Numărarea tinde să fie la baza oricărui studiu ecologic. Cunoașterea câtor animale și a tipurilor care trăiesc într-un anumit habitat este esențială pentru înțelegerea relațiilor dintre ele. Această cunoaștere permite, de asemenea, oamenilor de știință să cuantifice modul în care anumite populații se schimbă în timp și să extrapoleze modul în care un mediu și speciile din interiorul acestuia se pot schimba în viitor. Acest lucru este important în special pentru a determina dacă eforturile de gestionare sau de conservare trebuie ajustate.
Continut Asemanator
- De ce sateliții sunt cel mai bun prieten al unui biolog
- Cea mai rară specie de balene din lume descoperită în Noua Zeelandă
Aflând totuși câte animale există într-un anumit loc, variază în dificultate. Pentru creaturi care locuiesc în ocean, această sarcină devine și mai grea, având în vedere că oceanul este atât de mare și este destul de bun pentru a ascunde animalele în adâncurile sale. Chiar și mamifere imense, cum ar fi balenele, care petrec o porțiune semnificativă din timpul lor la suprafața oceanului, se dovedesc dificil de numărat. Deseori, numărarea este limitată la o singură persoană care stă pe uscat sau pe o platformă a navei cu o pereche de binoclu, sau care zboară deasupra unui avion mic, făcând tot posibilul să vadă balenele evazive.
„Populațiile de balene au fost întotdeauna dificil de evaluat”, a declarat Peter Fretwell, cercetător la British Antarctic Survey, într-o declarație. „Mijloacele tradiționale de numărare a acestora sunt localizate, scumpe și nu au precizie.”
Dar dacă această sarcină ar putea fi în schimb automatizată și desfășurată pe o mare suprafață de ocean, odată?
Fretwell și colegii săi din Sondaj și-au dat seama că, cel puțin pentru balene, imaginile din satelit cu rezoluție foarte înaltă ar putea oferi o scurtătură utilă pentru numărarea acelor animale. Deși câteva studii anterioare s-au îndreptat către sateliți ca o posibilitate de supraveghere a balenelor, aceste eforturi nu au produs prea mult succes, mai ales că imaginile nu erau foarte rafinate. Însă progresele recente în ceea ce privește rezoluția și acuratețea imagistică, s-a gândit echipa, ar putea fi suficiente pentru a face succesul încercărilor de sondaj reînnoite.
Au decis să pună această idee la încercare într-un golf din coasta Peninsulei Valdes din Argentina, unde balenele din sudul drept se adună pentru a se reproduce. Datorită interdicțiilor privind vânătoarea de balena, acele animale pe cale de dispariție anterioară par să crească în număr, dar nimeni nu știe dimensiunea reală a populației balenelor potrivite.
Într-un studiu publicat astăzi în PLoS One, cercetătorii au analizat o singură imagine făcută de WorldView2, un satelit capabil să imagineze la rezoluții extrem de ridicate. Imaginea WorldView2 pe care au achiziționat-o a analizat o suprafață de ocean de 40 de mile pătrate și a furnizat imagini care pătrund mai adânc în coloana de apă decât alți sateliți dislocați în prezent. Imaginea a fost împărțită în opt benzi de culoare cu o rezoluție la sol de aproximativ doi metri pe pixel și o bandă panchromatică cu o rezoluție la sol de 50 de centimetri.
Pentru a observa balenele, echipa a examinat mai întâi imaginile manual și apoi a folosit software de procesare a imaginilor care a folosit un algoritm de recunoaștere a balenelor pe care l-au scris. Atât software-ul, cât și cercetătorii au redus potențialele balene, punând trei întrebări: Este dimensiunea și forma potrivită pentru a fi o balenă? Este într-un loc în care este de așteptat să fie o balenă? Există alte obiecte care plutesc în jurul sau o imagine neplăcută care ar putea însemna că ceea ce arată ca o balenă este de fapt doar bule, o stâncă sau păsări?
Din aceste imagini, cercetătorii au identificat cu mâna ceea ce erau destul de siguri era 55 de balene, împreună cu alte 23 de obiecte despre care bănuiau că erau balene. De asemenea, au observat alte 13 balene posibile sub suprafață. Au găsit cele mai bune rezultate pentru depistarea acelor balene ascunse care pândeau sub valuri în a cincea bandă a satelitului, în capătul violet al spectrului luminii (400 - 450 nanometri).
O balenă dreaptă, văzută prin diferite lungimi de undă ale luminii surprinse de satelitul WorldView2. (Foto: Fretwell și colab., PLoS One) Computerul a reușit să identifice 89% din balene pe care cercetătorii le-au identificat cu mâna în imagini. Cu toate acestea, calculatorul a avut o rată falsă pozitivă de 24%, ceea ce înseamnă că a clasificat lucrurile drept balene pe care cercetătorii le-au stabilit că nu sunt balene, cum ar fi bărcile. În cele din urmă, ideea este de a îmbunătăți exactitatea algoritmului, de a face sondajele la balene o sarcină aproape automatizată.
Acest studiu este o dovadă a muncii conceptuale - una care introduce o metodă nouă potențială. Echipa subliniază că va trebui să facă încă sondaje la sol pentru a vedea dacă sateliții ar putea lipsi de balene sau pot fi părtinitori către sau împotriva detectării unor balene peste altele (de exemplu, mamele cu vițe apar uneori ca un blob confuz mai degrabă decât contururi diferite ale balenelor). Comparațiile la sol a ceea ce pare a fi o balenă dintr-o imagine din satelit cu ceea ce înoată de fapt în ocean vor valida în continuare metoda.
„Următoarea provocare este de a determina probabilitățile de detectare și de a înțelege dacă numerele din imagini pot fi utilizate ca un indice de încredere pentru dimensiunea sau prezența populației”, scriu autorii. „Această lucrare arată că analiza automată a imaginilor prin satelit poate realiza o potrivire bună cu numărarea manuală, dar este nevoie de mai multă muncă pentru a se asigura că aceste numărări manuale sunt proporționale cu numărul real de balene de suprafață.”
Adăugarea mai multor imagini de satelit realizate succesiv ar putea ajuta la identificarea a ceea ce este cu adevărat o balenă și ce este o rocă staționară sau o undă disipatoare. De asemenea, ei scriu că metoda funcționează cel mai bine în apa calmă, fără valuri, ceea ce, deocamdată, îi limitează aplicabilitatea. În plus, ajută să știm unde se află balenele, precum în studiul de caz prezentat în lucrare.
Dacă metoda se dovedește viabilă, atunci autorii cred că ar putea fi folosită nu numai pentru a ajuta la estimarea și monitorizarea populației de balene drepte, dar și pentru a lua în considerare capetele altor specii de balene. Pe măsură ce imaginile din satelit de calitate superioară devin disponibile în viitor, cercetarea balenelor din spațiu va deveni un instrument și mai precis și mai util în centura conservatorului, scriu cercetătorii.
