Za ekipo morskih biologov je lahko ocena zdravja na tisoče kvadratnih metrov koralnega grebena zastrašujoča možnost – vendar digitalni revolucija to spreminja, pravita potapljača TIM LAMONT in RINDAH TALITHA VIDA z univerze Lancaster in TRIES BLANDINE RAZAK z univerze IPB v Indoneziji
Pogosto moramo nekatere najbolj spremljati biotsko raznovrstnih ekosistemov na planetu, in obstaja stroga časovna omejitev zaradi varnostnih predpisov, povezanih s potapljanjem.
Natančno merjenje in razvrščanje celo majhnih površin grebenov lahko vključuje preživetje več ur pod vodo. In z milijoni grebenov po vsem svetu, ki jih je treba spremljati ob grozeči nevarnosti grožnje njihovemu obstoju, hitrost je kritična.
Zdaj pa a digitalni morda poteka revolucija za spremljanje koralnega grebena, ki jo omogoča nedavni napredek na področju poceni kamer in računalniške tehnologije. Naš Nova študija prikazuje ustvarjanje 3D računalnik modeli celih grebenov – včasih znani kot digitalni dvojčka – nam lahko pomaga spremljati te dragocene ekosisteme hitreje, natančneje in bolj podrobno kot kadar koli prej.
Delali smo na 17 študijskih mestih v osrednji Indoneziji – nekateri grebeni so bili degradirani, drugi zdravi ali obnovljeni. Sledili smo istemu protokolu na pravokotnih območjih, ki so merila 1,000 kvadratnih metrov na vsaki lokaciji, z uporabo tehnike, imenovane "fotogrametrija", za ustvarjanje 3D modelov vsakega habitata grebena.
Eden od nas se je potapljal in plaval 2 m nad koralami naprej in nazaj v vzorcu "kosilnice" čez vsak kvadratni meter tega grebena, medtem ko je nosil dve podvodni kameri, programirani za fotografiranje morskega dna dvakrat na sekundo. V samo pol ure smo posneli 10,000 prekrivajočih se slik visoke ločljivosti, ki so pokrivale celotno območje.
Visokozmogljiv računalnik
Kasneje smo zagnali visoko zmogljivo računalnik, in s pomočjo specializiranih strokovnjakov iz podjetja za podvodno znanost, ki se imenuje Tritonia Scientific, smo te slike obdelali v natančne 3D predstavitve za vsako od 17 mest. Nastali modeli presegajo tradicionalne metode spremljanja v hitrosti, ceni in zmožnosti dosledne reprodukcije natančnih meritev.
Naša raziskovalna naloga uporablja to tehniko za oceno uspeha največjega projekta obnove koral na svetu. Marsov koralni greben Projekt obnove se nahaja na otoku Bontosua v arhipelagu Spermonde v Južnem Sulaveziju v Indoneziji.
Naše ugotovitve kažejo, da lahko ob dobrem upravljanju prizadevanja za obnovo koral povrnejo številne elemente, vključno s kompleksnostjo strukture grebena na velikih območjih.
S primerjavo 3D-modelov lahko vidimo, kako zapletena je videti površinska struktura koralnega grebena, in izmerimo njene podrobnosti v različnih merilih – ti vidiki bi bili preveč zapleteni, da bi potapljači natančno izmerili pod vodo.
V zgodnejšem 2024 študija, je naša ekipa uporabila fotogrametrijo za merjenje stopnje rasti koral na ravni posameznih kolonij. Z zajemanjem podrobnih 3D modelov pred in po letu rasti, to smo razkrili obnovljeni grebeni lahko dosežejo stopnje rasti, primerljive z zdravimi naravnimi ekosistemi.
Ta ugotovitev je še posebej pomembna, saj poudarja možnost, da si obnovljeni grebeni opomorejo in delujejo podobno kot nedotaknjena okolja grebenov.
Onkraj koralnih grebenov
Fotogrametrija postaja široko uveljavljeno orodje na različnih področjih na kopnem in v oceanu. Poleg koralnih grebenov se uporablja za spremljanje gozdov z droni, razvoj podrobnih modelov arhitekturnega in urbanističnega načrtovanja ter spremljanje erozije tal in sprememb krajine.
V morskem okolju je fotogrametrija močno orodje za spremljanje in merjenje okoljske spremembe kot so variacije v koralnem pokrovu, premiki v raznolikosti vrst in spremembe v strukturi grebenov. Uporabili so ga tudi za razvoj stroškovno učinkovitih metod za merjenje hrapavosti koralnega grebena (grbinastost ali tekstura površine grebena).
Večja hrapavost na splošno kaže na bolj zapletene habitate, ki lahko podpirajo večjo raznolikost morskega življenja in odražajo bolj zdrave sisteme grebenov.
Poleg tega meri kompleksnost različnih oblik in struktur znotraj grebena. Te metode zagotavljajo ključna izhodišča, ki pomagajo znanstvenikom, kot smo mi, slediti spremembam skozi čas in oblikovati učinkovite strategije ohranjanja.
Čeprav je ta metoda cenejša in hitrejša od tradicionalnega terenskega dela, še vedno obstajajo precejšnje finančne ovire.
Stroški in usposabljanje
Potrebna oprema in programska oprema lahko znašata od nekaj tisoč do več deset tisoč dolarjev, odvisno od specifične opreme in programske opreme, ki se uporablja, obvladovanje teh tehnik pa zahteva čas. Morda bo minilo nekaj časa, preden bodo te metode postale standardne za večino terenskih biologov.
Poleg spremljanja koralnih grebenov se fotogrametrija vedno bolj uporablja v navidezna resničnost in razvoj obogatene resničnosti, ki omogoča ustvarjanje poglobljenih, realističnih okolij za izobraževanje, zabavo in raziskovanje.
Na primer ameriška agencija National Oceanic & Atmospheric Administration's virtualna resničnost koralnega grebena ponuja privlačen način za raziskovanje koralnih grebenov skozi virtualno resničnost.
V prihodnosti bi lahko fotogrametrija revolucionirala spremljanje okolja, tako da bi ponudila hitrejše, natančnejše izhodišča in ocene sprememb ekosistema, kot sta beljenje koral in premiki v biotski raznovrstnosti.
Pričakuje se, da bo napredek strojnega učenja in računalništva v oblaku dodatno avtomatiziral in izboljšal fotogrametrijo, povečal njeno dostopnost in razširljivost ter vzpostavil njeno vlogo kot bistvenega orodja v znanosti o ohranjanju.
Nimate časa brati o podnebnih spremembah toliko, kot bi si želeli? Namesto tega prejmite tedenski pregled v svoj nabiralnik. Vsako sredo urednik okolja The Conversation napiše Imagine, kratko e-pošto, ki gre nekoliko globlje v samo eno podnebje vprašanje. Pridružite se več kot 35,000 bralcem, ki so se do zdaj naročili.
TIM LAMONT je znanstveni sodelavec morske biologije na Lancaster University; RINDAH TALITHA VIDA je doktorski kandidat, Center za okolje, Lancaster Universityin POSKUSI BLANDINE RAZAK je raziskovalec na šoli za obnovo koralnega grebena, Univerza IPB
Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.
Tudi na Divernetu: Kaj bo potrebno, da korale preživijo?, Svetovni koralni grebeni so večji, kot smo mislili ..., Oddaljeni pacifiški koralni greben kaže nekaj sposobnosti za spopadanje s segrevanjem oceana, Koralna nesreča: ali je naše grebene mogoče rešiti?
