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Um sistema de vigilância por vídeo para monitorar a criação de colônias de andorinhas comuns (Sterna Hirundo)

Published: July 22, 2018 doi: 10.3791/57928
* These authors contributed equally

Summary

Este artigo descreve um protocolo que usa um sistema de vigilância de monitoramento de vídeo remoto para monitorar continuamente as colónias de reprodução de aves aquáticas do terra-assentamento. O sistema inclui cinco câmeras de monitoramento de ninhos individuais e uma câmera de monitoramento a colônia como um todo e é alimentado por baterias que são recarregadas através de painéis solares.

Abstract

Muitas populações de aves aquáticas enfrentaram declínio ao longo do século passado, incluindo o Garajau comum (Sterna hirundo), uma espécie de aves aquáticas, com uma distribuição generalizada de reprodução, que recentemente foi listada como ameaçadas de extinção em alguns habitats da sua gama. Existem programas de monitoramento de aves aquáticas para controlar populações através do tempo; no entanto, algumas das abordagens mais intensivas necessitam entrar em colônias e podem ser perturbadoras para as populações de assentamento. Este artigo descreve um protocolo que utiliza um sistema de vigilância minimamente invasiva para monitorar continuamente o comportamento de nidificação de Trinta-réis-comum em colônias típicas de terra-assentamento. O sistema de monitoramento de vídeo utiliza câmeras sem fio, focadas em ninhos individuais, bem como sobre a colônia como um todo e permite a observação sem digitar a colônia. O sistema é alimentado com vários carro baterias de 12 V que são continuamente recarregadas usando painéis solares. Filmagem é gravada usando um gravador de vídeo digital (DVR) conectado a um disco rígido, que pode ser substituído quando estiver cheia. O DVR pode ser colocado fora da colônia para reduzir a perturbação. Neste estudo, 3.624 h de vídeo gravado durante 63 dias em condições de tempo variando de 12,8 ° C a 35,0 ° C produzido 3.006 h (83%) de dados comportamentais utilizáveis. Os tipos de dados obtidos o vídeo gravado podem variar; usamos para detectar perturbações externas e medir o comportamento de nidificação durante a incubação. Embora o protocolo detalhado aqui foi projetado para terra-assentamento aves aquáticas, o principal sistema poderia facilmente ser modificado para acomodar cenários alternativos, tais como coloniais espécies arbóreas de aninhamento, tornando-se amplamente aplicável a uma variedade de pesquisa necessidades.

Introduction

Andorinhas comuns (Sterna hirundo, doravante COTE), uma espécie de aves aquáticas com uma distribuição generalizada de reprodutores, tornaram-se um exemplo emblemático da necessidade de conservação e monitoramento de programas1. Uma vez colhidas para perto de extirpação para o comércio de confecção de chapéus, legislação federal no 1900 habilitado populações de rebote. No entanto, tendências de população em declínio na Baía de Chesapeake tem solicitado maior preocupação sobre COTE, além de muitas outras aves aquáticas2. COTE atualmente está listada como uma espécie ameaçada de estado de Maryland devido a reduções em números de reprodução e de colónias de reprodução ativa3. Estresse, incluindo inundações e alagamentos de criação de sites4,5,6, perturbação antrópica, concorrência/predação com gaivotas7,8e predação por corujas horned de grande ( Bubo virginianus) e raposas (Vulpes vulpes)9,10, acredita-se que contribuíram para o declínio de população atual; no entanto, as contribuições relativas de estressores individuais não são conhecidas. Estressores de compreensão associados com diferentes estágios do ciclo de reprodução, tais como incubação e pós-escotilha fledging sucesso são importantes mas podem ser intensiva e incluem inquéritos frequentes que exigem entrada no aninhamento de colônia11. Tais técnicas de monitoramento podem ser perturbadoras para as populações de Trinta-réis-e em alguns casos podem resultar em abandono do ninho e/ou diminuição do sucesso reprodutivo12,13,14.

Enquanto o impacto dos investigadores em andorinhas comuns é bem documentado, acompanhamento intensivo pode afetar um número de terra-assentamento coloniais espécies adicionais, tais como pardelas cauda curta (Puffinus tenuirostris)15, eideres comuns ( Somateria mollissima)16, preto skimmers (Rynchops niger)17e Fiordland cristado pinguins (Eudyptes pachyrhynchus)18. Por exemplo, um estudo sobre pardelas caudas curtas descobriu que a intensidade de monitoramento tinha uma relação inversa sobre o sucesso da incubação e pode exacerbar a população declina. Estes exemplos ilustram a necessidade crescente de reduzir a perturbação, mantendo programas de monitoramento abrangentes. Com o sistema de vídeo descrito neste trabalho, tivemos como objetivo obter informações sobre ninho atenção e observação dos predadores de uma forma que reduziria a presença física dos seres humanos dentro da colônia.

Nosso estudo foi localizado no projeto de restauração Paul S. Sarbanes ecossistema na ilha de Poplar (38 ° 46′01″N, 76 ° 22′54″W, vida futura ilha Poplar), um dos poucos sites de nidificação conhecidos para COTE em Maryland. Programas de monitoramento em curso na ilha de Poplar identificaram aninhamento consistente por COTE, embora com níveis variáveis de sucesso dependendo da presença de predadores mamíferos ou aviária19,20. Devido a estes fatores, Poplar ilha foi identificada como um local ideal para realizar este estudo.

Enquanto a capacidade de monitorar as populações de aves aquáticas com tecnologia de vídeo tem claros benefícios para a espécie sob observação21,22, um número de considerações técnicas deve ter em conta ao implementar esta abordagem. Por exemplo, a resolução de vídeo deve ser suficiente para identificar itens de interesse para o pesquisador, tais como alimentos, ninho de marcações ou anilhas coloridas para identificação individual. Além disso, os componentes físicos devem ser duráveis o suficiente para suportar ambos eventos climáticos e interações da vida selvagem. Câmeras de segurança sem fio foram escolhidas devido a sua qualidade de imagem de alta definição, ecrã a cores com recursos de infravermelhos e sem fios, durabilidade ao ar livre e custo total eficácia23.

O objetivo deste estudo foi projetar um sistema que permita a observação remota de uma espécie de terra-assentamento colonial, enquanto causando o mínimo de perturbação para os indivíduos e a colônia de monitoramento de vídeo. Este artigo descreve o sistema de vídeo específico usado para coletar dados.

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Protocol

1. pré-campo preparação do sistema de monitoramento de vídeo

Nota: Isto inclui as etapas necessárias para preparar a painéis solares, sistema de baterias, câmeras e sistema estacando para construção no local do campo.

  1. Para começar a instalação dos painéis solares e sistema de bateria, corte e solda 20 cobre 10 (AWG) American wire gauge fios isolados (10 positivos, 10 negativo), anexar anel terminais quando necessário.
    1. Corte seis negativo (preto) e seis positivos (vermelhos) fios aproximadamente 2 ft de comprimento, descascamento entre 1/4 pol. e 1/2 pol. de cada extremidade.
    2. Corte quatro negativo (preto) e quatro fios (vermelhos) positivos aproximadamente 4 ft de comprimento, descascamento entre 1/4 pol. e 1/2 pol. de cada extremidade.
    3. Adicione uma camada fina de solda para uma extremidade de dois negativos e dois fios positivos 2 FT e ambas as extremidades de todos os fios de 4 ft.
      Nota: Solda ajuda a impedir que o metal exposto dividindo no controlador de carga, permitindo que os fios ser reutilizado mais prontamente garantindo ótima condutibilidade. No entanto, este passo não é necessário.
    4. Terminais de anel de 3/8 pol. fixe as extremidades não soldadas dos positivo ft 2 fios e terminais de anel de 5/16 pol. para as extremidades não soldadas dos fios negativo 2 ft.
      1. Para anexar os terminais do anel, alimente o arame despojado através dos tubos de amarelos até o metal exposto atinge a borda mas não chama a atenção.
  2. Rotular os quatro painéis solares, C1, DVR1, DVR2 e DVR3, respectivamente e prender os fios apropriados.
    1. Painéis de C1 e DVR2, anexe um conjunto de fios positivos e negativos de 4 ft para respectivas extremidades positivas e negativas no painel solar usando conectores de fio alado. Cap extremidades abertas dos fios com conectores de fio alado adicionais para o transporte.
    2. Painel DVR1, anexe dois conjuntos de fios positivos e negativos de 4 ft para respectivas extremidades positivas e negativas no painel solar usando conectores de fio alado. Cap extremidades abertas dos fios com conectores de fio alado adicionais para o transporte. Painel DVR3 não necessita de quaisquer acessórios adicionais de fio.
    3. Fita de fios todos soltos na parte de trás dos painéis solares para o transporte.
  3. Para preparar os painéis solares para estacar, prenda um pedaço longo de 50 ft de corda para cada lado da parte de trás dos painéis solares deslizando a corda através dos furos fornecidos até o ponto médio da corda atinge o buraco. Por precaução e para reduzir o desgaste, enrole a fita adesiva em torno das bordas de corda que entram em contacto com o painel solar; deveria haver oito pedaços de corda total.
    1. Fita corda tudo solta na parte de trás do painel solar para transporte.
  4. Começa o set-up do sistema de bateria, anexando o controlador de carga para uma caixa plástica 18-galão.
    1. Broca 4 furos 1/4 pol. de diâmetro, 1 pol. de cima, centrado no sentido longitudinal e fixar com os parafusos incluídos no sistema. Repita esta etapa para uma segunda caixa plástica; rótulo o bin primeiro "Sistema de câmera" e o segundo, "Sistema DVR".
    2. Deixe um positivo e um fio negativo 2 ft com terminais de anel no caixote do lixo "Sistema de câmera" e três positivos e três fios negativo 2 ft com terminais de anel no caixote do lixo "Sistema DVR".
  5. Anexar o DVR para uma folha de madeira compensada grossa 1 ft x 2 FT 1/4 pol. usando tiras de fita adesiva traseira de Velcro e coloque a madeira compensada no bin "DVR system" para o transporte.
  6. Pilha seca de seis 12 V carga vidro absorvente da esteira (AGM) baterias de carro com um carregador de bateria, anexando o clipe positivo ao terminal positivo da bateria de carro e o clipe negativo para o terminal negativo da bateria de carro e plugar o carregador de bateria para uma saída Deixe-se.
  7. Ligue os fios para os controladores de carga para preparar o sistema de bateria para uso em campo.
    1. Anexar um conjunto de um lado soldado, um lado anel fios do terminal 2 ft (doravante referidos como fio de OSS/OSR) para o controlador de carga no caixote do lixo "Sistema de câmera", desapertando os parafusos rotulados "bateria +" e "Bateria –" na acusação de controlador e deslizando o soldadura de extremidade de cada fio no lado esquerdo do seu slot correspondente. Fios positivos conecte ao encaixe do positivo (+) e negativos fios conecte ao encaixe do negativo (-).
    2. Aperte os parafusos e certifique-se de ambos os fios estão garantidos. Repita as etapas 1.7.1 e 1.7.2 para o controlador de carga no caixote do lixo "Sistema DVR".
      Nota: Atenção: Certifique-se de que não há nenhum metal desencapado saindo da parte inferior do controlador de carga como este tem o potencial para curto e interromper o sistema. Se isso ocorrer, a substituição completa do controlador de carga será necessária.
    3. Na caixa "Sistema DVR", anexar a 12 V DC adaptador masculino com positivo e fios negativos e dois DC masculino poder plugues para o controlador de carga, desapertando os parafusos rotulados "carga +" e "Carregar –" sobre o controlador de carga e deslizando o positivo correspondente e fios negativos no lado esquerdo de cada slot. Deve haver um fio positivo do 12 V masculino DC poder adaptador e conecta um fio positivo de cada um da alimentação de DC masculina a "carga +" slot e um fio negativo da 12 V masculino DC adaptador e um fio negativo de cada um da alimentação de DC masculina se conecta a "carga" – slot.
      1. Fita de fios soltos para caixa plástica para transporte. Depois de apertar os parafusos, verifique se que a conexão é segura para garantir que nenhum dos fios caem o controlador de carga.
    4. Repita a etapa 1.7.3 com apenas os dois masculino DC plugues de alimentação, não a 12 V DC adaptador masculino, no caixote do lixo "Sistema de câmera". Deve haver dois positivos e dois fios negativos nos slots correspondentes no controlador de carga.
      Nota: Os fios sobre os dois plugues de alimentação de DC masculinos podem ser soldados juntos, positivo com positivo e negativo com negativo, para reduzir o número de fios soltos no controlador de carga.
    5. Conectar dois 4 porta divisores de potência DC (uma fêmea ao macho de quatro) para os dois plugues de alimentação DC masculinos no caixote do lixo "Sistema de câmera". Repita este passo para os dois plugues de alimentação DC masculinos no caixote do lixo "Sistema DVR".
  8. Prepare as câmeras para uso em campo.
    1. Colocar uma câmera de HD sem fio para uma placa de 1,5 ft 2 x 4 (ou uma estaca de madeira de 2 x 4) com os parafusos fornecidos. Corte a placa em frente a câmera montada em um padrão de V para garantir mais fácil estacar. Repita com quatro câmeras mais.
    2. Anexar uma câmera HD sem fio para um longa de 5 ft 2 x 4 da placa (consulte 1.8.1 para instruções) usando parafusos. Isto servirá como a câmera de colônia.
    3. Etiquete cada câmera HD sem fio com receptor sua contraparte. Coloque as cinco câmeras conectadas a placas de 1,5 ft na caixa para transporte de "Sistema de câmera" e todos os receptores de seis câmera na caixa para transporte de "Sistema DVR". A câmera restante será feita separadamente.
    4. Pacote de seis cabos de extensão de baioneta Neill-Concelman (BNC) 50 ft com fita adesiva para transporte e coloque na lixeira "Sistema de câmera".
  9. Prepare o sistema estacando para uso em campo.
    1. Faça um furo no centro de cada um dos dois lados mais distantes um do outro sobre o cavalete (tamanho do buraco é diferente com base no tipo de parafusos de olho usado). Repita para as restantes três cavaletes, para um total de oito.
    2. Anexar o olho parafusos, porcas e arruelas para cada um dos furos no seguinte padrão: parafuso com olhal, porca, arruela, cavalete, arruela, porca, com o parafuso tensor virada para fora.
    3. Instale sem apertar braçadeiras de mangueira de 9-22 mm de cada um dos parafusos do olho.

2. construção do vídeo monitoramento de sistema no campo

Nota: Isto inclui as etapas necessárias para proteger o sistema estacar, fio o sistema de baterias e painéis solares, conectar o sistema DVR e configurar as câmeras.

  1. Para proteger o sistema estacar, começa por determinar o posicionamento da câmera e sistemas DVR. O sistema de câmera deve ser suficientemente longe de ninhos para reduzir a perturbação, mas dentro do intervalo dos cabos de extensão de BNC.
  2. Secure cavaletes no chão usando um rebar metal sistema de tutoramento.
    1. Coloque um cavalete e o bin "Sistema de câmera" na localidade de sistema de câmera designado. Coloque os restantes três cavaletes e bin "Sistema DVR" adjacentes um ao outro na localidade de sistema DVR designada.
    2. Certifique-se de que os cavaletes são orientados para a exposição máxima do sol.
    3. Conduzir dois vergalhões de 5 ft FT 1-2 para o chão usando um driver de post. Certifique-se de que o rebar é espaçado para coincidir com a distância entre os parafusos de olho sobre o cavalete. Repita para cada cavalete, garantindo que o rebar é estável.
    4. Levante cada cavalete sobre os pares de rebar e empurre o anel de montagem através do rebar em ambos os lados. Aperte os grampos do anel.
  3. Fixe os painéis solares para os cavaletes.
    1. Coloque o painel solar C1 sobre o cavalete no local de sistema de câmera designado e painéis DVR 1, 2, e 3 sobre os três cavaletes no local designado sistema DVR o melhor possível o ângulo de exposição solar máxima (ângulo dependendo da latitude e da época). Coloque os painéis DVR 1, 2 e 3 em ordem.
    2. Unidade dois pregos 6 pol. (ou estacas de barraca, dependendo do substrato) no chão na frente de cada painel solar para evitar deslizamento. Deveria haver oito unhas total.
    3. Conduzir duas unhas de 6 pol. (ou estacas de barraca, dependendo do substrato) para o chão a uma aproximada 45 ° na parte de trás dos painéis solares e prenda as pontas soltas de corda na parte de trás do painel solar para as unhas. Corda adjacente pode anexar a mesma unha para um total de quatro pregos para o sistema DVR e dois para o sistema de câmera.
  4. Coloque o bin "Sistema de câmera" perto de painel C1 e o bin "Sistema DVR" perto do painel DVR1.
  5. Para conectar o sistema de bateria, remover quaisquer itens soltos de ambas as caixas e coloque quatro 12 V pilha seca AGM baterias de carro e dois 12 V pilha seca baterias AGM no caixote do lixo "Sistema de câmera" na caixa "Sistema DVR". Ao colocar as pilhas, certifique-se do que terminal negativo está sempre enfrentando a mesma direção.
    Nota: Uma bateria de terceira pode ser adicionada ao escaninho de "Sistema de câmera" se o sistema não está mantendo uma carga ideal durante as operações.
    1. Fio as pilha seca de dois 12 V carro das baterias do AGM no bin "Sistema de câmera" em paralelo.
      1. Anexe os terminais de anel de 3/8 pol. do positivo, fio ft 2 para cada um dos dois terminais bateria positivo sobre as baterias de carro AGM de pilha seca de 12 V. Repita este passo com o fio negativo 2 ft com terminais de anel de 5/16 pol. e os terminais da bateria negativo.
      2. Conecte o cabo de OSS/OSR do controlador de carga para uma terminal positivo da bateria. Repita este passo com o fio negativo do OSS/OSR e o terminal negativo da bateria da bateria oposta.
    2. As baterias de carro quatro 12 V pilha seca AGM no bin "Sistema DVR" em paralelo (Figura 2) do fio.
      1. Certifique-se de que as baterias de carro pilha seca de quatro 12 V AGM são orientadas de forma 2 x 2. Ao olhar para o lixo, o lado do bin onde o controlador de carga é anexado é considerado o top. Como resultado, as baterias neste padrão de 2 x 2 será rotulado superior esquerdo (TL), superior direito (TR), inferior esquerda (BL) e inferior direito (BR).
      2. Anexar um anel de 3/8 pol. terminal do fio ft 2 positivo ao positivo terminal da bateria na bateria TR e o outro anel de 3/8 pol. terminal deste mesmo fio ao terminal na bateria Repeat BR. esta etapa com o anel de 5/16 pol. terminal da bateria positivo da nega fio de 2 ft tiva aos terminais de bateria negativa sobre as respectivas baterias.
      3. Anexar um anel de 3/8 pol. terminal do fio ft 2 positivo ao positivo terminal da bateria na bateria TL e o outro anel de 3/8 pol. terminal deste mesmo fio ao terminal na bateria BL. Repita este passo com o anel de 5/16 pol. terminal da bateria positivo da nega fio de 2 ft tiva aos terminais de bateria negativa sobre as respectivas baterias.
      4. Anexar um anel de 3/8 pol. terminal do fio ft 2 positivo para o terminal na bateria BL positivo da bateria e o outro anel 3/8 pol. terminal deste mesmo fio para o positivo da bateria terminal na bateria Repeat BR. esta etapa com o anel de 5/16 pol. terminal da nega fio de 2 ft tiva aos terminais de bateria negativa sobre as respectivas baterias.
      5. Conecte o cabo de OSS/OSR do controlador de carga para uma terminal positivo da bateria. Repita este passo com o fio negativo do OSS/OSR e o terminal negativo da bateria de uma bateria diferente.
  6. Ligue os fios do painel solar para o controlador de carga, anexar conexões positivas juntos e negativo conexões juntos.
    1. Conecte um positivo e um fio negativo da DVR2 para os respectivos fios positivos e negativos na DVR3 usando os conectores de fio alado no painel DVR3. Conecte um positivo e um fio negativo da DVR1 para os respectivos fios positivos e negativos na DVR2 usando os conectores de fio alado no painel DVR2.
    2. Conecte os fios positivos e negativos restantes de DVR1 para o controlador de carga no caixote do lixo "Sistema DVR" desapertando os parafusos rotulados "Solar +" e "Solar –" sobre o controlador de carga e cada fio a deslizar para o lado esquerdo do seu slot correspondente. Aperte os parafusos e certifique-se de ambos os fios estão seguros.
    3. Repita a etapa 2.6.2 para C1 e o controlador de carga no caixote do lixo "Sistema de câmera".
      Nota: Atenção: Certifique-se de que as extremidades positivas e negativas do fio não tocam durante esta etapa, como este tem o potencial para curto e perturbar o sistema (ver 1.7.2 para Nota complementar).
    4. Descartar quaisquer conectores de fio alado sobra de transporte e as conexões dos cabos alado de fita com fita isolante à prova de intempéries.
    5. Verifique se ambas as luzes brancas e verdes (solar e bateria, respectivamente) em ambos os controladores de carga. Isso garante que o sistema operacional e tem uma carga completa.
      Nota: O sistema não funcionar optimamente sem uma carga completa. Se a luz de energia da bateria é não verde (amarelo ou vermelho), ou desligue as baterias e recarregá-los ou permitir que os painéis solares carregar as baterias durante várias horas antes de prosseguir.
  7. O sistema DVR para ligar as receptores e configurações do programa.
    1. Coloque o contraplacado de madeira com o DVR anexado em cima as baterias de carro quatro 12 V pilha seca AGM no caixote do lixo "Sistema DVR".
    2. Ligue a ficha DC fêmea em cada receptor para cada um dos plugues de alimentação DC masculinos sobre os divisores de potência DC duas 4 portas.
    3. Conectar-se dentre os plugues de alimentação DC masculinos de um dos dois 4 porta DC poder divisores à porta intitulada "DC12V" sobre o DVR. Fixe a restante DC poder macho com fita isolante à prova de intempéries.
    4. Conecte o conector BNC amarelo cada receptor para seis das oito portas rotuladas "Video In" sobre o DVR.
    5. Fita firmemente cada receptor para os lados do escaninho "Sistema DVR" com fita adesiva. Receptores devem ser espaçados no mínimo de 4 pol. separados para reduzir a interferência do sinal.
      Nota: As flutuações extremas de temperatura podem causar a fita ser ineficaz, assim garantindo a preensão adequada é crucial para a prevenção de perda de filmagem.
    6. Para programar as configurações de DVR, conecte o adaptador DC masculino V 12 do controlador de carga amarela porta AV sobre o monitor de exposição e o cabo HDMI do monitor monitor à porta HDMI do DVR. Pressione o botão power no DVR e o monitor de visualização para garantir que o sistema está funcionando.
    7. Anexar o mouse de computador fornecido à porta USB DVR; Isso permite que o monitor de exibição a ser programado com as configurações apropriadas, incluindo a data correta e a hora (fábrica configurações poderão ser retidas para a restante configuração opções) uma vez que as configurações são ajustadas, remover o mouse do computador.
  8. Configure as câmeras no campo.
    1. Coloque todas as câmeras em lugares marcados no local de nidificação e cada estaca no chão com um martelo. Enquanto dirigia as apostas, segure a câmera com uma mão para prevenir possíveis danos para a câmera ou o afrouxamento dos parafusos e certifique-se de que cada jogo é estável antes de prosseguir.
    2. Agarrado a um cabo de extensão BNC para cada um dos locais seis câmera com a extremidade macho do Porto DC para as câmeras e o fim de porta mulheres em bin o "Sistema de câmera" e certifique-se de evitar bater outros ninhos com o cabo.
    3. Conecte cada cabo de extensão BNC fêmea porta câmera correspondente e use fita isolante à prova de intempéries para selar todas as conexões.
    4. Sele as portas de vídeo amarelas em ambos os lados dos cabos de extensão de BNC com fita isolante à prova de intempéries.
    5. Conecte os cabos de extensão BNC seis para cada um dos divisores quatro porta DC poder no caixote do lixo "Sistema de câmera".
  9. Coloque a tampa sobre o bin "Sistema de câmera" e prenda com uma corda elástica.
  10. Retornar para o sistema DVR e verifique o monitor de visualização para visualizar as imagens ao vivo. Certifique-se que os vídeos no monitor são claros e precisos e fazem ajustes para o posicionamento da câmera, se necessário.
  11. Coloque a tampa sobre o bin "Sistema DVR" e prenda com uma corda elástica.

3. rever as imagens de vídeo.

  1. Remova o disco rígido do DVR no campo desligando a alimentação SATA Serial Advanced Technology anexos () do disco rígido e dados. Se a coleta de dados está em curso, substitua o disco rígido com um diferente.
    Nota: Remover o disco rígido irá redefinir as configurações do sistema DVR. Para repô-los, repita as etapas 2.7.6 e 2.7.7.
  2. Configure os dispositivos de vídeo revisão.
    1. Conecte uma fonte de alimentação com o cabo fornecido, o DVR.
      Nota: Se o monitoramento de vídeo ainda está em andamento, imagens podem ser revistas usando um DVR diferente daquele estabelecido no campo. Isso exigiria que compra um DVR de segundo.
    2. Conecte o DVR para um monitor de computador, anexando um cabo HDMI à porta HDMI respectiva em ambos os dispositivos. Se não existem cabos HDMI, cabos VGA podem ser usados para conectar o DVR para um monitor de computador.
    3. Ligue o disco rígido para o sistema DVR, ligando em ambos os dados e energia cabos SATA. Uma vez conectado, defina o disco rígido na caixa DVR e feche a tampa.
    4. Anexe o mouse de computador fornecido à porta USB no DVR. Isto permite a interação com o programa no monitor.
    5. Ligue o monitor e DVR. Isso deve causar o logotipo do sistema aparecer enquanto o sistema está inicializando.
  3. Como um pop-up caixa de azul aparecerá, clique direito do mouse em qualquer lugar fora da caixa pop-up para fechá-la. Uma tela aparecerá com nove retângulos, oito dos quais deve exibir o logotipo do sistema no centro.
  4. Clique direito em qualquer lugar na tela. Uma caixa pop-up aparecerá com as seguintes opções: 1 Vista, vista 4, vista 8, vista 9, Pan/Tilt/Zoom, configuração da câmera, informação, sequência, desativar Beep, busca, Manual e Menu principal.
  5. Clique em Pesquisar. Um azul caixa pop-up aparecerá intitulado, "Sistema de Login".
  6. Como o sistema irá gerar o username automático (admin) e senha (000000), digite a senha no campo fornecido utilizando na tela do teclado e clique Okey. O nome de usuário e senha podem ser alteradas em qualquer momento dentro as configurações.
    Nota: Aparecerá uma tela com um retângulo longo na parte inferior e um calendário à direita; encontros com a metragem gravada serão realçados em azul brilhante; todas as outras datas aparecerá azul escuro. Clique a data do vídeo a ser revisto. Uma vez clicado, parte inferior da tela irá mudar para mostrar imagens gravadas para o dia em amarelo.
  7. Como as imagens de registros DVR para todas as câmeras de seis em seis canais separados, pressione o retângulo cinzento único sob o calendário para rever imagens de uma câmera de cada vez. Isso faz com que um pull down menu seja exibido com uma lista de números de canais; Selecione o canal adequado.
  8. Para visualizar as imagens, pressione o botão "play" (triângulo apontando bem). Para saltar para um tempo específico no vídeo, clique em momento oportuno no retângulo de imagens gravadas na parte inferior da tela.
  9. Para jogar o mais rápido que a velocidade de tempo real, pressione o botão de avanço rápido (duplos triângulos apontando bem). Cada clique irá acelerar as filmagens por velocidade 1x; imagens podem ser vistas até à velocidade de 4 x antes do quinto clique retorna a filmagem para um tempo normal de jogo.
  10. Para pausar a gravação, pressione o botão de pausa (duas linhas paralelas). Isso vai salvar o lugar na filmagem mas parar a reprodução.
  11. Para alternar imagens, pressione o botão de stop (quadrado); Isso redefinirá a filmagem e exibir. Uma vez que o visor principal é preto, o calendário e canal menu suspenso pode ser clicado para alterar as imagens.
  12. Para fechar o programa, parar as filmagens e clique direito em qualquer lugar na tela. Isso fará com que o programa retornar à tela principal de 9 retângulos. Desligue o monitor e sistema DVR.

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Representative Results

A implementação do presente protocolo de monitoramento de vídeo irá resultar em conjuntos de dados contínuos de imagens de cinco ninhos de aves aquáticas, à queima-roupa e um conjunto de imagens de toda a colônia de um ponto de vista elevado. Uma utilização bem sucedida deste sistema irá minimizar o tempo onde a filmagem está fora de alcance ou exibir uma imagem de má qualidade e irá maximizar o tempo onde as gravações são de alta qualidade (Figura 2; A Figura 3). Câmeras foram instaladas na ilha de Poplar durante o verão de 2017 em ninhos com um ovo porque adultas andorinhas não começa a frequentar seu ninho regularmente até uma embreagem completa (2-4 ovos) é24. Tempo de instalação em média entre 1-2 h, incluindo tanto tempo dentro da criação de colônia bin o "Sistema de câmera" e fora a criação de colônia a bin "Sistema DVR". Ao instalar a câmera de monitoramento do sistema antes de atendimento regular ninho, andorinhas adultas receberam tempo para se aclimatar.

O sistema eletrônico totalmente funcional resultou na coleção de 3.120 h de imagens de 8 ninhos e 504 h de vídeo de câmera de uma colônia (tabela 1). A contagem do ninho é mais do que cinco neste caso porque câmeras com hachurada com êxito ou falhados de ninhos foram removidas e reutilizadas para re-aninhamento tentativas mais tarde na temporada. Filmagem foi gravada durante 63 dias em condições meteorológicas que variam de 55 ° F a 95 ° F. Estes 3.624 h do filmagem, 3.006 h (83%) de imagens contidos dados utilizáveis e 618 h (17%) de filmagem estava fora do intervalo. Porque o sistema DVR tem uma capacidade de 2 TB, o disco rígido foi substituído em 10 dias. Interferência do sinal foi a principal causa de perda de sinal, embora reduzido a carga nas baterias e interferência de câmera também contribuído em pequenas quantidades. Filmagens obtidas foi suficiente para diferenciar itens alimentares e ninho de marcações, mas insuficiente para ler números sobre as bandas de USGS de metal tamanho 2. Comportamentos tais como alimentação, incubação, ninhos de manutenção e estratagemas foram observados por adultos sobre as câmeras de nível do ninho e reunindo-se e perturbação foram observados por adultos da câmera de colônia.

Metragem total (h) Ninhos de totais Temporada de comprimento (dias) Imagens perdidas (h) Imagens utilizáveis (h) Por cento de imagens utilizáveis (%)
Câmeras de ninho de chão 3120 8 63 508.52 2611.48 83.7
Câmeras de colônia 504 1 63 109.82 394.18 78,2

Tabela 1: dados de coleção de imagens de vídeo em geral para a época de nidificação de 2017. Os dados a seguir foi gravados durante a 2017 comum Gaivina-de-época de nidificação Poplar ilha na Baía de Chesapeake, em Maryland.

Figure 1
Figura 1: esquemático da bateria paralela fiação sistema. Um diagrama simplificado mostrando a estrutura paralela de fiação para o sistema DVR. O controlador de carga é representado na parte superior com quatro baterias de carro, formando um padrão de 2 x 2 abaixo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2: representação Visual de qualidade de imagens de vídeo. R. imagens de alta qualidade, sem interferência do sinal. B. imagens de baixa qualidade com linhas que indicam a interferência do sinal. C. fora do imaginário de gama denotando imagens perdidas. Uma utilização bem sucedida deste sistema maximizará a imagens de alta qualidade e minimizar ambos pobres de qualidade e de resultados de imagens de intervalo. Observe que B foi capturada de um local separado experimental em oposição A e C, que foram capturados na ilha de Álamo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: representação Visual da imagem de vídeo da câmera de colônia. Exemplo de imagens de alta qualidade da câmera em Poplar ilha colônia. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

Monitoramento de aves aquáticas pode ser prejudicial, e investigador perturbação enquanto monitora aves aquáticas foi ligada para aninhar o abandono e diminui no sucesso reprodutivo12,13,14. O protocolo apresentado aqui oferece uma abordagem minimamente invasiva de monitorização que permite que os investigadores estabelecer e documentar o comportamento de nidificação de aves aquáticas do terra-assentamento através de imagens de vídeo contínua.

Porque essa abordagem é minimamente invasiva, requer uma quantidade significativa de trabalho inicial para garantir que o sistema funciona sem problemas quando não há pesquisadores estão presentes. Uma preocupação para os investigadores, a tentativa de utilizar este método é a manutenção da energia necessária para carregar as baterias de carro. O sistema aqui apresentado utiliza três painéis solares para o sistema DVR e um painel solar para o sistema de câmera; no entanto, potência máxima em painéis solares varia de acordo com a latitude e a época do ano devido a mudanças no comprimento do dia e o ângulo de trajetória do sol. Recomendamos testar todo o equipamento antes da utilização de campo e verificar o ângulo correto para a exposição máxima do sol baseado na localização. Existem várias fontes acadêmicas user-friendly on-line para ajudar a determinar o ângulo ideal25,26. Este teste deve ocorrer em uma área comparável para o local pretendido, sem afetar as espécies-alvo. Se a execução do teste indica que mais energia é necessária, os métodos podem ser alterados para adicionar um painel solar adicional para sistemas DVR ou câmera.

Durante o estabelecimento inicial do presente protocolo, encontramos uma série de desafios que exigiam retribuição adicional e escrutínio. Um tal desafio foi a manutenção da força do sinal. O monitor de exposição que consistentemente Leia também "fora do intervalo" ou presentes dados com um monte de ruído para um número de câmeras, demonstrando uma perda de sinal ou sinal de interferência. Uma vez estávamos confiantes, o sistema de câmera estava dentro do alcance dos receptores e não havia nenhum objeto obstruindo o sightline, começamos a solução de problemas para causas alternativas de interferência do sinal. A maior fonte de interferência do sinal mostrou-se a colocação dos receptores em relação um ao outro. De acordo com o fabricante, os receptores devem ser colocados pelo menos 4 polegadas longe um do outro para reduzir a interferência27. Se isso é implementado e interferência do sinal ainda está ocorrendo ou existem muitos objetos obstruindo o sightline, receptores podem ser montados de canos altos em um esforço para criá-los acima fontes potenciais de obstrução do sinal. Alternativamente, as câmeras sem fio poderiam ser substituídas por câmeras com fio para garantir a uma forte ligação. No entanto, isso exigiria um sistema de cabo diferente.

Considerações adicionais incluem impermeabilização todas as conexões, garantindo a estabilidade das câmeras e confirmando a receptores são devidamente protegidos. Este sistema é construído do lado de fora, e areia, bem como a umidade pode entrar as conexões e causar corrosão. Proteger todas as conexões com fita isolante impermeável irá reduzir a quantidade de corrosão e aumentar a longevidade do sistema. Juntamente com a areia e umidade, animais selvagens também podem afetar a longevidade do sistema. Durante o estabelecimento deste protocolo, great horned corujas foram vistas batendo câmeras mais várias vezes e COTE foram vistos frequentemente sentada na câmara de colônia, ações que podem levar à perda de dados e danificar o equipamento. Para reduzir as interações da vida selvagem, recomendamos verificar a solidez do posicionamento da câmera no chão antes de inicializar o experimento. Um ajuste possível poderia ser a adição de ferro para as estacas de madeira de câmera. Temperatura também pode ter um impacto significativo neste sistema. Temperaturas extremas podem enfraquecer a fita adesiva protegendo os receptores e podem causar-lhes a cair para o fundo do recipiente, resultando em imagens perdidas. Como resultado, recomendamos que garantir um posicionamento forte receptor antes da implantação do sistema. Se as temperaturas extremas são comuns e/ou uma fixação mais segura é necessária, métodos alternativos de fixação, tais como um sistema de suporte anexar cada receptor para a tulha, podem ser usados. No entanto, isso exigiria mais ferramentas, mão de obra e custo para estabelecer.

Este protocolo de monitoramento de vídeo é limitado em localização e monitoramento de potencial. O sistema estacando descrito aqui foi testado com êxito em terrenos arenosos e rochosos semi; no entanto, pode ser difícil configurar sobre certos substratos tais como afloramentos rochosos. Isso limita o potencial de uso do sistema de terreno específico. Para contornar este problema, alternativa estacar métodos adequados ao terreno alvo pode ser desenvolvida para o sistema principal, dando-lhe um local mais amplo potencial. O potencial de monitoramento também é limitado pelo escopo finito da câmera infravermelho à noite. Embora este sistema utiliza uma câmera de colônia para ver mais da colônia do que o que é visível a partir do nível do ninho, a luz infravermelha não totalmente se estende em toda a colônia, e é difícil distinguir mais do que formas fora do intervalo de luz. Como resultado, a câmara de colônia é muito limitada em sua capacidade de fornecer informações sobre predação e padrões globais de Colônia à noite sem a adição de sistemas de iluminação de infravermelho externo.

Enquanto o sistema aqui descrito é para terra-assentamento aves aquáticas, o sistema principal pode ser alterado por outras espécies, tornando-se amplamente aplicável para documentar o comportamento de muitas espécies-alvo. Por exemplo, para as espécies que põem um ovo, como o albatroz-de-Laysan, pesquisadores precisaria instalar o sistema em ninhos no momento da construção do ninho para garantir que o sistema é estabelecido antes da presença regular de ninho. É também fundamental para avaliar a tolerância de espécies alvo para o equipamento de câmera antes de configurar o sistema, como isso poderia limitar a eficácia. Esse método permite que os pesquisadores coletar dados remotamente com o mínimo de perturbação e permitirá que os investigadores para continuar a documentar os padrões de assentamento de Trinta-réis-comuns e expandir os esforços de monitoramento remotos para muitas outras espécies. É nossa esperança que este desenvolvimento pode ser utilizado entre as comunidades de pesquisa e de gestão para melhorar não só a coleta de dados, mas também para reduzir os esforços de monitoramento de impactos sobre as espécies que pretendemos proteger.

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Disclosures

Os autores não têm nada para divulgar.

Acknowledgments

Em conformidade com o protocolo aprovado pelo Comitê de uso e Patuxent Wildlife Research Center Animal conta, foram recolhidos todos os dados relatados neste manuscrito. Este projecto foi financiado pelo departamento de recursos naturais de Maryland e apoiado pela área de missão de ecossistemas de USGS.  Produção de vídeo foi financiada pela Baía de Chesapeake Trust e amigos de Patuxent. Gostaríamos de agradecer o US Army Corps of Engineers, Maryland serviço ambiental e departamento de Maryland de transporte Maryland Porto administração geral apoio logístico e permitindo vídeo filmando no local. Nós gostaríamos de reconhecer o Dr. Bill Bowerman e Dr. Daniel Gruner da Universidade de Maryland para sua entrada para o sistema de projeto e implementação. Também gostaríamos de reconhecer Bill Schultz, Kaitlyn Reintsma e Katie DeVoss por sua ajuda na resolução de problemas e na configuração do campo no verão de 2017. Finalmente, queremos agradecer a Michael Glow (análise interna) e revisores anônimos para a sua entrada. O uso do comércio, produto ou empresa nomes nesta publicação é apenas para fins descritivos e não implica o endosso pelo governo dos EUA.

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

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References

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Ciências ambientais questão 137 vigilância monitoramento de vídeo terra-assentamento aves aquáticas reprodução comportamento Garajau-comum Sterna hirundo
Um sistema de vigilância por vídeo para monitorar a criação de colônias de andorinhas comuns (<em>Sterna Hirundo</em>)
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