_ Utilizarea fotografiilor pentru a crea Modelele 3D ne ajută să înțelegem și să protejăm mediile marine complexe

Măsurarea impactului diferitelor evenimente, cum ar fi valurile de căldură marine, asupra abundenței organismelor marine nu este ușoară. Comunitățile biologice se schimbă în mod natural în timp și între diferite locații.

Oamenii de știință trebuie să descurce aceste schimbări naturale de cele cauzate de oameni și să vină cu o nouă abordare pentru a face acest lucru.

Biologii marini. au monitorizat în mod tradițional stâncile subacvatice sau recifele de corali prin estimarea dimensiunilor populației doar într-o zonă mică din acele medii.

O metodă tradițională implică așezarea unei benzi de măsură pe recif și determinarea a ceea ce se afla sub bandă la intervale regulate. O alta este de a face fotografii cu „quadrate” – pătrate ale unei zone cunoscute – și de a calcula mai târziu aria acoperită de diferite organisme.

Cu toate acestea, aceste metode oferă doar o estimare pentru o suprafață foarte mică din totalul recif, care acoperă o proporție limitată a animalelor și plantelor prezente.

De asemenea, oferă informații limitate despre complexitatea și structura tridimensională (3D) a recifului creat de organismele de recif, cum ar fi coralii și bureții, care sunt cheie pentru susținerea unei biodiversități ridicate.

Noa noastră cercetare arată modul în care metodele fotografice moderne pot fi utilizate pentru a măsura complexitatea habitatului recifului de corali și natura 3D a recifelor.

Aceste informații au fost apoi folosite. pentru a evalua impactul schimbărilor de la recifele dominate de corali la recifele dominate de bureți asupra spațiilor disponibile pentru pești și alte organisme pentru a trăi.

Iată cum funcționează.

Fotogrammetrie—a tehnica prin care informațiile 3D sunt extrase din fotografii – este atât o artă, cât și o știință. Procesul presupune preluarea unui număr mare de imagini ale unui obiect sau zonă din unghiuri diferite. Folosind algoritmi specializați, putem analiza și converti aceste imagini în modele digitale 3D.

Aceste modele pot fi scalate în mod corespunzător la dimensiunile lumii reale, permițând măsurători precise ale organismelor.

În timp ce fotogrammetria nu este nou, aplicarea sa în știința marine a crescut în ultimii ani. Schimbă complet modul în care putem monitoriza mediile marine și măsura impactul uman.

Cu toate acestea, există multe alte moduri în care instrumentele fotogrammetrice mai ample pot fi utilizate, de la estimarea dimensiunii balenelor până la dezvoltarea simulărilor realiste sau a realității virtuale. experiențe pentru educație.

Studiul nostru recent publicat din Indonezia a folosit fotogrammetria pentru a estima impacturile potențiale ale schimbărilor de la recifele tropicale dominate de corali la cele dominate de bureți asupra complexității structurale a recifului.

Studiul a comparat complexitatea structurală a zonelor dominate de corali și de bureți ale unui recif de corali. Folosind fotogrammetrie, am reușit să înțelegem mai bine diferiții factori care au contribuit la complexitatea structurală a coralului într-un mod care nu ar fi posibil din fotografiile tradiționale 2D.

Acest studiu a constatat că recifele dominate de bureți aveau mai puține dintre cele mai mici spații pentru peștii și alte organisme să trăiască, în timp ce recifele dominate de corali aveau mai puține spații mai mari.

Această informație este importantă. Cele mai mici spații de pe recifele de corali sunt ocupate de pești mici și alte specii care hrănesc animalele mai sus în lanțul trofic. Pe măsură ce recifele de corali pierd aceste mici spații de refugiu, ele își pierd și capacitatea de a susține biodiversitatea.

În timp ce studiul indonezian a examinat doar secțiuni mici ale recifului, utilizarea fotogrammetriei pentru monitorizarea și cartografierea ecosistemelor marine se extinde rapid. .

Datorită soluțiilor hardware și software moderne, acum este posibil să se creeze rapid modele pentru zone mult mai mari. Și datorită fotografiei de înaltă rezoluție, chiar și cele mai mici animale pot fi identificate în modele.

Aceste modele completează utilizarea metodelor tradiționale de eșantionare care estimează doar abundența organismelor într-o zonă mică a unui recif. Dar avem și potențialul de a eșantiona acum recife întregi.

Deoarece modelele de recife derivate din fotogrammetrie sunt 3D, există multe noi surse diferite de informații care pot fi colectate, cum ar fi suprafețele precise și volumele de organisme.

Pentru multe organisme, cum ar fi bureții și coralii, suprafețele și volumele sunt mai importante în măsurarea importanței lor ecologice decât doar cantitatea de recif pe care o acoperă.

Mai mult, modelele 3D. de suprafețe mari pot fi orientate și scalate sau geo-referențiate, creând în esență toate caracteristicile unei hărți tipice. Acest lucru face mult mai ușoară găsirea zonelor cercetate anterior.

Rezultatul general este o mai bună caracterizare a comunităților marine. Acest lucru facilitează monitorizarea și vizualizarea modificărilor, precum și efectele diferiților factori, cum ar fi valurile de căldură marine.

În sfârșit, reprezentările 3D la scară pot fi create pentru organisme complexe, ceea ce înseamnă că schimbările de creștere și de formă pot fi mai mari. măsurat cu precizie. Acest lucru oferă o mai bună înțelegere a modului în care schimbările de mediu afectează organismele.

Realitatea virtuală a fost folosită de mult timp pentru a oferi acces la mediile marine fără a se uda. Acest lucru a fost făcut în mare parte pentru oportunități de educație, sensibilizare și formare.

Dar modelele 3D create din fotogrammetrie oferă oportunități noi și interesante de a implica publicul. Oamenii pot interacționa acum cu mediul înconjurător, experimentând lumi și puncte de vedere noi, în timp ce învață și își măresc conștiința de mediu.

Aplicarea modelelor 3D derivate din fotogrammetria subacvatică are un mare potențial pentru monitorizarea mediilor marine și detectarea impactului oamenilor.

Aceste modele reprezintă o schimbare transformatoare în modul în care informațiile sunt adunate în ecosistemele marine. Pe măsură ce tehnologia se dezvoltă în continuare, acestea vor sprijini o monitorizare marină mai extinsă și un management mai eficient.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)