Desenvolvimento de novos métodos para quantificar a densidade de peixes usando ferramentas de estéreo-vídeo subaquáticas

Summary

Nós descrevemos um método novo para contagem de peixes e estimar a abundância relativa (MaxN) e a densidade de peixes usando sistemas de câmera de vídeo estéreo de giro. Também demonstramos como usar distância da câmera (distância Z) para estimar a detectabilidade espécie-específicas.

Abstract

A utilização de sistemas de câmera de vídeo em estudos ecológicos de peixe continua a ganhar força como um método de medição de comprimentos de peixe e abundância de peixes estimando viável, não-extrativistas. Nós desenvolveu e implementou uma ferramenta rotativa de stereo video câmera que cobre 360 graus de amostragem, que maximiza o esforço amostral em comparação com ferramentas de câmera fixa. Uma variedade de estudos detalharam a capacidade dos sistemas estáticos, câmera estéreo para obter medições de alta precisa e precisas de peixe; o foco aqui foi sobre o desenvolvimento de abordagens metodológicas para quantificar a densidade de peixes usando sistemas de câmera rotativas. A primeira abordagem foi desenvolver uma modificação da métrica MaxN, que normalmente é uma conservador contagem do número mínimo de peixes observado na pesquisa determinada câmera. Nós redefinimos MaxN para ser o número máximo de peixe observada em qualquer determinada rotação do sistema de câmera. Quando são tomadas precauções para evitar a dupla contagem, este método para MaxN pode refletir mais precisamente verdadeira abundância do que o obtido a partir de uma câmera fixa. Em segundo lugar, porque estéreo-vídeo permite que o peixe deve ser mapeada no espaço tridimensional, estimativas precisas da distância-de-câmara podem ser obtidas para cada peixe. Usando o percentil de 95% da distância observada da câmera para estabelecer áreas específicas pesquisadas, explicar as diferenças na capacidade de detecção entre espécies, evitando a diluição estimativas de densidade, usando a distância máxima que uma espécie foi observada. Contabilidade para esta gama de detectabilidade é fundamental para estimar com precisão as abundâncias de peixe. Esta metodologia facilitará a integração dos instrumentos stereo-video em ciência aplicada e contextos de gestão rotativos.

Introduction

Ao longo da costa do Pacífico dos Estados Unidos, muitas das espécies importantes para a pesca comercial e recreativa capturas (por exemplo, o complexo de bodião (Sebastes spp.) e Lingcod (Ophiodon elongatus)) estão fortemente associadas com habitats de alto-relevo, parte inferior dura^1,2,3,4,5. Câmeras estéreo-video gota são uma ferramenta não-extrativistas atraente para usar em habitats rochosos devido à relativa facilidade e simplicidade de operação. Uma variedade de sistemas d....

Protocol

Nota: Imagens dos passos software estão incluídas como Arquivos suplementares. Por favor, note que os passos de software descritos abaixo são específicos para o software escolhido (consulte a Tabela de materiais). A abordagem global pode ser estendida para qualquer plataforma de software estéreo.

1. prepare estéreo-câmera filmagem para análise

Nota: Recomenda-se calibração usando um cubo de calibração. Um cubo de calibração é um frame de alumínio tridimensional com precisamente posicionados pontos reflexivos na superfície. Quando usado em conjunto com software de calibração, um cub....

Results

Entre 2013 e 2014, realizamos 816 inquéritos com o módulo estéreo-video rotativo (Figura 1) ao longo da costa central da Califórnia e MaxN e 95% Z distância (Figura 4) dados coletados em mais de 20 espécies. Havia claros padrões na faixa detectável eficaz das espécies observadas, provavelmente devido a interação de espécies tamanho, forma e coloração (Figura 5). Por exemplo, o sinalizador Rockfish (<.......

Discussion

A métrica MaxN tradicional baseia-se na ideia de contar com um número mínimo garantido de indivíduos presentes durante o estudo. Se um determinado número de peixes é visível simultaneamente em um único quadro de vídeo, não pode haver qualquer menos presente, mas porque os peixes são móveis e forma heterogénea distribuído, a probabilidade de ver todos os indivíduos simultaneamente durante um único quadro do vídeo é baixa . Portanto, é provável que MaxN tradicional subestima a abundância de peixe verdadeiro

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
cubo de calibração	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/hardware.html	1000x1000x500 mm é a dimensão preferida. Outros métodos de calibração estão disponíveis.
Software de calibração CAL	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/bundle.html
EventMeasure software de medição estéreo	SeaGIS	http://www.seagis.com.au/event.html
Software estatístico	R Core Team 2017 (v. 3.4.0)		O código de inicialização pode ser encontrado: https://github.com/rfields2017/JoVE-Bootstrap-Function
Software de planilha	Microsoft Excel
2  câmeras à prova d'água	Deep Sea Power and Light		Qualidade HD preferida
2 luzes à prova d'água, classificadas em profundidade	Deep Sea Power and Light: LED de 3000 lúmens com gravador DVR de temperatura
	Stack LTD DVR
padrão PC			Windows 10 preferido OS
plataforma rotativa Lander	Pesquisa e Engenharia Marinha Aplicada (MARE)