Для группы морских биологов оценка состояния здоровья тысяч квадратных метров коралловых рифов может оказаться непростой задачей, но Интернет Революция меняет это, говорят дайверы ТИМ ЛАМОНТ и РИНДА ТАЛИТА ВИДА из Ланкастерского университета и ТРИЕС БЛАНДИН РАЗАК из Университета IPB в Индонезии.
Нам часто приходится следить за некоторыми из самых Биоразнообразные экосистемы на планете, и существуют строгие ограничения по времени из-за правил безопасности, связанных с подводным плаванием.
Читайте также: Ученые обнаружили устойчивые к жаре кораллы, скрытые на виду
Точное измерение и классификация даже небольших участков рифов может потребовать многочасового пребывания под водой. И с миллионами рифов по всему миру, которые нуждаются в мониторинге перед лицом надвигающейся угрозы угрозы их существованию, скорость имеет решающее значение.
Но теперь Интернет Революция в мониторинге коралловых рифов может быть начата благодаря последним достижениям в области недорогих камер и вычислительных технологий. Наш Новое исследование показывает, как создание 3D компьютер модели целых рифов – иногда называемые Интернет близнецы — могут помочь нам контролировать эти драгоценные экосистемы быстрее, точнее и подробнее, чем когда-либо прежде.
Читайте также: Легкие ужины: новое устройство улучшает рацион кораллов
Мы работали на 17 участках исследования в центральной Индонезии – некоторые рифы были деградированы, другие были здоровы или восстановлены. Мы следовали тому же протоколу на прямоугольных участках размером 1,000 кв. м в каждом месте, используя технику, называемую «фотограмметрия», для создания 3D-моделей каждой среды обитания рифа.
Один из нас нырнул с аквалангом и проплыл на высоте 2 м над кораллами взад и вперед по схеме «газонокосилки» через каждый квадратный метр этого рифа, неся с собой две подводные камеры, запрограммированные на съемку морского дна дважды в секунду. Всего за полчаса мы сделали 10,000 XNUMX перекрывающихся снимков высокого разрешения, которые покрыли всю область.
Высокопроизводительный компьютер
Позже мы загрузили высокопроизводительный компьютер, и с помощью специалистов-экспертов из подводной научно-технической компании под названием Тритония Сайентифик, мы обработали эти изображения в точные 3D-представления для каждого из 17 участков. Полученные модели превосходят традиционные методы мониторинга по скорости, стоимости и способности последовательно воспроизводить точные измерения.
В нашей исследовательской работе эта методика применяется для оценки успешности крупнейшего в мире проекта по восстановлению кораллов. Коралловый риф Марса Проект реставрации расположен на острове Бонтосуа архипелага Спермонде в Южном Сулавеси, Индонезия.
Наши результаты показывают, что при грамотном управлении усилиями по восстановлению кораллов можно вернуть многие элементы, включая сложность структуры рифов на больших территориях.
Сравнивая 3D-модели, мы можем увидеть, насколько сложной выглядит структура поверхности кораллового рифа, и измерить ее детали в разных масштабах — эти аспекты было бы слишком сложно точно измерить дайверам под водой.
В более раннем в исследовании 2024 г., наша команда применила фотограмметрию для измерения темпов роста кораллов на уровне отдельных колоний. Снимая подробные 3D-модели до и после года роста, мы показали, что Восстановленные рифы могут достигать темпов роста, сопоставимых со здоровыми естественными экосистемами.
Это открытие особенно важно, поскольку оно подчеркивает потенциал восстановленных рифов для восстановления и функционирования, аналогичных нетронутым рифовым средам.
За пределами коралловых рифов
Фотограмметрия становится широко используемым инструментом в различных областях, как на суше и в океанеПомимо коралловых рифов, его используют для мониторинга лесов с помощью беспилотников, разработки подробных архитектурных и городских моделей планирования, а также для мониторинга эрозии почвы и изменений ландшафта.
В морской среде фотограмметрия является мощным инструментом мониторинга и измерения. изменения окружающей среды такие как изменения в коралловом покрытии, сдвиги в видовом разнообразии и изменения в структуре рифа. Он также использовался для разработки экономически эффективных методов измерения шероховатости коралловых рифов (бугристости или текстуры поверхности рифа).
Большая шероховатость обычно указывает на более сложную среду обитания, которая может поддерживать большее разнообразие морской жизни и отражает более здоровые рифовые системы.
Кроме того, он измеряет сложность различных форм и структур внутри рифа. Эти методы обеспечивают важные исходные данные, которые помогают ученым, таким как мы, отслеживать изменения с течением времени и разрабатывать эффективные стратегии сохранения.
Хотя этот метод дешевле и быстрее традиционных полевых работ, все еще существуют значительные финансовые барьеры.
Расходы и обучение
Необходимое оборудование и программное обеспечение могут стоить от нескольких тысяч до десятков тысяч долларов в зависимости от конкретного оборудования и программного обеспечения, а освоение этих методов требует времени. Возможно, пройдет некоторое время, прежде чем эти методы станут стандартными для большинства полевых биологов.
Помимо мониторинга коралловых рифов, фотограмметрия все чаще используется в виртуальная реальность и разработка дополненной реальности, позволяющая создавать захватывающие, реалистичные среды для образования, развлечений и исследований.
Например, Национальное управление океанических и атмосферных исследований США виртуальная реальность кораллового рифа предлагает увлекательный способ исследования коралловых рифов посредством виртуальной реальности.
В будущем фотограмметрия может произвести революцию в мониторинге окружающей среды, предлагая более быстрые и точные исходные данные и оценки изменений экосистем, таких как обесцвечивание кораллов и сдвиги в биоразнообразии.
Ожидается, что достижения в области машинного обучения и облачных вычислений еще больше автоматизируют и улучшат фотограмметрию, повысят ее доступность и масштабируемость и укрепят ее роль как важнейшего инструмента в науке об охране природы.
У вас нет времени читать об изменении климата столько, сколько хотелось бы? Вместо этого получайте еженедельный обзор на свой почтовый ящик. Каждую среду редактор журнала The Conversation пишет Imagine, короткое электронное письмо, которое немного глубже затрагивает только один климат. вопрос. Присоединяйтесь к более чем 35,000 XNUMX читателей, которые уже подписались.
ТИМ ЛАМОНТ научный сотрудник в области морской биологии в Lancaster University; РИНДА ТАЛИТА ВИДА является кандидатом наук, Центр окружающей среды, Lancaster Universityи ПЫТАЕТСЯ БЛАНДИН РАЗАК научный сотрудник Школы восстановления коралловых рифов, IPB University
Эта статья перепечатана с сайта The Conversation по лицензии Creative Commons. Прочтите здесь.
Также в Дивернете: Что нужно кораллу, чтобы выжить?, Коралловые рифы мира больше, чем мы думали…, Отдаленный коралловый риф Тихого океана демонстрирует некоторую способность справляться с потеплением океана, Коралловое крушение: можно ли спасти наши рифы?
