Ontwikkeling van nieuwe methoden voor het kwantificeren van de dichtheid van de vissen met behulp van onderwater Stereo-video Tools

Summary

Beschrijven we een nieuwe methode voor het tellen van de vissen, en het schatten van de relatieve overvloed (MaxN) en de dichtheid van de vissen met behulp van roterende stereo-video camerasystemen. We laten ook zien hoe met camera (Z afstand) afstand schatten soortspecifieke detecteerbaarheid.

Abstract

Het gebruik van systemen van de videocamera in ecologische studies van vis blijft tractie te krijgen als een levensvatbare, niet-extractieve methode van meten vis lengtes en schatten vis overvloed. Wij ontwikkeld en geïmplementeerd een roterende stereo-videocamera instrument dat betrekking heeft op een volledige 360 graden van steekproeven, die bemonstering inspanning ten opzichte van stationaire cameragereedschappen maximaliseert. Een aantal studies hebben gedetailleerde het vermogen van statische, stereo-camera systemen voor hoogst nauwkeurige en precieze metingen van vis; de nadruk ligt hier was op de ontwikkeling van de methodologische benaderingen te kwantificeren van de dichtheid van de vissen met behulp van roterende camerasystemen. De eerste benadering was het ontwikkelen van een wijziging van de metrische MaxN, die meestal een conservatieve telling van het minimum aantal vissen is waargenomen op een bepaalde camera enquête. We definiëren de MaxN om het maximale aantal vissen waargenomen in een gegeven rotatie van het camerasysteem. Als voorzorgsmaatregelen worden genomen ter voorkoming dubbeltellingen, kan deze methode voor MaxN ware overvloed nauwkeuriger weerspiegelen dan die verkregen met een vaste camera. Ten tweede, omdat stereo-video vissen worden toegewezen in de driedimensionale ruimte kunt, nauwkeurige schattingen van de afstand van de camera kunnen worden verkregen voor elke vis. Door hand het 95%-percentiel van de waargenomen afstand van camera tot stand soortspecifieke gebieden ondervraagde, account we voor verschillen in detecteerbaarheid tussen soorten terwijl het vermijden van de ramingen van de dichtheid met behulp van de maximale afstand een soort was verdunning waargenomen. Boekhouding voor dit bereik van detecteerbaarheid is cruciaal voor het vis abundanties nauwkeurig te schatten. Deze methodologie zal vergemakkelijken de integratie van draaiende werktuigen van de stereo-video in zowel toegepaste wetenschap en beheer contexten.

Introduction

Langs de US Pacific Coast zijn veel van de belangrijke commerciële en recreatieve groundfish visserij (bijvoorbeeldde complexe roodbaars (Sebastes spp.) en de Ophiodon elongatus (Ophiodon elongatus)) soorten sterk geassocieerd met hoog-reliëf, harde-onderkant habitats^1,2,3,4,5. De daling van de stereo-video camera's zijn een aantrekkelijke niet-extractieve tool om te gebruiken in rotsachtige habitats als gevolg van de relatieve gemak en eenvoud van de operatie. Een verscheidenheid....

Protocol

Opmerking: De Screenshots van software stappen zijn opgenomen als Aanvullende bestanden. Houd er rekening mee dat de stappen van de software hieronder beschreven specifiek voor de gekozen software zijn (Zie de Tabel van de materialen). De algemene aanpak kan worden uitgebreid tot elke stereo softwareplatform.

1. Prepareer Stereo-cameralengte analyse

Opmerking: Kalibratie met behulp van een kalibratie-kubus wordt aanbevolen. Een kubus kalibratie is een driedimensionaal aluminium-frame met juist gepositioneerd reflecterende stippen op het oppervlak. Wanneer gebruikt in combinatie met....

Results

Tussen 2013 en 2014 uitgevoerd we 816 enquêtes met de roterende stereo-video Lander (Figuur 1) langs de centrale kust van Californië en de verzamelde MaxN en 95% Z afstand (Figuur 4) gegevens op meer dan 20 soorten. Er waren duidelijke patronen in het aantoonbaar effectieve bereik van de waargenomen, waarschijnlijk als gevolg van de interactie van soorten grootte, vorm en kleur (Figuur 5) soorten. Bi.......

Discussion

De traditionele MaxN-metriek is gebaseerd op het idee van het tellen van een gegarandeerd minimumaantal personen aanwezig tijdens een onderzoek. Als een bepaald aantal vis tegelijk zichtbaar zijn in een enkel videoframe, er kan niet worden ieder minder aanwezig, maar omdat vis mobiele en ongelijkmatig verdeeld zijn, de waarschijnlijkheid van het zien van alle individuen gelijktijdig tijdens een enkel videoframe is laag . Het is daarom waarschijnlijk dat de traditionele MaxN waar vis overvloed¹⁶

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
calibration cube	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/hardware.html	1000x1000x500 mm is the preferred dimensions. Other methods of calibration are available.
CAL calibration software	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/bundle.html
EventMeasure stereo measurement software	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/event.html
Statistical software	R Core Team 2017 (v. 3.4.0)		Bootstrapping code can be found: https://github.com/rfields2017/JoVE-Bootstrap-Function
Spreadsheet Software	Microsoft Excel
2  waterproof cameras	Deep Sea Power and Light		HD quality preferred
2 depth rated, waterproof lights	Deep Sea Power and Light : 3000 lumen LED with 5000k color temperature
DVR recorder	Stack LTD DVR
standard PC			Windows 10 preferred OS
rotating Lander platform	Marine Applied Research and Engineering (MARE)