ ソフトウェア プラットフォームに拡張できます。

1. 分析用ステレオ カメラの映像を準備します。

注: 校正キューブを使用して校正をお勧めします。校正キューブは表面に正確に配置された反射ドットの三次元アルミ フレームです。校正ソフトウェアと組み合わせて使用する場合、校正キューブは高い精度と市松模様のアプローチ9より精度につながります。

  1. ステレオ調整ソフトウェア (図 1および図 2; ソフトウェア推薦の材料表を参照してください) が着陸機カメラを調整します。
    注: 校正は、様々 な距離 (補助ビデオ 1参照) で知られていたサイズの目標を測定することによってフィールドで使用する前に確認することができます。既知のターゲットの長さの 2% 以内 (またはそれ以下) の 3 m の距離で 5....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

2013 から 2014 年の間の調査を 816 カリフォルニア中部の海岸と MaxN および 95% の収集の Z 距離 (図 4) ・ データよりも 20 種のステレオ ビデオの着陸機が回転 (図 1)。種のサイズ、形状、および着色 (図 5) の相互作用による可能性が高い、観察された種の効果的な検出範囲に明確なパターンがあった。たとえば、フラグ ロックフィッシュ (メバル rubrivinctus) 対等なサイズの他の種よりも大きい距離で自信を持って同定を可能にする側面の異なるバンディングしています。同様に、カナリア ロックフィッシュ (メバル pinniger) が比較的大きい、ボディしますが、他の種に似た色素沈着できるようになりより距離 (図 5) の特定は難しい。

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

伝統的な MaxN メトリック個人の調査中に存在の保証の最小数を数えるという前提です。魚数が 1 つのビデオ フレームで同時に表示されている場合、すべてが少なく、現在、できませんが、1 つのビデオ フレームの中に同時にすべての個人を見て可能性が低い魚は不均一分散であるため.したがって、伝統的な MaxN が真魚豊富な16,17を過小評価する可能性が高いです。さらに、伝統的な MaxN が増加魚元素16,18と非線形負にバイアスされた関係を表示ことがありますが実証されています。これは、相対的な豊かさの指標が豊富な19,20では true を増加を検出に失敗するというギア飽和現象に関連する可能性があります。逆に、本当に少子化の魚の豊富なインデックスの見かけの安定性は、'hyperstabili.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

著者がある何も開示するには

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この作品は、自然保護と民間のドナー、リソース遺産基金、ゴードンとベティ ・ ムーア財団、環境防衛基金、カリフォルニア州海グラント プログラム、NMFS 国立共同研究プログラムと、NOAA によって賄われていたケネディはグラント #13-SWR-008。海洋応用研究と探査 (Dirk ローゼン リック Botman、アンディ ・ Lauerman、デビッド ・ ジェフリーズ) 開発され、構築、ランダー ビデオツールを維持します。ジム シーガーと SeaGIS™ のソフトウェアのテクニカル サポートに感謝いたします。大尉および商業漁師ティム Maricich とクルー オンボード 2012-2015 からランダーを展開する F/Vドナ キャスリーン提供サポート。すべてのビデオのデータ収集または分析 (アン Tagini、ドナ · クライン、中尉アンバー ペイン、ブライオン ダウニー、魔理沙のポンテ、レベッカ ・ ミラー、マット メリフィールド、ウォルター Heady、スティーブ Rienecke、EJ ディック、ジョン ・ フィールド) に参加した人に感謝します。

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
キャリブレーションキューブSeaGIShttp://www.seagis.com.au/hardware.html1000x1000x500mmが好ましい寸法です。他の校正方法も利用可能です。 
CALキャリブレーションソフトウェアSeaGIShttp://www.seagis.com.au/bundle.html
EventMeasureステレオ測定ソフトウェアSeaGIShttp://www.seagis.com.au/event.html
統計ソフトウェアR Core Team 2017 (v. 3.4.0)ブートストラップコードは、次のものがあります: https://github.com/rfields2017/JoVE-Bootstrap-Function
スプレッドシートソフトウェアMicrosoft Excel
2 防水カメラ深海パワーとライトHD品質が好ましい
2深度定格、防水ライト深海パワーとライト:3000ルーメンLED 5000k色温度
DVRレコーダースタックLTD DVR
標準PCWindows 10 OS
回転ランダープラットフォーム海洋応用研究工学(MARE)

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Love, M. S., Yoklavich, M. M., Thorsteinson, L. K. The Rockfishes of the Northeast Pacific. , University of California Press. Berkley. (2002).
  2. Laidig, T. E., Watters, D. L., Yoklavich, M. M. Demersal fish and habitat associations from visual surveys on the central California shelf. Estuar. Coast. Shelf Sci. 83 (4), 629-637 (2009).
  3. Anderson, T. J., Yoklavich, M. M.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Underwater Stereo videoFish Density QuantificationMaxN ModificationStereo photogrammetry3D Fish Measurement95 Z Distance CalculationRotating Camera SystemFish Abundance EstimationSpecies specific Survey AreaDeep water Rocky Reefs

Related Articles