Pre tím morských biológov môže byť hodnotenie zdravia tisícok štvorcových metrov koralového útesu skľučujúcou vyhliadkou – ale digitálne revolúcia to mení, tvrdia potápači TIM LAMONT a RINDAH TALITHA VIDA z Lancaster University a TRIES BLANDINE RAZAK z IPB University v Indonézii
Niektoré z nich musíme často sledovať najviac biodiverzné ekosystémy na planétea je tu prísny časový limit kvôli bezpečnostným predpisom spojeným s potápaním.
Presné meranie a klasifikácia dokonca aj malých oblastí útesov môže znamenať strávenie mnohých hodín pod vodou. A s miliónmi útesov po celom svete, ktoré si vyžadujú monitorovanie tvárou v tvár hroziacej situácii ohrozenia ich existencie, rýchlosť je kritická.
Ale teraz, a digitálne Revolúcia v monitorovaní koralových útesov by mohla prebiehať vďaka nedávnemu pokroku v oblasti lacných kamier a výpočtovej techniky. náš Nová štúdia ukazuje, ako sa vytvára 3D počítačový modely celých útesov – niekedy známe ako digitálne dvojčatá – nám môžu pomôcť monitorovať tieto vzácne ekosystémy rýchlejšie, presnejšie a podrobnejšie ako kedykoľvek predtým.
Pracovali sme na 17 študijných miestach v strednej Indonézii – niektoré útesy boli degradované, iné zdravé alebo obnovené. Postupovali sme podľa rovnakého protokolu v obdĺžnikových oblastiach s rozmermi 1,000 3 mXNUMX v každej lokalite, pričom sme použili techniku nazývanú „fotogrammetria“ na vytvorenie XNUMXD modelov každého biotopu útesu.
Jeden z nás sa potápal a plával 2 metre nad koralom tam a späť v tvare „kosačky na trávu“ cez každý štvorcový meter tohto útesu, pričom niesol dve podvodné kamery naprogramované na fotografovanie morského dna dvakrát za sekundu. Len za pol hodinu sme nasnímali 10,000 XNUMX prekrývajúcich sa obrázkov vo vysokom rozlíšení, ktoré pokrývali celú oblasť.
Vysoko výkonný počítač
Neskôr sme naštartovali vysokovýkonný počítačovýa s pomocou špecializovaných odborníkov z podvodnej vedeckej technologickej spoločnosti tzv Tritonia Scientific, tieto obrázky sme spracovali do presných 3D reprezentácií pre každú zo 17 lokalít. Výsledné modely prekonávajú tradičné monitorovacie metódy rýchlosťou, cenou a schopnosťou dôsledne reprodukovať presné merania.
Náš výskumný dokument používa túto techniku na posúdenie úspechu najväčšieho projektu obnovy koralov na svete. Koralový útes na Marse Projekt obnovy sa nachádza na ostrove Bontosua na súostroví Spermonde v južnom Sulawesi v Indonézii.
Naše zistenia ukazujú, že pri správnom riadení úsilia o obnovu koralov môže vrátiť mnoho prvkov vrátane zložitosti štruktúry útesov na veľkých plochách.
Porovnaním 3D modelov môžeme vidieť, ako zložitá vyzerá povrchová štruktúra koralového útesu a merať jej detaily v rôznych mierkach – tieto aspekty by boli pre potápačov príliš zložité na presné meranie pod vodou.
Skôr 2024 štúdie, náš tím použil fotogrammetriu na meranie rýchlosti rastu koralov na úrovni jednotlivých kolónií. Zachytením detailných 3D modelov pred a po roku rastu, odhalili sme to obnovené útesy môžu dosiahnuť tempo rastu porovnateľné so zdravými prírodnými ekosystémami.
Toto zistenie je obzvlášť významné, pretože zdôrazňuje potenciál obnovených útesov obnoviť sa a fungovať podobne ako nedotknuté prostredie útesov.
Za koralovými útesmi
Fotogrammetria sa stáva široko používaným nástrojom v rôznych oblastiach na súši aj v oceáne. Okrem koralových útesov sa používa na monitorovanie lesov pomocou dronov, vývoj detailných architektonických a urbanistických modelov a sledovanie erózie pôdy a zmien krajiny.
V morskom prostredí je fotogrammetria mocným nástrojom na monitorovanie a meranie zmeny životného prostredia ako sú zmeny v koralovej pokrývke, posuny v druhovej diverzite a zmeny v štruktúre útesov. Používa sa aj na vývoj nákladovo efektívnych metód na meranie drsnosti koralového útesu (hrboľatosť alebo textúra povrchu útesu).
Väčšia drsnosť vo všeobecnosti naznačuje zložitejšie biotopy, ktoré môžu podporovať širšiu škálu morského života a odrážať zdravšie systémy útesov.
Okrem toho meria zložitosť rôznych tvarov a štruktúr v rámci útesu. Tieto metódy poskytujú rozhodujúce základné línie, ktoré pomáhajú vedcom ako my sledovať zmeny v priebehu času a navrhovať efektívne stratégie ochrany.
Hoci je táto metóda lacnejšia a rýchlejšia ako tradičná práca v teréne, stále existujú značné finančné prekážky.
Náklady a školenia
Potrebné vybavenie a softvér sa môže pohybovať od niekoľkých tisíc až po desiatky tisíc dolárov, v závislosti od konkrétneho použitého vybavenia a softvéru a zvládnutie týchto techník si vyžaduje čas. Môže trvať nejaký čas, kým sa tieto metódy stanú štandardom pre väčšinu terénnych biológov.
Okrem monitorovania koralových útesov sa stále viac využíva fotogrametria virtuálna realita a rozvoj rozšírenej reality, umožňujúci vytváranie pohlcujúcich, živých prostredí pre vzdelávanie, zábavu a výskum.
Napríklad americká agentúra National Oceanic & Atmospheric Administration's virtuálna realita koralového útesu ponúka pútavý spôsob, ako preskúmať koralové útesy prostredníctvom virtuálnej reality.
V budúcnosti by fotogrammetria mohla spôsobiť revolúciu v monitorovaní životného prostredia tým, že ponúkne rýchlejšie a presnejšie základné línie a hodnotenia zmien ekosystému, ako je vyblednutie koralov a posuny v biodiverzite.
Očakáva sa, že pokroky v oblasti strojového učenia a cloud computingu budú ďalej automatizovať a zlepšovať fotogrammetriu, čím sa zvýši jej dostupnosť a škálovateľnosť a že sa jej úloha stane základným nástrojom vo vede o ochrane prírody.
Nemáte čas čítať o klimatických zmenách toľko, koľko by ste chceli? Získajte namiesto toho týždenné zhrnutie do doručenej pošty. Každú stredu napíše editor prostredia The Conversation Imagine, krátky e-mail, ktorý ide trochu hlbšie do jednej klímy otázka. Pridajte sa k viac ako 35,000 XNUMX čitateľom, ktorí sa doteraz prihlásili na odber.
TIM LAMONT je výskumným pracovníkom v morskej biológii Univerzita Lancaster; RINDAH TALITHA VIDA je kandidátom na doktorandské štúdium, Centrum životného prostredia, Univerzita Lancastera SKÚSI BLANDINE RAZAK je výskumníkom na Škole obnovy koralových útesov, Univerzita IPB
Tento článok je znova publikovaný od Konverzácie pod licenciou Creative Commons. Čítať Originálne článok.
Aj na Divernete: Čo bude potrebné na prežitie koralov?, Svetové koralové útesy sú väčšie, ako sme si mysleli..., Odľahlý tichomorský koralový útes vykazuje určitú schopnosť vyrovnať sa s otepľovaním oceánov, Koralový pád: môžu byť naše útesy zachránené?
