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

O objetivo geral desta técnica de análise de vídeo é estimar com mais precisão a densidade, o comprimento médio e a composição de espécies de peixes em habitats rochosos profundos. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da gestão da pesca, como qual é a abundância e a distribuição de tamanho das espécies que habitam recifes rochosos de águas profundas. A principal vantagem dessa técnica é que ela fornece estimativas de densidade mais precisas sem extrair peixes do ambiente.

Antes deste procedimento, colete dados de campo conforme descrito no protocolo de texto. Na estereofotogrametria, saber a posição relativa exata das câmeras é importante para medições precisas. A calibração adequada é uma etapa importante neste processo.

Após a conclusão do estudo de campo, crie uma nova pasta de projeto contendo os arquivos de vídeo e calibração. No software de medição estéreo, navegue até Medição, Novo arquivo de medição. Defina o diretório de imagens navegando até Imagem.

Defina o diretório de imagem e escolha a pasta que contém todos os arquivos do projeto. Navegue até Estéreo, Câmeras, Esquerda e, em seguida, Carregar arquivo da câmera para selecionar e carregar o arquivo de câmera esquerdo apropriado. Repita esse processo escolhendo Certo para carregar o arquivo de câmera correto.

Em seguida, navegue até Imagem, Definir sequência de filmes. Selecione o arquivo de vídeo da câmera esquerda para definir a sequência de filmes para o vídeo esquerdo. Clique em Imagem, Carregar imagem para carregar o vídeo esquerdo file no software de medição.

Depois disso, clique em Estéreo, Imagem, Definir sequência de filmes para definir a sequência de filmes para o vídeo certo. Carregue o arquivo de vídeo selecionando Estéreo, Imagem e carregar vídeo. Navegue até Medição, Atributos, Editar carregar arquivo de espécies para carregar a lista de espécies.

Clique em Medição, Campos de informações, Editar valores de campo para abrir a tabela de valores de campo de informações. Insira as informações de ID da pesquisa e salve o arquivo para criar um projeto de observações de medida de evento. Se estiver usando um carimbo de data/hora UTC, enquadre um passo à frente no vídeo à esquerda até que o carimbo de data/hora comece um novo segundo ou até que ocorra um flash de luz ou palmas.

Quadro: avance o vídeo direito até que o carimbo de data/hora, a luz pisque ou bata palmas correspondam exatamente ao vídeo esquerdo. Em seguida, clique no botão Bloquear para garantir que os vídeos sejam reproduzidos juntos e mantenham a sincronização. Assim que o módulo de pouso iniciar sua primeira rotação, clique com o botão direito do mouse e selecione Definições de período, Adicionar novo período de início para definir um novo período de amostragem.

Insira zero um como o nome do primeiro período e clique em OK. Enquanto o módulo de pouso gira, marque cada peixe que entra no quadro com um ponto 2D clicando com o botão direito do mouse, selecione Adicionar ponto e escolha o nome correto da espécie. Rotule para o nível taxonômico mais baixo possível e clique em OK. Continue marcando cada novo peixe até que a rotação seja concluída. É fundamental identificar e contar cada peixe para obter estimativas precisas de MaxN.

Repita esse processo para uma rotação adicional do módulo de pouso, garantindo que um novo período seja definido no início de cada um. Depois que todas as rotações tiverem sido enumeradas, navegue até Medição, Resumos de medição, Medições de ponto e salve os pontos 2D como um arquivo TXT. Abra este arquivo como uma planilha.

Navegue até Inserir, Tabela Dinâmica para criar uma tabela dinâmica. Selecionando Gênero e Espécie para o rótulo da linha e Período para o rótulo da coluna. Selecione a rotação da câmera que tem o maior número de indivíduos para uma determinada espécie para escolher o MaxN para essa espécie.

Para peixes identificados apenas para o gênero, selecione um nível de gênero MaxN com base na rotação que teve o maior número de indivíduos identificados para espécies naquele gênero específico. Em seguida, use os pontos 2D salvos para navegar exatamente para o mesmo peixe para a medição 3D. Aumente o zoom pelo menos quatro vezes para identificar melhor a ponta do focinho do peixe e as bordas das barbatanas caudais.

Clique manualmente na ponta do focinho e depois na borda da cauda na câmera esquerda. Repita a seleção na mesma ordem no vídeo certo. Em seguida, clique com o botão direito do mouse, selecione Adicionar comprimento e selecione a identificação correta da espécie.

Se a medição do comprimento 3D não for possível, clique com o botão esquerdo do mouse na mesma posição no peixe em ambos os vídeos para marcar um ponto 3D. Preencha os campos de informação deixando o comentário Excluir da medição de comprimento. Depois de concluir as medições 3D para todos os peixes, navegue até Medição, Resumos de medição e Medições 3D de ponto e comprimento.

Salve os dados como um arquivo TXT para exportá-los para análise posterior. Em seguida, determine se amostras adequadas foram obtidas conforme descrito no protocolo de texto. Neste estudo, ferramentas de vídeo estéreo subaquático são utilizadas para quantificar a densidade de peixes.

Existem padrões claros na faixa detectável das espécies observadas, o que provavelmente se deve à interação do tamanho, forma e coloração de cada espécie. Os cálculos de distância de 95%Z são então realizados para duas espécies em particular. Para Sebastes wilsoni e Ophiodon elongatus, a distância de 95% Z é de 2,65 metros para Sebastes wilsoni e 3,96 metros para Ophiodon elongatus, o que se traduz em áreas efetivas de pesquisa de 18,6 metros quadrados e 46 metros quadrados, respectivamente.

Uma análise de bootstrap simples confirma que tamanhos de amostra suficientes são obtidos, pois a estimativa de distância Z de 95% para ambas as amostras se estabiliza quando mais de 50 pesquisas são amostradas. As contagens MaxN por pesquisa são então convertidas em densidades. Para ambas as espécies, as densidades são significativamente maiores em habitats de alto e médio relevo em comparação com habitats de baixo relevo.

As estimativas de densidade para o módulo de pouso pseudo-estacionário são padronizadas usando áreas reduzidas de cobertura. As densidades médias obtidas pela câmera rotativa são 18% maiores do que as obtidas com câmeras estacionárias. Além disso, o coeficiente de variação é 1,8 vezes maior ao usar câmeras estacionárias.

Uma vez dominada, essa técnica pode ser usada para contar e medir peixes em apenas alguns minutos, se executada corretamente. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar que os valores de 95%Z são específicos da ferramenta e da pesquisa. E valores específicos não devem ser usados universalmente.

Seguindo este procedimento, uma variedade de estatísticas multivariadas ou de ordenação podem ser realizadas para responder a perguntas adicionais sobre a composição de espécies em diferentes tipos de habitat. As implicações desta técnica se estendem para uma melhor compreensão da ecologia das espécies de recifes rochosos de águas profundas, pois os mecanismos de pesquisa atuais fornecem apenas uma compreensão pobre do comprimento e abundância dos peixes. Embora essa técnica possa fornecer informações sobre habitats marinhos de águas profundas, ela também pode ser útil em outros sistemas, como recifes de coral e florestas de algas.

Geralmente, os indivíduos novos nesse método terão dificuldades porque requer uma compreensão da geometria dos sistemas de câmeras estéreo. A demonstração visual dessa técnica é útil porque o cálculo de MaxN é derivado de uma variedade de dados e, portanto, requer muitas etapas no software.