צילום לצורכי מחקר

1. צילום לצורכי מחקר הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני של מכמורת בפרספקטיבה שונה האם צילום באורכי מוקד שונים יכול להשפיע על תוצאות הסקר? מגיש: חגי נתיב מנחים: ד"ר סיגל שפר ורמי צדוק

2. סדר הדברים • רקע- מה לצילום ולמחקר מדעי? • שיטות- טכניקות צילום שונות בשימוש המחקר • הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים • פרויקט- הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני בפרספקטיבה שונה • מחקר עתידי • ביבליוגרפיה

3. גילוי נאות:

4. 1- רקע: מה לצילום ולמחקר מדעי? 1497 ולפני- ציירים משתמשים בהיטל אור מעדשה 1827- קאמרה אובסקורה- תצלום ראוי ראשון ע"י הממציא הצרפתי, ניספור נייפס 1893- מצלמה תת ימית ראשונה 1914- מצלמת 35 מ"מ ראשונה יוצאת לשוק 1947- מעבדות "בל" מציגים את הטרנזיסטור ומתאפשרת תחילת מהפכת המחשוב 1969- אינטרנט לצרכים צבאיים- משרד ההגנה האמריקאי 1977- מחשב אישי (ביתי), מוצג ע"י Apple 1987- קודאק מציגה חיישן בעל רזולוציה של 1.4 מליון פיקסלים 1988- תוכנת עיבוד תמונה על מחשבי מקינטוש 1994- אינטרנט אזרחי 2004- קודאק מודיעה על הפסקת ייצור מצלמות סרט 2004- 42% מבתי האב בארה"ב מחזיקים במצלמה דיגיטלית 2004- מכירות מצלמות דיגיטליות בהיקף של 20 מיליארד $ • המהפכה הדיגיטאלית • יתרונות וחסרונות הצילום במחקר הימי • יתרונות הצילום הדיגיטאלי From: http://photo.net/history/timeline

5. 1- רקע: מה לצילום ולמחקר מדעי? - זמן עבודה מתחת למים - יצירת ארכיון לשימוש עתידי - יכולת ירידה לפרטים המהפכה הדיגיטאלית יתרונות וחסרונות הצילום במחקר הימי יתרונות הצילום הדיגיטאלי - דו מימדיות - לא ניתן למדוד פרטים שרק חלקם בתמונה • מגבלות פיזיולוגיות של הצולל - שיטה ידידותית לסביבה - רזולוציה - תאורה/עכירות מים - עיוות בעדשות רחבות זווית - תקציב

6. 1- רקע: מה לצילום ולמחקר מדעי? • המהפכה הדיגיטאלית • יתרונות וחסרונות הצילום במחקר הימי • יתרונות הצילום הדיגיטאלי • אפשרות לביצוע מספר רב של צילומים ללא החלפת סרט • משוב מיידי לאיכות הצילום • אין הוצאות על קניית סרטים, פיתוח והדפסה • אפשרויות עיבוד תמונה מתקדמות וללא תלות במעבדה • אפשרות שליחה מיידית של קובץ לכל מקום בעולם (Álvaro et al., 2008)

7. 2- שיטות- טכניקות צילום שונות בשימוש המחקר = 720 דקות = 720 דקות משך הצילום: 12 שעות משך הצילום: 12 שעות = 720 דקות משך הצילום: 12 שעות = 43,200 שניות = 43,200 שניות = 43,200 שניות • צילום בקיטועי זמן- Time Laps • צילום פנורמות תת ימיות • צילום וידיאו • צילום קוואדראטים/טרנסקטים • ע"י צילום של תמונה אחת כל פרק זמן ארוך מהקצב הסופי של הרצת הסרט, ניתן להאיץ תהליכים ולהבחין בשינויים שבעין בלתי מזויינת קשה לראותם. מתוך עבודת מאסטר של רמי צדוק צילום ניסוי אלמוג ב- pH נמוך: חישוב מהירות הצילום כתלות בגורמים שונים- 120X24=2880 אורך הסרט הסופי הרצוי: 120 שניות 43,200/2880=15 קצב ריצה רצוי של הסרט: 24 תמונות לשנייה כמות פריימים סופית: 2880 תמונה כל 15 שניות (Rodland et al., 2006)

9. 2- שיטות- טכניקות צילום שונות בשימוש המחקר • צילום בקיטועי זמן- Time Laps • צילום פנורמות תת ימיות • צילום וידיאו • צילום קוואדראטים/טרנסקטים • שיטה לא נפוצה ועדיין מסובכת ליישום, בה מחברים תמונות רבות של אתר גדול בכדי ליצור תמונה רחבה שלו, בדומה לחיבור צילומי לוויין. • מאחר ומתחת למים הראות מוגבלת, שיטה זו היא פיתרון יחיד לכיסוי שטח גדול בצילום. From: www.soest.hawaii.edu From: sanctuaries.noaa.gov

10. 2- שיטות- טכניקות צילום שונות בשימוש המחקר • צילום בקיטועי זמן- Time Laps • צילום פנורמות תת ימיות • צילום וידיאו • צילום קוואדראטים/טרנסקטים • שיטה נפוצה לתיעוד ומעקב אחרי תהליכים מהירים. • על מנת לתעד תהליכים מהירים יש לצלם במצלמות בעלות קצב תמונה (Frame Rate) גבוה.

12. 2- שיטות- טכניקות צילום שונות בשימוש המחקר • צילום בקיטועי זמן- Time Laps • צילום פנורמות תת ימיות • צילום וידיאו • צילום קוואדראטים/ טרנסקטים • אחת השיטות עם השימוש הנפוץ ביותר- חסכונית בזמן מתחת למים וידידותית לסביבה. • יעילה במיוחד לחישוב מגוון מינים ואחוז כיסוי של בנטוס. (Álvaro et al., 2008)

13. 3- הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר • האם שימוש בצילום דיגיטאלי לצורך הגדרת אוכלוסיית האצות הבנטיות באזור החוף יכולה לחסוך את הימצאותו של מומחה אצות באתר הדיגום? (Álvaro et al., 2008)

14. 3- הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים • שימוש בקוואדראטים של 25X25 ס"מ • יצירה של שטח דיגום של 50X50 ס"מ ע"י הדבקת 4 תמונות • קוואדראטים מחולקים ע"י גריד ל-36 נקודות חיתוך שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר (Álvaro et al., 2008)

15. 3- הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים • הבדלים מהותיים נתגלו בין דיגום ידני לבין דיגום המבוסס על ניתוח של תמונות דיגיטאליות עם תלות בסוג המצע ועומק הדיגום שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר SR- דוגם , במחשב IP- לא מיומן, מחשב משטח סלעי L1- הנקודה הכי נמוכה בכרית מיד מעל למפלס המים תוצאות בעייתיות וסותרות EP- מיומן, מחשב L2- עומק בין L1 ל- L3 משטח סלעי תוצאות בעיתיות- דיגום ידני שווה לאיש לא מיומן משטח סלעי הכי עמוק- העומק הראשון בו תועדו אצות L3- תוצאות טובות- דיגום באתר שווה לאיש מיומן במחשב (Álvaro et al., 2008)

16. 3- הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים • הבדלים מהותיים נתגלו בין דיגום ידני לבין דיגום המבוסס על ניתוח של תמונות דיגיטאליות עם תלות בסוג המצע ועומק הדיגום שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר SR- דוגם, במחשב IP- לא מיומן, מחשב L1- סלעים בינוניים מיומן שווה ללא מיומן ושניהם שונים ממיומן באתר EP- מיומן, מחשב סלעים בינוניים L2- מיומן באתר שווה למיומן במחשב ושניהם שונים מלא מיומן סלעים בינוניים L3- מיומן באתר שווה למיומן במחשב ושניהם שונים מלא מיומן (Álvaro et al., 2008)

17. 3- הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים • הבדלים מהותיים נתגלו בין דיגום ידני לבין דיגום המבוסס על ניתוח של תמונות דיגיטאליות עם תלות בסוג המצע ועומק הדיגום שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר SR- דוגם, במחשב IP- לא מיומן, מחשב חלוקים כל הדיגומים שווים L1- EP- מיומן, מחשב מיומן באתר שווה למיומן במחשב ושונה מלא מיומן L2- חלוקים חלוקים מיומן באתר שווה למיומן במחשב ושונה מלא מיומן L3- (Álvaro et al., 2008)

18. 3- הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים • פיזור נתונים וסטיות תקן גבוהות בתוצאות מאיזור הכרית הסלעי • איזור קשה לעבודת איסוף ידנית ואו ע"י מצלמה. • במקומות העמוקים, פיזור הנתונים וסטיות התקן שוות לדוגם המנוסה ולמומחה האצות שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר SR- דוגם, במחשב IP- לא מיומן, מחשב שורה תחתונה: שלב הדיגום יכול להתבצע ע"י דוגם מנוסה שאינו מומחה לאצות, אך בשלב הניתוח במחשב, מחוייבת נוכחותו של מומחה אצות EP- מיומן, מחשב (Álvaro et al., 2008)

19. 3- הצגת מאמר- שימוש בצילום דיגיטאלי להגדרת ביוטופים חופיים באיים האזוריים • פיזור נתונים וסטיות תקן גבוהות בתוצאות מאיזור הכרית הסלעי • איזור קשה לעבודת איסוף ידנית ואו ע"י מצלמה. • רוב בעיות ניתוח הנתונים נבעו ממגבלות טכניות שונות בזמן הצילום. שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר שימוש בעדשה עם אורך מוקד גדול הוביל לשימוש בטכניקת הפנורמות איכות תמונה נמוכה עקב ריבוי חול מורחף בפריים- בעיקר במים רדודים החזרי אור והצללות מפני המים בשמש חזקה שורה תחתונה: שלב הדיגום יכול להתבצע ע"י דוגם מנוסה שאינו מומחה לאצות, אך בשלב הניתוח במחשב, מחוייבת נוכחותו של מומחה אצות (Álvaro et al., 2008)

20. 4- פרויקט- הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני בפרספקטיבה שונה • האם צילום קוואדראטים באורכי מוקד שונים יכול להשפיע על תוצאות הסקר? שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר

21. 4- פרויקט- הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני בפרספקטיבה שונה • צילום קוואדראטים זהים באותו מיקום, ע"י שתי מצלמות בעלות עדשות שונות ומרחק צפייה שונה ביחס לקוואדראט • ניתוח התמונות והנתונים בעזרת תוכנה סטטיסטית לשוניות אלמוגים, המייצרת טבלאות אקסל- CPCe שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר (Kohler and Gill, 2006)

22. 4- פרויקט- הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני בפרספקטיבה שונה אחוזי הכיסוי דומים, פרט למספר הבדלים מעניינים. שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר

23. 4- פרויקט- הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני בפרספקטיבה שונה בחינת הקוואדראטים אחד מול השני חושפת את הבעיה. בקוואדראטים מישוריים- התוצאות דומות שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר

24. 4- פרויקט- הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני בפרספקטיבה שונה בחינת הקוואדראטים אחד מול השני חושפת את הבעיה. בקוודראטים בעלי מימד עומק, מתקבל עיוות בנתונים שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר

25. 4- פרויקט- הרכב אוכלוסיית האצות במעגן הצפוני בפרספקטיבה שונה מסקנות: • בעת ביצוע סקר, חשוב לבצעו עם אותה מצלמה מהתחלה ועד הסוף כדי לקבל נתונים ברי השוואה. • ניתן להתגבר על העיוותים הנוצרים בעדשה הרחבה באמצעות תוכנה ולהרוויח מבט קרוב יותר למצע הנדגם. • שימוש בתאורה צידית חזקה והקפדה על חשיפה נכונה, מבטלים את בעיות החזרי האור מפני המים. • בעת השוואה בין קוואדראטים זהים, חשוב לדגום יצורים ישיבים, מפני שהאצות המרחפות במים משנות את מיקומן ואף יוצאות מהקוואדראט בין הצילומים. • עקב הגדלה של כ- 25% שקיימת מתחת למים, מחריפה הבעייתיות שבעבודה עם אורך מוקד גדול. שאלת המחקר שיטת הדיגום תוצאות המחקר

26. 5- מחקר עתידי • יש לבחון הרכבת קיט זול וקל עם עדשה רחבה ותאורה צידית מתאימה. • יש לבחון לעומק את השפעת יישור התמונה על גודל עצמים הנמצאים במרחקים שונים מהעדשה, בפריים הסופי.

27. 6- ביבליוגרפיה • Álvaro N. V., Wallenstein F. F. M. M., Neto A. I., Nogueira E. M., Ferreira J., Santos C. I. and Amaral A. F. (2008). The use of digital photography for the definition of coastal biotopes in Azores. Hydrobiologia 596:143–152. • Dumas P., Bertaud A., Peignon C., Léopold M., Pelletier D. (2009). A “quick and clean” photographic method for the description of coral reef habitats. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 368:161–168. • Joiner J. T. (Ed.) (2001). NOAA Diving Manual: Diving for science and technology, 4th ed. Best Publishing: Flagstaff, AZ, pp. 9.1-9.45. • Kohler K. E. and Gill S. M. (2006). Coral Point Count with Excel extensions (CPCe): A Visual Basic program for the determination of coral and substrate coverage using random point count methodology. Computers & Geosciences 32:1259–1269. • Lund-Hansen L. C., Larsen E., Jensen K. T. and Mouritsen K. N. (2004). A new video and digital camera system for studies of the dynamics of microtopographic features on tidal flats. Marine Georesources and Geotechnology 22:115–122. • Rodland D. L., Schöne B. R., Helama S., Nielsen J. K. and Baier S. (2006). A clockwork mollusc: Ultradian rhythms in bivalve activity revealed by digital photography. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 334:316–323.

28. היו שלום ותודה על הדיגום! • לגל אייל וד"ר גיל רילוב, שצללו וצילמו איתי את התמונות.