Summary
本文介绍了一种利用远程视频监控监控系统对地面嵌套水鸟繁殖菌落进行连续监测的协议。该系统包括五台监控单个巢的摄像头, 一个摄像头监视整个蜂群, 并由通过太阳能电池板充电的汽车电池供电。
Abstract
在上个世纪, 许多水鸟人口面临下降, 其中包括共同的燕鸥 (燕鸥家燕), 一种具有广泛繁殖分布的水鸟物种, 最近在其范围的某些生境中被列为濒临绝种。水鸟监测程序存在跟踪人口的时间;然而, 一些较为密集的方法需要进入殖民地, 并可能对嵌套种群造成破坏。本文介绍了一种利用微创监测系统连续监测典型地嵌套群落中常见的燕窝行为的协议。视频监控系统利用无线摄像头专注于单个巢, 以及整个殖民地, 并允许观察而不进入殖民地。视频系统的动力与 12 V 汽车电池, 不断充电使用太阳能电池板。视频记录使用数字录像机 (DVR) 连接到硬盘驱动器, 可以更换时, 充分。DVR 可能被放在蚁群之外以减少干扰。在这项研究中, 3624 小时的录像记录超过63天的天气条件, 从12.8 °c 到35.0 °c 产生 3006 h (83%) 的可用行为数据。从录制的视频中检索到的数据类型可能会有所不同;我们用它来检测外部扰动, 并测量孵化过程中的嵌套行为。虽然此处详述的协议是为地面嵌套水鸟设计的, 但可以很容易地修改主系统, 以适应其他方案, 如殖民树栖巢种, 使之广泛适用于各种研究需要。
Introduction
共同的燕鸥 (燕鸥家燕, 以后的科特迪瓦), 一个水鸟物种广泛繁殖分布, 已成为一个旗舰的例子, 需要保护和监测计划1。在女帽贸易摘除附近, 联邦立法在1900s 使人口反弹。然而, 切萨皮克湾的人口趋势下降, 除了许多其他水鸟2, 也引起了对科特迪瓦的更多关注。目前, 由于养殖数量的减少和活跃繁殖菌落3, 科特迪瓦被列为马里兰州濒危物种。压力包括繁殖场所的洪水和承受力4,5,6, 人为干扰, 竞争/捕食与海鸥7,8, 和捕食大角猫头鹰 (特斯·布波鹑)和红狐 (狐狸狐狸)9,10, 被认为是导致目前的人口下降;然而, 个别压力源的相对贡献是未知的。了解与繁殖周期的不同阶段相关的压力源, 如孵化、后孵化和雏鹰成功是重要的, 但可以是密集的, 包括需要进入巢群11的频繁调查。这种监测技术可能对燕鸥种群造成破坏性, 在某些情况下可能导致巢弃和/或减少生殖成功12、13、14。
虽然研究人员对共同燕鸥的影响有很好的记录, 但密集的监测可能会影响到一些额外的地面嵌套殖民物种, 如短尾 shearwaters (Puffinus tenuirostris)15, 共同 eiders (Somateria 板栗)16, 黑色漏勺 (Rynchops 尼日尔)17, 峡湾冠企鹅 (Eudyptes pachyrhynchus)18。例如, 对短尾 shearwaters 的研究发现, 监测强度与孵化成功率呈反比关系, 并会加剧种群的下降。这些例子说明了在保持全面监测程序的同时减少干扰的需求越来越大。在本文所概述的视频系统中, 我们的目的是获取关于巢的注意和观察捕食者的信息, 这种方式将减少人类在殖民地内的身体存在。
我们的研究位于 38°46′01″N (76°22′54″W, 此后杨树岛) 的保罗 s 萨班斯生态修复项目, 在马里兰州的几个已知的筑巢地点之一。杨树岛正在进行的监测项目确定了由科特迪瓦统一筑巢, 尽管由于鸟类或哺乳类捕食者19、20的存在, 其成功程度有变。由于这些因素, 白杨岛被认定为进行这项研究的理想地点。
虽然通过视频技术监测水鸟人口的能力对观察21、22的物种有明显的好处, 但在实施这种方法时必须考虑到若干技术考虑因素。例如, 视频分辨率必须足以识别研究人员感兴趣的项目, 如食物项、巢标记或彩色腿部带, 以供个人识别。此外, 物理组件必须足够耐用, 以抵御天气事件和野生动物的相互作用。无线安全摄像头的选择由于其高清晰度图片质量, 彩色显示与无线和红外线功能, 户外耐久性, 和整体成本效益23。
本研究的目的是设计一个视频监控系统, 以便对地面嵌套的殖民物种进行远程观察, 同时对这些人和殖民地造成最小的干扰。本文概述了用于采集数据的特定视频系统。
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Protocol
1. 视频监控系统的现场前期准备工作
注: 这包括准备太阳能电池板、电池系统、照相机和现场施工的监视系统所需的步骤。
- 开始设置太阳能电池板和电池系统, 切割和焊锡20铜绝缘10美国线材 (AWG) 电线 (10 正极, 10 负), 必要时附加环端子。
- 切割六负 (黑色) 和六正 (红色) 导线大约2英尺长, 剥离在1/4 英寸和1/2 之间从每一端。
- 切割四负 (黑色) 和四正 (红色) 导线大约4英尺长, 剥离在1/4 英寸和1/2 之间从每一端。
- 将一层薄薄的焊料添加到两个负数和两个正2英尺的一端, 两端都是4英尺线。
注: 焊接有助于防止暴露的金属在电荷控制器中分裂, 使导线能够更容易地被重用, 同时确保最佳电导率。但是, 这一步骤是不必要的。 - 将3/8 英寸环端子连接至正2英尺线的非焊接端, 5/16. 环形端子至负2英尺线的非焊接端。
- 要连接环形端子, 请将剥离的导线通过黄色管, 直到暴露的金属到达边缘, 但不伸出。
- 分别对四太阳能电池板 C1、DVR1、DVR2 和 DVR3 进行标签, 并附上相应的导线。
- 对于面板 C1 和 DVR2, 将一组4英尺的正负线连接到太阳能电池板上的相应正负端, 使用带翅的导线连接器。用于运输的附加带翅线连接器的导线的开口端盖。
- 对于面板 DVR1, 请将两组4英尺的正负线连接到太阳能电池板上使用有翅线连接器的正极和负极。用于运输的附加带翅线连接器的导线的开口端盖。面板 DVR3 不需要任何附加的电线附件。
- 把所有松散的电线带到太阳能电池板的背面进行运输。
- 要准备太阳能电池板进行监视, 将50英尺长的绳子连接到太阳能电池板背面的两侧, 方法是通过提供的孔滑动绳子, 直到绳子的中点到达孔。为了增加预防措施和减少磨损, 缠绕在与太阳能电池板接触的绳子边缘周围的胶带;应该有八条绳子总。
- 把所有松动的绳子都带到太阳能电池板的背面进行运输。
- 通过将电荷控制器连接到一个18加仑的塑料纸盒, 开始建立电池系统。
- 钻四孔1/4 英寸直径, 1 in. 从顶部, 纵向居中, 并使用系统中包含的螺钉附加。对第二个塑料纸盒重复此步骤;标签第一个 bin "相机系统" 和第二个 "DVR 系统"。
- 留下一个正面和一个负2英尺线与环形终端在 "相机系统" bin 和三正面和三负2英尺电线与环形终端在 "DVR 系统" bin。
- 将 DVR 连接到1/4 英寸厚1英尺 x 2 英尺的胶合板板上, 使用尼龙搭扣粘背胶带, 并将胶合板放在 "DVR 系统" 纸盒中进行运输。
- 充电六 12 V 干电池吸水玻璃垫 (年会) 汽车电池充电器通过将正剪辑连接到汽车电池的正极端子上, 将负极夹到汽车电池的负极端子上, 并将电池充电器插到出让。
- 将导线连接到电荷控制器上, 准备电池系统进行现场使用。
- 连接一组焊接, 一侧环端子2英尺电线 (以下简称 OSS/OSR 线) 的电荷控制器在 "相机系统" bin, 松开螺丝标记 "电池 +" 和 "电池-" 的电荷控制器和滑动每根导线的焊接端到其相应插槽的左侧。正导线附着在正 (+) 插槽上, 负极线附着在负 (-) 插槽上。
- 拧紧螺钉, 确保两条导线都安全。对 "DVR 系统" bin 中的电荷控制器重复步骤1.7.1 和1.7.2。
注: 注意: 确保没有裸露的金属伸出的电荷控制器的底部, 因为这有可能短路和扰乱系统。如果发生这种情况, 将需要完全更换充电控制器。 - 在 "DVR 系统" bin 中, 将 12 V 马累 dc 适配器与正负线和两个男性直流电源插头连接在充电控制器上, 松开标记为 "负载 +" 和 "负载-" 的螺钉, 并滑动相应的正、负极线插入每个插槽的左侧。应该有一个正面导线从 12 V 男性直流电源适配器和一个正面导线从每个男性直流电源插头在 "装载 +" 槽和一根负极从 12 V 男性直流电源适配器和一根负极从每个男性直流电源插头在"负载-" 插槽。
- 胶带松动电线到塑料盒运输。拧紧螺钉后, 请确保连接是安全的, 以确保没有电线从电荷控制器中脱落。
- 重复步骤1.7.3 只有两个男性直流电源插头, 而不是 12 V 男性 dc 适配器, 在 "相机系统" bin。电荷控制器的相应插槽中应有两条正负线。
注: 两个男性直流电源插头上的导线可以焊接在一起, 正面和负向负, 以减少充电控制器中的松散导线的数量。 - 连接两个4端口直流电源分配器 (一个女性到四男性) 到两个男性 dc 电源插头在 "相机系统" bin。对 "DVR 系统" bin 中的两个男性 DC 电源插头重复此步骤。
- 准备摄像机进行现场使用。
- 使用所提供的螺钉将无线高清摄像机连接到1.5 英尺2x4 板 (或2x4 木木桩) 上。将主板与安装后的摄像头切割成 V 型, 以确保更容易地进行监视。重复四个摄像头。
- 使用螺钉将一台无线高清摄像机连接到5英尺长的2x4 板 (请参阅 1.8.1)。这将作为殖民地相机。
- 将每个无线高清摄像机与它的对应接收器标记。将五台摄像头连接到1.5 英尺的 "相机系统" 纸盒中, 用于运输, 并将所有六个摄像头接收器放在 "DVR 系统" 纸盒中进行传输。其余的相机将分别携带。
- 捆绑六50英尺的刺刀 Neill–Concelman (BNC) 扩展电缆与管道胶带运输和地方的 "相机系统" bin。
- 准备现场使用的监视系统。
- 在锯木架 (孔的大小根据使用的眼睛螺栓的类型不同) 在双方的中心互相钻出一个孔。重复余下的三锯木架, 共八个。
- 将眼睛螺栓、螺母和垫圈固定在以下图案的每个孔上: 吊环、螺母、垫圈、锯木架、垫圈、螺母, 吊环朝外。
- 松散地连接9-22 毫米软管夹在每个眼睛螺栓。
2. 现场视频监控系统的建设
注: 这包括确保系统安全、电线电池系统和太阳能电池板、连接 DVR 系统和设置摄像头所需的步骤。
- 为了保证系统的安全, 首先要确定摄像机和 DVR 系统的位置。相机系统应该足够远, 从巢, 以减少干扰, 但在范围内的 BNC 延伸电缆。
- 使用金属钢筋铆接系统将锯木架安全地固定在地面上。
- 在指定的相机系统位置放置一个锯木架和 "相机系统" bin。将余下的三锯木架和 "dvr 系统" bin 放在指定的 dvr 系统位置相邻。
- 确保锯木架为最大的阳光照射。
- 使用开机自检驱动程序将两个5英尺的钢筋1-2 英尺的驱动器放到地面。确保钢筋间距, 以匹配锯木架的眼睛螺栓之间的距离。对每个锯木架重复, 确保钢筋稳定。
- 抬起每个锯木架在钢筋对和滑动环钳通过钢筋两侧。拧紧环夹。
- 把太阳能电池板固定在锯木架上。
- 将太阳能电池板 C1 放在指定摄像机系统位置上的锯木架上, 并将 dvr 1、2和3在三锯木架上指定的 dvr 系统位置上, 以最佳的角度为最大太阳照射 (角度取决于纬度和季节)。将面板 DVR 1、2和3按顺序放置。
- 在每个太阳能电池板前, 将两个6的钉子 (或帐篷木桩, 取决于基体) 放入地面, 以防滑动。总共应该有八根钉子。
- 驱动两个6在. 钉子 (或帐篷赌注, 取决于基体) 入地面在近似45°从太阳板的后面和安全绳索的松散的末端从太阳能电池板的后面到钉子。相邻的绳子可以连接到相同的钉子, 共四个钉子的 DVR 系统和两个相机系统。
- 将 "相机系统" bin 放在面板 C1 附近, "DVR 系统" bin 靠近面板 DVR1。
- 要电汇电池系统, 从两个垃圾箱中取出任何松散的物品, 并将两个 12 V 干电池年度汽车电池在 "相机系统" bin 和四 12 v 干电池年会汽车电池在 "DVR 系统" bin。放置电池时, 确保负极端子始终朝向同一方向。
注: 如果系统在操作过程中没有保持最佳充电, 则可以将第三个电池添加到 "相机系统" bin 中。- 将两个 12 V 干电池的电池在 "相机系统" 中并联。
- 将3/8 英寸的环形端子从正、2英尺的导线连接到 12 V 干电池年度汽车电池的两个正极电池端子上。重复此步骤与负2英尺线与5/16 英寸环形端子和负极电池端子。
- 将 OSS/OSR 电线从电荷控制器连接到正极电池端子。重复此步骤与消极 OSS/OSR 线和负极电池终端在对面的电池。
- 将四 12 V 干电池的年度汽车电池在 "DVR 系统" bin 中并行进行连线 (图 2)。
- 确保四 12 V 干电池年度汽车电池是以2x2 的方式为导向的。当进入垃圾箱时, 将电荷控制器连接到的纸盒一侧被视为顶部。因此, 此2x2 模式中的电池将被标记为左上角 (TL)、右上角 (TR)、左下 (BL) 和右下角 (BR)。
- 将3/8 英寸环端子从正向2英尺的导线连接到电池 TR 上的正极电池端子上, 另有3/8 个在. 环形端子中, 从这根电线到电池的正极电池端子. 重复此步骤与 5/16 in. 环形终端从 nega2英尺导线到负极电池终端在各自电池。
- 将3/8 英寸环形端子从正向2英尺的导线连接到电池 TL 上的正极电池端子上, 另有3/8 个在. 环形端子中, 从这根电线到电池的正极电池端子. 重复此步骤与 5/16 in. 环形终端从 nega2英尺导线到负极电池终端在各自电池。
- 将一个3/8 英寸的环形端子从正2英尺的导线连接到电池上的正极电池端子, 另有3/8 个在. 环形端子, 从这根电线到电池的正极电池端子. 重复此步骤与 5/16 in. 环形终端从 nega2英尺导线到负极电池终端在各自电池。
- 将 OSS/OSR 电线从电荷控制器连接到正极电池端子。重复此步骤与消极 OSS/OSR 线和负极电池终端的不同电池。
- 将两个 12 V 干电池的电池在 "相机系统" 中并联。
- 将太阳能电池板导线连接到电荷控制器上, 将正连接和负连接连在一起。
- 使用面板 DVR3 上的带翅线连接器, 将一条正负线从 DVR2 连接到 DVR3 上的相应正负线。使用面板 DVR2 上的带翅线连接器, 将一条正负线从 DVR1 连接到 DVR2 上的相应正负线。
- 将剩余的正负线从 DVR1 连接到 "DVR 系统" 纸盒中的电荷控制器, 方法是松开充电控制器上标有 "太阳能 +" 和 "太阳能" 的螺钉, 并将每根导线滑动到相应插槽的左侧。拧紧螺钉, 确保两条导线都是安全的。
- 重复步骤2.6.2 为 C1 和电荷控制器在 "相机系统" bin。
注: 注意: 请确保导线的正负两端在这一步骤中不接触, 因为这有可能短路并扰乱系统 (请参阅1.7.2 以了解更多说明)。 - 丢弃从运输中遗留下来的任何翼线连接器, 并将所有带翅的电线连接与防风雨的导电胶带。
- 检查以确保两个充电控制器上都有白色和绿色指示灯 (分别为太阳能和电池电源)。这确保了系统的运行, 并有一个完整的收费。
注意: 如果没有完全充电, 系统将无法正常工作。如果电池电源指示灯不是绿色 (黄色或红色), 则可以断开电池并对其进行充电, 或者允许太阳能电池板在继续操作前数小时对电池充电。
- 将 DVR 系统连接到接收器和程序设置。
- 将木胶合板与附加的 DVR 在四 12 V 干电池周年大会汽车电池在 "DVR 系统" bin 的顶部。
- 将每个接收器上的母直流电源插头连接到两个4端口直流电源分配器上的每个男性直流电源插头上。
- 将其中一个男性直流电源插头从两个4端口直流电源分配器之一连接到硬盘录像机上标记为 "DC12V" 的端口。用防水胶带保护剩余的男性直流电源插头。
- 将每个接收器上的黄色 BNC 连接器连接到 DVR 上标记为 "视频" 的八个端口的六。
- 用胶带将每个接收机安全地带到 "DVR 系统" 纸盒的两侧。接收机应间隔至少4在. 除了减少信号干扰。
注意: 极端温度波动可能导致磁带无效, 因此确保正确的保持是防止画面丢失的关键。 - 要对 dvr 设置进行编程, 请将 12 V 马累 DC 适配器从充电控制器连接到显示器上的黄色 AV 端口和显示器上的 hdmi 电缆, 以及 dvr 上的 hdmi 端口。按下 DVR 和显示器显示器上的电源按钮以确保系统工作正常。
- 将所提供的计算机鼠标连接到 DVR 上的 USB 端口;这使得显示监视器可以用适当的设置进行编程, 包括正确的日期和时间 (可以为剩余的设置选项保留出厂设置) 一旦调整了设置, 请删除鼠标。
- 在现场设置摄像头。
- 将所有摄像头放置在嵌套场所的标记位置上, 并用槌球将每个木桩放入地面。在驾驶赌注时, 一方面拿着相机, 以防止可能损坏的相机或松动的螺丝, 并确保每桩股权是稳定的, 然后继续进行。
- 将一条 BNC 延长线连接到六个摄像头位置, 并将其与男性 DC 端口端在照相机和母端口端在 "相机系统" bin 中, 并确保避免用电缆撞击其他巢。
- 将每个 BNC 扩展电缆插入相应的摄像机母端口, 并使用防风雨的电子胶带密封所有连接。
- 用防水胶带封住 BNC 延伸电缆两侧的黄色视频端口。
- 将六条 BNC 延长线连接到 "相机系统" 纸盒中的四个端口直流电源分配器。
- 把盖子放在 "相机系统" 的 bin 上, 用蹦极绳固定。
- 返回 DVR 系统, 并检查显示监视器查看现场视频。确保显示器上的视频清晰准确, 必要时对摄像机位置进行调整。
- 把盖子放在 "DVR 系统" 的 bin 上, 用蹦极绳固定。
3. 查看视频片段。
- 通过从硬盘上拔出数据和电源串行高级技术附件 (SATA), 从该字段卸下硬盘录像机。如果正在进行数据收集, 请用另一种替换硬盘驱动器。
注意: 卸下硬盘将重置 DVR 系统上的设置。要重置它们, 请重复步骤2.7.6 和2.7.7。 - 设置视频审阅设备。
- 用所提供的电源线将 DVR 插入电源。
注: 如果视频监视仍在进行中, 则可以使用与现场建立的不同的 DVR 进行检查。这需要购买第二个 DVR。 - 通过将 hdmi 电缆连接到两个设备上各自的 hdmi 端口, 将 DVR 与计算机显示器相连。如果 HDMI 电缆不可用, 可使用 VGA 电缆将 DVR 连接到计算机显示器。
- 通过插入数据和电源 SATA 电缆, 将硬盘连接到 DVR 系统。连接后, 在 DVR 盒中设置硬盘驱动器, 然后关闭盖子。
- 将提供的计算机鼠标连接到 DVR 上的 USB 端口。这允许与监视器上的程序进行交互。
- 打开显示器和 DVR。这将导致系统在初始化时出现 "体系徽标"。
- 用所提供的电源线将 DVR 插入电源。
- 当出现蓝色弹出框时, 右键单击弹出框外的任意位置, 将其关闭。屏幕应该出现九个矩形, 其中八应该显示在中心的系统徽标。
- 右键单击屏幕上的任意位置。将出现一个弹出框, 其中有以下选项: 视图1、视图4、视图8、视图9、平移/倾斜/缩放、照相机设置、信息、序列、禁用蜂鸣音、搜索、手动和主菜单。
- 单击 "搜索"。将出现一个蓝色弹出框, 标题为 "系统登录"。
- 由于系统将生成自动用户名 (admin) 和密码 (000000), 请使用屏幕键盘在提供的字段中输入密码, 然后单击"确定"。用户名和密码可以在设置中的任何时间更改。
注: 屏幕上将出现一个长矩形的底部和一个日历在右边;有记录的录像的日期将以明亮的蓝色突出显示;所有其他日期将显示为深蓝色。单击要审阅的视频的日期。一旦点击, 屏幕底部将会改变, 以显示在黄色的一天录制的视频。 - 当 DVR 在六个独立的通道上记录所有六台摄像机的视频时, 请按下日历中的单个灰色矩形, 一次查看一台照相机的镜头。这会导致下拉菜单显示一个频道号列表;选择适当的通道。
- 要查看影片, 请按 "播放" 按钮 (右三角形)。要跳到视频的特定时间, 请在屏幕底部的录制的素材矩形上单击适当的时间。
- 要比实时速度更快地播放, 请按快进按钮 (右双三角形)。每次点击都会使画面速度加快 1x;在第五次点击将镜头返回到正常播放时间之前, 可以查看4x 的速度。
- 要暂停影片, 请按 "暂停" 按钮 (两条平行线)。这将节省影片中的位置, 但停止播放。
- 为了切换镜头, 按下停止按钮 (方形);这将重置画面和显示。当主显示器为黑色时, 可以单击日历和频道下拉菜单来更改画面。
- 要关闭该程序, 请停止视频并右键单击屏幕上的任意位置。这将导致程序返回到9矩形的主屏幕。关闭显示器和 DVR 系统的电源。
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Representative Results
该视频监控协议的实施将导致连续的数据集从五水鸟巢在接近的范围和一组镜头的整个殖民地从一个高的优势点。该系统的成功使用将减少镜头超出范围或显示质量较差的图像的时间, 并将最大限度地提高影片的高质量的时间 (图 2;图 3)。在杨树岛上的摄像头安装在夏季2017在巢与一个鸡蛋, 因为成年燕鸥没有开始定期参加他们的巢, 直到一个完整的离合器 (2-4 鸡蛋) 奠定24。安装时间平均在1-2 小时之间, 包括两个时间内的殖民地设置 "相机系统" 的 bin 和时间外的殖民地设置 "DVR 系统" bin。通过安装摄像头监控系统在正常的巢出勤之前, 成人燕鸥被给时间适应。
全功能电子系统导致收集3120小时的镜头从8巢和504小时的镜头从一个殖民地相机 (表 1)。在这种情况下, 巢数超过五, 因为有故障或成功孵化巢的摄像头被删除, 并在本赛季晚些时候重新筑巢的尝试被重用。从55°F 到95°F 的天气状况, 录像记录了63天以上。在这3624小时的镜头中, 3006 h (83%) 的镜头包含可用数据, 618 h (17%) 的镜头超出了范围。由于 DVR 系统具有 2 TB 的容量, 硬盘每10天更换一次。信号干扰是信号丢失的主要原因, 虽然电池的电荷减少, 相机干扰也有少量的贡献。获得的素材足以区分食物和嵌套标记, 但不足以读取大小为2的金属地质调查局波段的数字。成人对巢级摄像机进行饲养、孵化、巢维护和整理等行为, 成年人在蜂群摄像机上观察到植绒和干扰。
| 总镜头 (h) | 总巢 | 季节长度 (天) | 丢失的片段 (h) | 可用的镜头 (h) | 可用素材百分比 (%) | |
| 地面窝摄像机 | 3120 | 8 | 63 | 508.52 | 2611.48 | 83。7 |
| 蜂群摄像机 | 504 | 1 | 63 | 109.82 | 394.18 | 78。2 |
表 1: 2017 产卵季节的整体视频采集数据.以下数据记录在2017在马里兰州切萨皮克湾杨树岛的共同燕窝季节。
图 1: 并联电池布线系统示意图.描述 DVR 系统并联布线结构的简化图。充电控制器被描述在顶部与四辆汽车电池形成2x2 模式下面。请单击此处查看此图的较大版本.
图 2: 视频画面质量的可视化表示。高质量的图像, 无信号干扰。B.质量较差的图像, 线条表示信号干扰。C.超出范围的图像, 表示丢失的画面。该系统的成功使用将最大限度地提高高质量的镜头, 并尽量减少质量差和超出范围的图像结果。请注意, B 是从一个单独的审判地点捕获的, 而不是在杨树岛上捕获的 a 和 C。请单击此处查看此图的较大版本.
图 3: 从蜂群摄像机中视频图像的可视化表示.从杨树岛上的蜂群相机中得到高质量图像的例子。请单击此处查看此图的较大版本.
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Discussion
监测水鸟可能是破坏性的, 调查人员的干扰, 而监测水鸟已与巢遗弃和减少在生殖成功12,13,14。这里提出的协议提供了一种微创监测方法, 允许研究人员建立和记录地面嵌套水鸟的嵌套行为, 通过连续的视频镜头。
因为这种方法是微创的, 它需要大量的初始劳动, 以确保系统在没有研究人员在场的情况下运行顺畅。研究人员试图利用这种方法的一个问题是维护汽车电池充电所需的电量。这里介绍的系统利用三太阳能电池板为 DVR 系统和一个太阳能电池板为照相机系统;然而, 太阳能电池板上的最大功率输出因日长和太阳径的变化而根据纬度和年的时间而变化。我们建议测试所有设备在现场使用之前, 并验证正确的角度, 最大的太阳曝光的基础上的位置。有几个非学术性用户友好的在线来源, 以协助确定最佳角度25,26。此测试应发生在与预期地点相媲美的区域, 而不影响目标物种。如果测试运行表明需要更多的电源, 则可以更改这些方法, 以便将额外的太阳能电池板添加到 DVR 或照相机系统中。
在最初建立本议定书时, 我们遇到了一些需要进一步审议和审查的挑战。其中一个挑战是保持信号强度。显示器显示器将始终读取 "超出范围" 或当前数据与大量的噪音的相机, 显示信号丢失或信号干扰。一旦我们有信心的摄像头系统是在接收范围内, 并没有对象阻碍视线, 我们开始故障排除其他原因的信号干扰。信号干扰的最大来源被证明是接收器彼此之间的位置。根据制造商的数据, 接收器必须至少放置4个, 以减少干扰27。如果这是实现和信号干扰仍然发生, 或有太多的对象阻碍视线, 然后接收器可以安装到高管道, 以提高他们在潜在的信号阻塞源。另外, 无线摄像头可以用有线摄像头替换, 以确保连接牢固。然而, 这将需要一个不同的电缆系统。
其他考虑因素包括吹毛求疵所有连接, 确保摄像机的稳定性和确认接收器的安全。该系统是在室外构造的, 沙子和湿气可能进入连接并引起腐蚀。保护所有与防水胶带的连接将减少腐蚀量, 并提高系统的寿命。除了沙子和湿气, 野生动物还会影响系统的寿命。在这项议定书的建立期间, 大角猫头鹰被看见多次敲打照相机, 并且经常看见的笼子在殖民地照相机, 行动可能导致数据损失和损坏的设备。为了减少野生动物之间的相互作用, 我们建议在初始化实验之前, 验证地面摄像机放置的坚固性。一个可能的调整可能是加法钢筋对木照相机赌注。温度也可能对这个系统产生重大影响。极端的温度会削弱胶带的保护, 并可能导致它们落入容器的底部, 导致丢失的画面。因此, 我们建议在系统部署之前确保一个强大的接收器位置。如果极端温度是常见的, 并且/或者需要更安全的附件, 则可以使用替代的附件方法, 例如将每个接收器附加到垃圾箱的托架系统。然而, 这需要更多的工具, 劳动力和成本来建立。
该视频监控协议在位置和监控潜力上都是有限的。这里描述的监视系统已经成功地在沙地和半岩石地形上进行了测试;然而, 在某些基底上, 如岩石露头可能很难建立。这就限制了系统对特定地形的潜在使用。为了绕过这个问题, 可以为主系统开发适合于目标地形的替代的定位方法, 使其具有更广阔的位置潜力。在夜间, 红外摄像机的有限范围也限制了监测电位。尽管这个系统利用蜂群摄像机来观察更多的蜂群, 而不是从巢层看到的, 但是红外线并没有完全延伸到整个蚁群中, 而且很难分辨出光范围以外的形状。因此, 蜂群摄像机在夜间没有添加外部红外线照明系统, 能够提供对捕食和整体蜂群模式的洞察力是非常有限的。
本文所描述的系统为地面嵌套水鸟, 可为其他物种改变主系统, 使其广泛应用于记录许多目标物种的行为。例如, 对于产卵的物种, 如黑背信天翁, 研究人员需要在巢建设时将系统安装在巢中, 以确保系统在正常的巢穴出勤之前建立。在建立系统之前, 评估目标物种对相机设备的耐受性也是至关重要的, 因为这可能会限制有效性。这种方法使研究人员能够以最少的干扰来远程收集数据, 并允许研究人员继续记录常见的燕窝模式, 并将远程监测工作扩展到其他许多物种。我们希望, 研究和管理界可以利用这一发展, 不仅改进数据收集, 而且减少监测工作对我们旨在保护的物种的影响。
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Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
本手稿中报告的所有数据都是按照帕塔克森特野生动物研究中心动物保育和使用委员会批准的议定书收集的。该项目由马里兰自然资源部提供资金, 并得到美国地质调查局生态系统任务区的支持。 视频制作由切萨皮克湾信托和帕塔克森特的朋友资助。我们要感谢美国陆军工兵, 马里兰环境服务部, 马里兰交通部马里兰州港口管理局提供一般后勤支持, 并允许现场视频拍摄。我们要感谢马里兰大学的比尔鲍尔曼博士和丹尼尔格朗纳博士对系统设计和实施的投入。我们还要感谢比尔. 舒尔茨、凯特林 Reintsma 和凯蒂德福斯在2017夏季的故障排除和现场设置方面的帮助。最后, 我们将感谢迈克尔焕发 (内部审查) 和匿名审阅者为他们的输入。在本出版物中使用贸易、产品或商号名称仅供说明用途, 并不意味着美国政府认可。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Morningstar SS-20L-12V (2) | Morningstar Corporation | 3680192 | Charge controller |
| Renogy 100 W 12V Panel (4) | Renogy | RNG-100D | Solar panel |
| LOREX LW3211 (6) | Lorex | LW3211-2PK | Wireless camera with receivers |
| Sawhorse (4) | HDX | SH106 | |
| LOREX DV7082 | Lorex | DV7082W | 8ch 1080p HD DVR; Comes with computer mouse |
| 12V dry cell Absorbent Glass Mat (AGM) car batteries (6) | Optima | DS46B24R | |
| TCT LCD color monitor | Kuman | X0013XAI51 | Mini display monitor |
| 22 in. display monitor | Dell | S2218H | For office |
| 18 gallon plastic bin (2) | Sterilite | 1446 | Plastic container |
| Black copper insulated 10 AWG wire | Southwire | 22973257 | Black electrical wire |
| Red copper insulated 10 AWG wire | Southwire | 37113803 | Red electrical wire |
| 3/8 in. ring terminals | Autocraft | 85417 | |
| 5/16 in. ring terminals | AutoCraft | 85445 | |
| Winged wire connectors (red) | Commercial Electric | 775304 | Connector is large enough to accommodate 3 10AWG wires inside |
| 12V male DC adapter (2) | Avue | 162537 | |
| Male DC 2.1 x 5.5 mm power plugs for CCTV (4) | WinBook | 231001 | |
| Four port DC power splitters, 1 female to 4 | ClearView | PWRSPIDER4 | |
| 1.5 ft. wooden board (5) | Home Depot | 461443 | |
| 5 ft. wooden board | Vigoro | RC 85N | |
| 1/4 in. x 2 in. eye bolt (8) | Everbilt | 816721 | |
| 5/16 in. hex nuts (16) | Everbilt | 804886 | |
| 5/16 in. washers (16) | Everbilt | 807220 | |
| SAE size 6 stainless steel clamps (8) | Everbilt | 670655E | |
| 60ft. BNC extension cables (6) | WinBook | 432377 | |
| 2 ft. x 4 ft. wooden plywood | Home Depot | 1502104 | Cut to 1 ft. x 2 ft. |
| 5 ft. metal rebar (8) | Weyerhaeuser | 35616 | |
| Bungee cord (2) | HDX | 56128 | For securing lid |
| 15 ft. x 3/4 in. sticky back tape | Velcro | 239540 | |
| Duct tape | Duck | 392875 | |
| Permanent Marker | Sharpie | 35010 | |
| 1/4 in. x 400 ft. white diamond braid nylon rope | Everbilt | 72716 | |
| Weatherproof electrical tape | Scotch | 6143-BA-10 | |
| Schumacher 6A 12V automatic battery charger/ Carquest battery charger 8A | Schumacher/ Carquest | SP6/ CQ-80CR | Two possible car battery chargers |
| 6 in. nails (14) | Grip-Rite | 60HGC | |
| 18 Volt 1/2 in. Drill-Driver | Ryobi | P208B | Drill |
| 25 watt standard duty soldering iron | Weller | SP25NKUS | Soldering iron |
| Leaded rosin core solder | Bernzomatic | 354123 | Solder |
| Wire cutter | Stanley | 84-199 | |
| Screwdriver | Husky | 146340142 | Came from 14 piece set of Phillips and flathead drivers |
| 15 in. aggressive tooth saw | Home Depot | 122SS159 | |
| Rubber mallet | HDX | 31030 | |
| Post driver | Everbilt | 901147EB |
References
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