Mesterséges intelligenciával távmonitorozzák a globális zátony egészséget

Udvarok a Vörös-tengerben.

A Hawaii Egyetem kutatói új természetvédelmi eszközt fejlesztettek a korallzátony ökológiájának területén. Az új mélytanulási algoritmussal a kutatók most már képesek azonosítani és mérni a zátony udvarokat az űrből. A kutatók a tanulmányt a Remote Sensing of Environment magazinban publikálták. - írja a phys.org.

A zátonyudvarok puszta homok gyűrűszerű mintázataiból állnak, amik korall folt zátonyok körül fordulnak elő, és jelenlétük könnyen látható a műhold képeken. (A folt zátonyok: kicsi, izolált zátonyok, amik a sziget platform, vagy kontinentális talapzat nyílt fenekéből nőnek fel. Általában partmenti szirtek és korallzátonyok közt jelennek meg. Méretük igen változó, és ritkán érik el a vízfelszínt.)

Simone Franchescini, a tanulmány vezető szerzője, és a Hawaii Egyetem Tengerbiológiai Intézeténének kutatója, azt mondta, hogy a zátonyudvarok fontos indikátorai lehetnek a korall egészségének és vitalitásának, de mostanáig mérésük és nyomon követésük kihívás és időigényes folyamat volt. Most azonban ezzel az új módszerrel globális skálán pontosan azonosítani és mérni tudják a zátonyudvarokat annak az időnek a kis tört része alatt, ami az embernek kellene, hogy teljesítse ugyanazt a feladatot.

Elizabeth Madin, a tanulmány egyik szerzője és a Hawaii Egyetem Tengerbiológiai Intézeténének docense: azt mondta, az a céluk, hogy egy szabadon hozzáférhető távérzékelő eszközt fejlesszenek az ökológiai folyamatok nagy skálájú monitorozásához, hogy jobban megértsék és jobban kezeljék a korallzátony ökoszisztémákat.

Jelenlegi kutatásuk azt mutatja, hogy a zátonyudvarok egy új lehetőség lehet, hogy nagymértékben monitorozzák a zátony ökoszisztémák funkcióit, beleértve a távoli és másként elérhetetlen területeket.

Példa a zátonyudvarokra a Hawaii-szigetek körül, műhold képekről megfigyelve. Forrás: https://phys.org/news/2023-05-ai-tool-remote-global-reef.html

Az utóbbi években a számítógép látványtechnikák egyre inkább használatosak a mintázatok felismerésében az orvosi és biológiai tanulmányokban. Az ökológiában, a képelemzés felhasználása a műholdképek technológiájának fejlesztésével párosulva javította a nagymértékű ökoszisztéma elemzést és a vadvilág természetvédelmét.

Bár a mesterséges intelligencia kitűnően teljesít a képelemzés területén, az udvarok - komplex ökológiai mintázat sok variációval - azonosítása, nagy feladat volt, amihez különböző mély tanuló algoritmusok kombinációjára volt szükség.

Franceschini azt mondja, a zátonyudvarok időnként nagyon tiszták a műhold képeken, megkülönböztethető szegélyekkel és nagyon elüt a háttér növényzettől, de időnként meglehetősen homályos és nehéz megkülönböztetni - még egy magasan képzett megfigyelőnek is. Végül a csapat képes volt fejleszteni egy algoritmus sorozatot, mely számításba veszi ezeknek a mintázatoknak a diverzitását globálisan és meglepő pontossággal képes azonosítani és mérni az udvarokat. Az udvarok több mint 90%-át képes azonosítani világ bizonyos részein.

A korallzátonyok a bolygó egyik legdiverzebb ökoszisztémái, melytől emberek milliói függenek és amelyet a túlhalászat, klímaváltozás, és sok más faktor fenyeget.

Nehéz nagy léptékben és idővel megfigyelni ezeket az ökoszisztémákat, különösen a halászat hatását és a rajtuk lévő tengeri tartalékokat.

Udvarok a Vörös-tengerben. Forrás: https://phys.org/news/2023-05-ai-tool-remote-global-reef.html

Madin azt mondja, ez az áttörés kulcsfontosságú lépés, hogy javuljon térben és időben a monitorozási képességük, valamint, hogy jobban képesek legyenek számszerűsíteni a korallzátony ökoszisztémák egészségének szempontjait. Ez az új módszer azzal, hogy hatékonyabb módot nyújt a korallszirt zátonyok és a környező udvarok méréséhez, egyengeti az útját a zátonyudvarok jelenségén alapuló globális skálájú természetvédelem és monitorozási eszköz fejlesztésének.

A csapat célja, hogy a közeljövőben fejlesszen egy szabadon elérhető webes alkalmazást, mely lehetővé teszi a természetvédőknek, tudósoknak és a források igazgatóinak, hogy távolról, gyorsan, és olcsón megfigyeljék a zátony egészség szempontjait műholdképek, vagy drónképek alkalmazásával.

(Forrás: https://phys.org/)