Jūras biologu komandai tūkstošiem kvadrātmetru koraļļu rifu veselības novērtēšana var būt biedējoša izredze, taču digitālais revolūcija to maina, saka ūdenslīdēji TIM LAMONTS un RINDA TALITA VIDA no Lankasteras universitātes un TRIES BLANDINE RAZAK no IPB universitātes Indonēzijā.
Mums bieži ir jāuzrauga daži no visvairāk bioloģiski daudzveidīgās ekosistēmas uz planētas, un ar niršanu saistīto drošības noteikumu dēļ ir stingrs laika ierobežojums.
Precīzi mērot un klasificējot pat nelielus rifu apgabalus, var būt nepieciešams pavadīt daudzas stundas zem ūdens. Un ar miljoniem rifu visā pasaulē, kas ir jāuzrauga, ņemot vērā draudus draudi viņu pastāvēšanai, ātrums ir kritisks.
Bet tagad, a digitālais var sākties revolūcija koraļļu rifu novērošanā, ko nodrošina nesenie sasniegumi zemo izmaksu kameru un skaitļošanas tehnoloģijās. Mūsu jauns pētījums parāda, kā izveidot 3D dators veselu rifu modeļi - dažreiz pazīstami kā digitālais dvīņi – var palīdzēt mums uzraudzīt šīs vērtīgās ekosistēmas ātrāk, precīzāk un detalizētāk nekā jebkad agrāk.
Mēs strādājām 17 pētījumu vietās Indonēzijas centrālajā daļā – daži rifi bija degradēti, citi bija veseli vai atjaunoti. Mēs ievērojām to pašu protokolu taisnstūrveida apgabalos, kas katrā vietā mēra 1,000 kvadrātmetrus, izmantojot tehniku, ko sauc par "fotogrammetriju", lai izveidotu katra rifa biotopa 3D modeļus.
Viens no mums nira un peldēja 2 m virs koraļļiem uz priekšu un atpakaļ, izmantojot “zāliena pļāvēju” katru šī rifa kvadrātmetru, vienlaikus nēsājot divas zemūdens kameras, kas ieprogrammētas, lai divas reizes sekundē fotografētu jūras gultni. Tikai pusstundas laikā mēs uzņēmām 10,000 XNUMX augstas izšķirtspējas attēlu, kas pārklājas un aptvēra visu apgabalu.
Augstas veiktspējas dators
Vēlāk mēs sākām augstas veiktspējas ierīci dators, un ar speciālistu ekspertu palīdzību no zemūdens zinātnes tehnoloģiju uzņēmuma Tritonia Scientific, mēs šos attēlus apstrādājām precīzos 3D attēlos katrai no 17 vietnēm. Iegūtie modeļi pārspēj tradicionālās uzraudzības metodes ātruma, izmaksu un spējas konsekventi reproducēt precīzus mērījumus.
Mūsu pētnieciskajā rakstā šī metode tiek izmantota, lai novērtētu pasaulē lielākā koraļļu atjaunošanas projekta panākumus. Marsa koraļļu rifs Restaurācijas projekts atrodas Bontosua salā Spermondes arhipelāgā Dienvidsulavēzi, Indonēzijā.
Mūsu atklājumi liecina, ka labi pārvaldīti koraļļu atjaunošanas centieni var atgriezt daudzus elementus, tostarp rifu struktūras sarežģītību lielos apgabalos.
Salīdzinot 3D modeļus, mēs varam redzēt, cik sarežģīta izskatās koraļļu rifa virsmas struktūra, un izmērīt tā detaļas dažādos mērogos - šie aspekti būtu pārāk sarežģīti, lai ūdenslīdēji varētu precīzi izmērīt zem ūdens.
Agrāk 2024 pētījums, mūsu komanda izmantoja fotogrammetriju, lai noteiktu koraļļu augšanas ātrumu atsevišķu koloniju līmenī. Uzņemot detalizētus 3D modeļus pirms un pēc izaugsmes gada, mēs to atklājām atjaunoti rifi var sasniegt augšanas ātrumu, kas ir salīdzināms ar veselīgām dabiskajām ekosistēmām.
Šis atklājums ir īpaši nozīmīgs, jo tas izceļ atjaunoto rifu potenciālu atgūties un darboties līdzīgi neskartai rifu videi.
Aiz koraļļu rifiem
Fotogrammetrija kļūst par plaši izmantotu rīku dažādās jomās uz zemes un okeānā. Papildus koraļļu rifiem to izmanto, lai uzraudzītu mežus ar droniem, izstrādātu detalizētus arhitektūras un pilsētplānošanas modeļus, kā arī uzraudzītu augsnes eroziju un ainavas izmaiņas.
Jūras vidē fotogrammetrija ir spēcīgs monitoringa un mērīšanas rīks vides izmaiņas piemēram, koraļļu seguma izmaiņas, sugu daudzveidības izmaiņas un rifu struktūras izmaiņas. Tas ir izmantots arī, lai izstrādātu rentablas metodes koraļļu rifu nelīdzenuma (rifa virsmas nelīdzenuma vai tekstūras) mērīšanai.
Lielāka rupjība parasti norāda uz sarežģītākiem biotopiem, kas var atbalstīt plašāku jūras dzīves dažādību un atspoguļot veselīgākas rifu sistēmas.
Turklāt tas mēra dažādu formu un struktūru sarežģītību rifā. Šīs metodes nodrošina būtisku bāzes līniju, kas palīdz tādiem zinātniekiem kā mēs izsekot izmaiņām laika gaitā un izstrādāt efektīvas saglabāšanas stratēģijas.
Lai gan šī metode ir lētāka un ātrāka nekā tradicionālie lauka darbi, joprojām pastāv būtiski finansiāli šķēršļi.
Izmaksas un apmācība
Nepieciešamais aprīkojums un programmatūra var svārstīties no vairākiem tūkstošiem līdz pat desmitiem tūkstošu dolāru atkarībā no konkrētās izmantotās iekārtas un programmatūras, un šo paņēmienu apguve prasa laiku. Var paiet kāds laiks, līdz šīs metodes kļūs par standarta vairumam lauka biologu.
Papildus koraļļu rifu monitoringam arvien vairāk tiek izmantota fotogrammetrija virtuālā realitāte un paplašinātās realitātes attīstība, kas ļauj izveidot ieskaujošu, reālistisku vidi izglītībai, izklaidei un pētniecībai.
Piemēram, ASV aģentūras National Oceanic & Atmospheric Administration's koraļļu rifu virtuālā realitāte piedāvā aizraujošu veidu, kā izpētīt koraļļu rifus, izmantojot virtuālo realitāti.
Nākotnē fotogrammetrija varētu mainīt vides monitoringu, piedāvājot ātrākus un precīzākus ekosistēmu izmaiņu, piemēram, koraļļu balināšanas un bioloģiskās daudzveidības maiņas, bāzes līnijas un novērtējumus.
Paredzams, ka mašīnmācības un mākoņdatošanas sasniegumi turpinās automatizēt un uzlabot fotogrammetriju, palielinot tās pieejamību un mērogojamību, kā arī izveidojot tās kā būtiska instrumenta lomu saglabāšanas zinātnē.
Vai jums nav laika lasīt par klimata pārmaiņām tik daudz, cik vēlaties? Tā vietā saņemiet iknedēļas apkopojumu savā iesūtnē. Katru trešdienu The Conversation vides redaktors raksta Imagine — īsu e-pasta ziņojumu, kas ir nedaudz dziļāks tikai vienā klimatā. izdot. Pievienojieties vairāk nekā 35,000 XNUMX lasītāju, kuri līdz šim ir abonējuši.
TIM LAMONTS ir zinātniskais līdzstrādnieks jūras bioloģijā Lancaster University; RINDA TALITA VIDA ir Vides centra doktora grāda kandidāts, Lancaster University, un IZMĒĢINA BLANDINE RAZAK ir pētnieks Koraļļu rifu atjaunošanas skolā, IPB universitāte
Šis raksts tiek atkārtoti publicēts Saruna saskaņā ar Creative Commons licenci. Lasīt sākotnējo rakstu.
Arī pakalpojumā Divernet: Kas būs nepieciešams, lai koraļļi izdzīvotu?, Pasaules koraļļu rifi ir lielāki, nekā mēs domājām…, Attālajam Klusā okeāna koraļļu rifam ir zināma spēja tikt galā ar okeāna sasilšanu, Koraļļu avārija: vai mūsu rifus var izglābt?
