構造物移動写真測量を用いた底生生態系モニタリングのためのフィールド入門書

1. 素材 カメラ耐久性と防水性(または防水ハウジング)の最小仕様と、2フレーム/秒(fps)の最小フレームレートを確認してください。注: この例では、~4 fps の最小フレーム レートが使用されました。 デジタル一眼レフ(デジタル一眼レフ)カメラ2 fps から 5 fps の間の写真キャプチャ レートで連続して撮影するようにカメラを設定します。 この例で説明したプロトコルを再現するには、水中ハウジング内のカメラ( 材料表を参照)を次の設定で使用します: 手動モード(M); f10、18 mm; シャッタースピード = 1/320; 露出補正 = -1/3; 画質 = 最高、RAWなし。 ドライブモード = 連続; オートフォーカス = AI サーボ;ISO = 自動、最大3200;ファイル番号 = 自動リセット。画像の自動回転=オフ;時刻/日付 = UTC。 アクションカメラ可能な限り最高の解像度とフレームレートでビデオモードまたは連続撮影モードに設定します。注意: アクションカメラは、フレームレートが毎秒2画像以上である限り、連続モードでも使用できます。 この例のプロトコルを再現するには( 材料表を参照)、次の設定で防水アクションカメラを使用します:ビデオ解像度= 4K(アスペクト比4:3)。フレームレート = 30 fps。注意: アクションカメラの場合、スプールからのラインをカメラではなくスイマーに取り付ける方が簡単な場合があります。この例では、ラインは小さなストラップを介してスイマーの手首に取り付けられていました。 スプールリグ(図1A)スプールが、測量サイトの半径に必要な線の長さを保持するのに適したサイズであることを確認します。注: スプールの円周はらせん状のスイムラインの間隔を制御し、ラインの長さによってサンプル領域が決まります。この例では、~50インチ(~1.3 m)のスイムラインの間隔に直径~8インチ(~20 cm)のスプールが使用されました。詳細については、 9 を参照してください。 フランジ付きエッジ(スプールのオンとオフのラインをスムーズにガイドするため)とハンドルとポールのアタッチメントポイント(基板からの高さを制御するため)を備えたスプールリグを選択します。スプールリグが本質的に負の浮力を持っているか、ウェイトを追加してそうなっていることを確認してください。注:この例では、ハンドルとポールにポリ塩化ビニル(PVC)パイプを使用し、スプールはポリ乳酸プラスチックで3D印刷されました。ただし、スプールは、大きなPVCパイプや、目的の直径を持つその他の丸い物体と同じくらい単純です。頻繁な使用や困難なフィールド条件の場合は、アルミニウムなどのより耐久性のある材料で作られたスプールを選択してください。 使用中にスプールがポール上で回転したり回転したりしないようにしてください。 ラインを一方の端のスプールに固定し、もう一方の端を取り外し可能なクリップに固定して、カメラに接続します。注: 線の長さは、サイトの半径を定義します。ここでは、直径12mの敷地に6mのラインを使用しました。 キャリブレーションタイル特別なキャリブレーション タイルは必要ありませんが、既知のサイズの負の浮力のある認識可能なオブジェクトがスケールのモデルに含まれていることを確認してください。サージと現在の条件を考慮して、写真の収集中にタイルが静止したままになるように、適切な材料が使用されていることを確認してください。注:ここでは、特定のソフトウェアプログラムの一部として利用可能なスケールマーカーテンプレートが、厚さ1インチのPVCタイルに取り付けられた防水紙に印刷されていました。 ダイバーはタイルの深さを測定する手段が必要になります。この例では、電子深度ゲージを使用します(材料表を参照)。 色補正カメラのホワイトバランスをカスタムに設定します。すべてのSfM調査の開始前に、水中で18%の灰色のカードまたは白いダイビングスレートの写真を撮ります。これは、新しいサイトが開始されるたびに行います。注:写真は色補正を可能にし、同じ日に複数の調査を実施するときにダウンロードした画像を異なるサイトから分離するのにも役立ちます。 2.詳細な方法 サイト選択らせん状パターン全体 (この例では ~113 m2 ) を泳ぐのに十分なスペースがあるサイトを選択します。調査対象エリアに加えて、小さなバッファーエリアを組み込んで、調査エリア全体が十分に撮影され、高品質のデータが得られるようにします。 2人のチームの能力と装備を検討してください。浅い場所(<~2 m)はシュノーケルで調査できますが、より深い場所ではスキューバダイビングが必要になる場合があります。 定期的に現場を繰り返し調査する場合は、スプールリグを配置する中心点にタグまたは恒久的な構造(鉄筋や燃えがらブロックなど)を付けます。少なくとも、全地球測位システムの座標を取得して、オルソモザイクのプリントアウトの助けを借りてサイトを再配置できるようにします。注:恒久的な水中構造物には通常、許可が必要です。 サイトを準備します。サイトの中央にスプールを設定します。 キャリブレーションタイルを設定し、その深さを記録します。キャリブレーションタイルを裏向きにして、中心から~2 m離して配置します。注:この例では、3つのキャリブレーションタイルがサイトの中心を囲む三角形に配置されています。キャリブレーションタイルは、写真の収集中の動きを最小限に抑えるために、適切に重み付けおよび配置する必要があります。 アシスタントがスプールの世話をしている間、スイマーにカメラで泳ぐように指示します。アシスタントは、ポールと取り付けられたスプールを選択したサイトの中央に直立させ、スプールリグを直立させて固定します。 スイマーがスプールに最も近いカメラの側面をラインに取り付け、底生生物から~1mのところにカメラを真下に向けていることを確認します。注意: スイマーがカメラを傾ける必要がある場合は、スイマーの影で画像が収集されないように、カメラが後方ではなくわずかに前方に傾いていることを確認してください。外向きのスパイラルと戻りのスパイラルの両方でカメラを少し前方に傾けると、特にオーバーハングと穴がある場合に、底生生物のより良い角度をキャプチャし、より良いモデルを生成することもできます。 カメラが適切に配置されると、スイマーは前方に泳ぎ、ラインの緊張を維持しながら、底生生物の連続画像を撮り始めます。 スイマーが、ラインがスプールから完全にほどけるまで写真を撮りながら、一定の速度でらせん状に泳ぎ続けるようにします。注:スイマーは、底生生物の上~1 mの一定の距離を保ち、画像間の十分なオーバーラップを確保するために適度なペースでスパイラルを泳ぐようにしてください。疑わしい場合は、遅い方が良いです。 非常にラグースな環境(サンゴ礁など)では、ラインの中心の上にホバリングし、障害物の上にそっと持ち上げることでラインの絡み合いを防ぐことができる3人目の労働者(2番目のアシスタント)を含めます。 ラインが完全にスプール解除されると、スイマーは方向を逆にし、必要に応じてカメラを再度取り付け、カメラを反対方向に泳いで、写真を撮りながらラインをスプールに巻き戻し始めます。注:逆スパイラルを泳ぐことは絶対に必要ではありませんが、通常はより良いモデルを生成します。 時間を節約するために単一のスパイラル法が望ましい場合、スイマーはカメラからラインを切り離してステップ2.4.12にスキップし、アシスタントはラインを巻き上げてスプールリグをサイトから取り外します。 スイマーが反対方向に泳ぎ始めるとすぐに、アシスタントはスプールを回転させて、新しい水泳方向に対して1/2回転(180°)でラインを巻きます。この1/2ターンにより、スイマーのリターンパスが元のパスからオフセットされ、サイトの写真カバレッジが向上します。 スイマーが写真を撮り続け、ラインがスプールの周りにほぼ完全に巻き戻されるまで逆スパイラルを泳ぎ続けることを確認します。 スイマーとアシスタントの間隔がそれ以上の進行を妨げる場合、スイマーは写真の撮影を停止してカメラをラインから切り離し、アシスタントがサイトの中心からスプールリグを取り外すことができるようにします。 スプールがサイトから取り外されると、スイマーはカメラを真下に向けて保持し、サイトの中心上でカメラを小さならせん状に動かすことで、サイトの中心を撮影します。 3. サイトをクリーンアップします。 サイトを離れる前に、キャリブレーションタイルやその他の機器を拾ってください。注意: ゴミや機器を現場に放置しないでください。サイトは常に見つけたよりもきれいなままにしてください。