Jūrų biologų komandai įvertinti tūkstančių kvadratinių metrų koralinio rifo būklę gali būti bauginanti perspektyva, tačiau skaitmeninis revoliucija tai keičia, sako narai TIM LAMONT ir RINDAH TALITHA VIDA iš Lankasterio universiteto ir TRIES BLANDINE RAZAK iš IPB universiteto Indonezijoje.
Mes dažnai turime stebėti kai kuriuos iš labiausiai biologinės įvairovės ekosistemos planetoje, ir yra griežtas laiko apribojimas dėl saugos taisyklių, susijusių su nardymu.
Tiksliai išmatuojant ir klasifikuojant net nedidelius rifų plotus, gali prireikti daug valandų praleisti po vandeniu. Ir su milijonais rifų visame pasaulyje, kuriuos reikia stebėti, kai kyla pavojus grėsmės jų egzistavimui, greitis yra labai svarbus.
Bet dabar, a skaitmeninis gali prasidėti koralų rifų stebėjimo revoliucija, kurią įgalino naujausi nebrangių fotoaparatų ir skaičiavimo technologijų pasiekimai. Mūsų Naujas tyrimas parodo, kaip sukurti 3D kompiuteris ištisų rifų modeliai – kartais žinomi kaip skaitmeninis dvyniai – gali padėti mums stebėti šias brangias ekosistemas greičiau, tiksliau ir išsamiau nei bet kada anksčiau.
Dirbome 17 tyrimų vietų centrinėje Indonezijoje – vieni rifai buvo degraduoti, kiti buvo sveiki arba atstatyti. Mes laikėmės to paties protokolo stačiakampiuose plotuose, kurių kiekvienoje vietoje matuojamas 1,000 kv. m., naudodami techniką, vadinamą „fotogrammetrija“, kurdami kiekvienos rifo buveinės 3D modelius.
Vienas iš mūsų nardė ir plaukė 2 m virš koralų pirmyn ir atgal „vejapjovės“ būdu per kiekvieną šio rifo kvadratinį metrą, nešdamas dvi povandenines kameras, užprogramuotas fotografuoti jūros dugną du kartus per sekundę. Vos per pusvalandį padarėme 10,000 XNUMX didelės raiškos, persidengiančių nuotraukų, kurios apėmė visą plotą.
Didelio našumo kompiuteris
Vėliau paleidome didelio našumo kompiuteris, ir padedami specialistų iš povandeninių mokslo technologijų įmonės, vadinamos Tritonia Scientific, apdorojome šiuos vaizdus į tikslius 3D vaizdus kiekvienoje iš 17 svetainių. Gauti modeliai pranoksta tradicinius stebėjimo metodus greičiu, kaina ir galimybe nuosekliai atkurti tikslius matavimus.
Mūsų moksliniame darbe ši technika taikoma siekiant įvertinti didžiausio pasaulyje koralų atkūrimo projekto sėkmę. Marso koralinis rifas Restauravimo projektas yra Bontosua saloje, Spermonde salyne Pietų Sulavesio valstijoje, Indonezijoje.
Mūsų išvados rodo, kad gerai valdomos koralų atkūrimo pastangos gali sugrąžinti daugybę elementų, įskaitant rifų struktūros sudėtingumą dideliuose plotuose.
Palyginus 3D modelius, matome, kaip sudėtinga atrodo koralinio rifo paviršiaus struktūra, ir išmatuojame jo detales įvairiais masteliais – šiuos aspektus narams būtų per daug sudėtinga tiksliai išmatuoti po vandeniu.
Ankstesniame 2024 tyrimas, mūsų komanda taikė fotogrametriją, kad išmatuotų koralų augimo greitį atskirų kolonijų lygiu. Užfiksuodami išsamius 3D modelius prieš ir po metų augimo, mes tai atskleidėme atkurti rifai gali pasiekti augimo tempus, panašius į sveikų natūralių ekosistemų.
Šis atradimas yra ypač reikšmingas, nes pabrėžia atkurtų rifų galimybę atsigauti ir veikti panašiai kaip nepaliestoje rifų aplinkoje.
Už koralų rifų
Fotogrametrija tampa plačiai naudojama priemone įvairiose srityse sausumoje ir vandenyne. Be koralinių rifų, jis naudojamas bepiločiais orlaiviais stebėti miškus, kurti detalius architektūros ir urbanistikos modelius, stebėti dirvožemio eroziją ir kraštovaizdžio pokyčius.
Jūrinėje aplinkoje fotogrametrija yra galingas stebėjimo ir matavimo įrankis aplinkos pokyčiai pavyzdžiui, koralų dangos pokyčiai, rūšių įvairovės pokyčiai ir rifų struktūros pokyčiai. Jis taip pat buvo naudojamas kuriant ekonomiškus metodus koralinio rifo grubumui (rifo paviršiaus nelygumui arba tekstūrai) matuoti.
Didesnis šiurkštumas paprastai rodo sudėtingesnes buveines, kurios gali palaikyti įvairesnę jūrų gyvybę ir atspindėti sveikesnes rifų sistemas.
Be to, jis matuoja įvairių rifo formų ir struktūrų sudėtingumą. Šie metodai suteikia esminius pagrindus, padedančius tokiems mokslininkams kaip mes sekti pokyčius laikui bėgant ir kurti veiksmingas išsaugojimo strategijas.
Nors šis metodas yra pigesnis ir greitesnis nei tradiciniai lauko darbai, vis dar yra didelių finansinių kliūčių.
Išlaidos ir mokymai
Reikalinga įranga ir programinė įranga gali svyruoti nuo kelių tūkstančių iki dešimčių tūkstančių dolerių, priklausomai nuo konkrečios naudojamos įrangos ir programinės įrangos, o šios technikos įsisavinimas užtrunka. Gali praeiti šiek tiek laiko, kol šie metodai taps standartiniais daugeliui lauko biologų.
Be koralinių rifų stebėjimo, fotogrametrija vis dažniau naudojama virtuali realybė ir papildytos realybės plėtra, leidžianti sukurti įtraukią, tikrovišką aplinką švietimui, pramogoms ir tyrimams.
Pavyzdžiui, JAV agentūra „National Oceanic & Atmospheric Administration“. koralų rifų virtualioji realybė siūlo patrauklų būdą tyrinėti koralinius rifus per virtualią realybę.
Ateityje fotogrametrija gali pakeisti aplinkos stebėjimą, pasiūlydama greitesnes, tikslesnes bazines linijas ir ekosistemų pokyčių, tokių kaip koralų balinimas ir biologinės įvairovės pokyčiai, vertinimą.
Tikimasi, kad mašininio mokymosi ir debesų kompiuterijos pažanga dar labiau automatizuos ir pagerins fotogrametriją, padidins jos prieinamumą ir mastelio keitimą bei įtvirtins jos, kaip esminės gamtosaugos mokslo priemonės, vaidmenį.
Neturite laiko skaityti apie klimato kaitą tiek, kiek norėtumėte? Vietoj to gautuosiuose gaukite savaitės apžvalgą. Kiekvieną trečiadienį „The Conversation“ aplinkos redaktorius rašo „Imagine“ – trumpą el. laišką, kuriame kalbama apie vieną klimatą. emisija. Prisijunkite prie daugiau nei 35,000 XNUMX skaitytojų, kurie iki šiol užsiprenumeravo.
TIMAS LAMONTAS yra jūrų biologijos mokslo darbuotojas Lankasterio universitetas; RINDAH TALITHA VIDA yra Aplinkos centro doktorantas, Lankasterio universitetasir BANDA BLANDINE RAZAK yra Koralinių rifų atkūrimo mokyklos tyrėjas, IPB universitetas
Šis straipsnis yra iš naujo paskelbtas Pokalbis pagal Creative Commons licenciją. Skaityti Originalus straipsnis.
Taip pat „Divernet“: Ko prireiks, kad koralas išgyventų?, Pasaulio koraliniai rifai yra didesni, nei manėme…, Nuotolinis Ramiojo vandenyno koralinis rifas rodo tam tikrą gebėjimą susidoroti su vandenyno atšilimu, Koralų katastrofa: ar galima išgelbėti mūsų rifus?
