מדידת המבנה, ההרכב והשינוי של סביבות תת-מימיות באמצעות הדמיה בשטח גדול

אנו משתמשים בפרוטוקול הדמיה של ארבעה שלבים בשטח גדול כדי לאסוף נתונים אקולוגיים עבור מורכבות מבנית, הרכב קהילתי וניתוחים דמוגרפיים של מערכות אקולוגיות ימיות בקרקע. בכל יישום חדש, האתגרים הגדולים ביותר הם הגדרת הרזולוציה הדרושה בתמונות הגולמיות, קביעת ההיקף המרחבי של האזור שיש לצלם, והבטחת שכפול הולם ברמת העלילה לניתוח מדעי מדויק. פרוטוקול זה מדגיש את הערך של תמונות המקור לאורך התהליך בן ארבעת השלבים, ומבטיח שתמונות איכותיות נאספות, מאוחסנות בארכיון ומשמשות כדי להקל על חילוץ נתונים אקולוגיים מפורטים לניתוחים.

תהליכי עבודה אלה של טיפול בנתונים והדמיה, במיוחד אלה המשתמשים בתמונות הגולמיות, מבטיחים תאימות בין נתונים שנאספו באופן דיגיטלי במעבדה או על ידי צוללנים בשטח. זה, בתורו, מאפשר שילוב של גישות משופרות דיגיטלית אלה במערכי נתונים קיימים לטווח ארוך. גישה זו מאפשרת עלייה דרמטית בהיקף המרחבי בשכפול הנתונים שאנו אוספים, ומאפשרת לנו לשאול שאלות מפורשות מרחבית ולבצע ניתוחים דמוגרפיים חזקים יותר.

והכי חשוב, זה מגדיל את היכולת שלנו לעקוב אחר שינויים אקולוגיים לאורך זמן. כדי להתחיל, חבר לוחות מסגרת חיצוניים של מסגרת המצלמה ללוחות הרכבה ועמודים של המצלמה באמצעות ברגי פיליפס שטוחים באורך 1 1/2 אינץ'. הכן שתי מצלמות DSLR כאשר האחת מצוידת בעדשת זווית רחבה קבועה והשנייה מצוידת בעדשת זום.

חבר ואבטח את יציאת הכיפה כדי להרכיב את בתי המצלמה התת ימיים. לאחר מכן חבר את הידיות עם ברגי ראש פיליפס באורך 1/2 אינץ'. תקן את לוחית ההרכבה של המצלמה באמצעות בורג ראש שקע באורך 1 1/8 אינץ'.

לאחר מכן, הכנס את המצלמות לבית. והשתמש במשאבת הוואקום כדי להגדיר את לחץ הדיור לחמישה סנטימטרים של כספית כדי לוודא את תקינות אטם טבעת ה-O. כעת, החלק את לוחית ההרכבה של המצלמה על לוחות מסגרת ההרכבה כדי להתקין את הבתים על מסגרת המצלמה.

אבטח את הבתים במקומם באמצעות ברגי אגודל. לצילום תמונה, הפעל כל מצלמה על מד אינטרוולומטר המוגדר לצילום בקצב של פריים אחד לשנייה. שחו את מערכת המצלמות כ-1.5 מטר מעל הבנטוס בתבנית מרושתת.

בצע מסירה מרושתת שנייה בניצב לראשונה, תוך שמירה על מרווח של כמטר אחד בין כל מסירה. ודא שהמעברים משתרעים לפחות שני מטרים מעבר לגבולות החלקה כדי להבטיח חפיפה מספקת בתוך שטח חלקת היעד. הפעל את התוכנה לעיבוד תמונה במערכת מחשב.

לחץ על זרימת עבודה, ולאחר מכן הוסף תיקיה כדי לטעון את כל התמונות לפרויקט Agisoft Metashape. לאחר טעינת הקבצים, בחר את פריסת הנתונים כמצלמות בודדות, הוסף את כל התמונות לנתח אחד. הסר תמונות עם עודף מים כחולים בסצנה.

כעת, לחץ על זרימת עבודה, ואחריו יישר תמונות כדי ליישר את כל התמונות. ודא שערכת התמונות מיושרת בהצלחה על-ידי בדיקת אחוז המצלמות המיושרות. בדוק את ענן הנקודה הדלילה שנוצר לאיתור פערים בכיסוי או חוסר יישור.

ודא שהתיבה התוחמת מקיפה את כל ענן הנקודות הדלילות לפני שתמשיך. שנו את התיבה התוחמת במידת הצורך בעזרת האפשרויות 'שינוי גודל' או 'סובב אזור'. לאחר מכן, השבת את קבוצת המצלמות המכילה את תמונות עדשת הזום.

בנה את ענן הנקודות הצפוף על ידי בחירה בזרימת עבודה, ובהמשך בניית ענן צפוף. לחץ ברצף על כלים, הפעל סקריפט וחלץ סקריפט Meta PY כדי לייצא את הערכות תנוחת המצלמה. לאחר מכן לחץ על קובץ, ואחריו ייצוא וייצוא נקודות כדי לייצא את ענן הנקודות הצפוף.

גרור ושחרר את קובץ ענן הנקודות הצפוף המיוצא ל-vc5prep-בטוח. BAT הממוקם בקבצי התוכנית של תוכנת ההדמיה. הידור קבצי הנתונים המיוצאים, כולל קבצי המצלמה, יחד עם קבצי התוכנית שנוצרו, לספרייה אחת לשימוש בתוכנת ההדמיה.

השתמש בכלי הרוגו כדי ליצור קופסה בגודל 10 מטר על 10 מטר על ענן הנקודות הצפוף. הגדר את הממד המרבי ל-10 מטר ואת יחס הגובה-רוחב ל-1.0 כדי לייעד את אזור היעד של 100 מ"ר לחילוץ נתונים. לאחר מכן, השתמש בכלי המצלמות כדי לקשר את תמונות המקור לענן הנקודות הצפוף.

אפשר תצוגות מרובות תמונות עם שאילתות מרחבית של נקודות במודל. עבור סקר צפיפות, לאחר שהתמונות קושרו לתוכנה, שנה את אורך המוקד של תצוגת הפרספקטיבה ל-100 מילימטרים כדי להגדיר תצוגת מפה מדומה של ענן הנקודות הצפוף. הקטינו את התצוגה לתצוגה מלאה מלמעלה למטה של הדגם.

כעת, השתמש בקובץ הדגימה הנתון של הרביע כדי ללכוד את התצוגה ביישומון האינטרנט על-ידי לחיצה על הערכה עבור תא C1 ובחירה בלחצן האחיזה. הפעל מצלמות וקשר תמונות בתהליך העבודה של דגימת הרביע על-ידי לחיצה על הערכה עבור תאים C2 ו- C3 בסקריפט הדגימה של הרביע. הפעל את קופסת הרוגו שהוכנה בעבר עבור אזור חילוץ הנתונים בגודל 100 מ"ר.

ביישומון האינטרנט, הערך את קטע תאי ההכנה של C4 כדי לדגום 100 רבעים של מטר מרובע אחד כל אחד. בכתובת האינטרנט של דגימת הרביע, השתמש בתמונות מקור כדי לחפש ברבע. השתמשו בלחיצה שמאלית כפולה כדי למקד מחדש את מיקום הדגימה ולחצו על לחצן טקסונומי כדי לייעד את נקודת היעד כדגימה.

להסרת נקודה מסומנת, לחץ פעמיים ובחר כלום. רכז את כל קבצי הדגימה הממוקמים תחת asterisk aux recruits test1 לספרייה אחת. לאחר מכן שנה את שם כל קובץ כך שיכלול את שם האתר.

הוסף את קובץ בדיקת המידע של הלחצן לספרייה. הפעל את קובץ ה- Script שעל המסך בהתאם להוראות המוטבעות כדי לצבור את הנתונים לדוגמה לפי אתר וקבוצה טקסונומית. כדי להכין נתונים להגשה למאגר, צור קובץ תיאור שיטות הכולל פרטי סקר, כגון האזור המכוסה, מערכת מצלמות, סמני בקרת קרקע ודפוס איסוף.

לאחר מכן צור קובץ מטא נתונים של סקר ספציפי למערך נתוני התמונה, כולל שדות כגון שם אתר, נתוני איסוף, קואורדינטות GPS, מיסבי עלילה, עומק בקרת קרקע ונתוני קנה מידה, ודפוס האיסוף ומערכת המצלמה המשמשת. שלב את קובץ התיאור, קובץ המטא נתונים וקבצי התמונה לארכיון ZIP יחיד לקליטה במאגר הנתונים. איסוף תמונות מוצלח בשטח גדול הביא ליצירת שחזור ענן נקודות צפוף עם כיסוי מלא מלמעלה למטה של אזור הסקר, בעוד שיתירות לא מספקת בכיסוי גרמה לפערים או התדרדרות מלאה של ענן הנקודות.

מדדים של חספוס ליניארי שחולצו מתמונת שטח גדול, או LAI, סקרים התואמים באופן הדוק למדדי מורכבות באתרם בין אתרים, מלבד חריגים. הרכב הקהילה הבנתית ואחוז הכיסוי של קבוצות פונקציונליות מ-LAI תאמו לאלה מסקרי ריבוע תמונות מסורתיים. חסרי חוליות יושבים, במיוחד שפע קיפודי ים, שתועדו בשיטות LAI היה גבוה באופן עקבי משיטות באתרן בשל כיסוי שטח מקיף בסקרי LAI.

פילוח מושבות אלמוגים באמצעות סקרי LAI חשף התפלגות גודל דומה של טקסוני אלמוגים נפוצים בהשוואה לשיטות באתר. רישום משותף של ענני נקודות צפופים איפשר ניטור של שינויים בשונית לאורך זמן, אפילו בסביבות דינמיות עם צמיחה גבוהה ואובדן מבני, כפי שהודגם באטול המילניום.