Будущее защиты коралловых рифов

© aquapix / Adobe Stock

Будущее защиты коралловых рифов лежит на стыке технологий и сотрудничества, утверждают австралийские исследователи, разрабатывающие глобальную систему мониторинга в режиме реального времени.

Они надеются помочь спасти коралловые рифы мира от дальнейшего упадка, вызванного в первую очередь обесцвечиванием в результате глобального потепления. За последние два года 75% коралловых рифов во всем мире испытали тепловой стресс, приводящий к обесцвечиванию.

Совместный проект под руководством Университета Южной Австралии объединяет технологии дистанционного зондирования с машинным обучением, искусственным интеллектом и географическими информационными системами (ГИС) для мониторинга ущерба.

Мультимодальная платформа будет собирать все исследовательские данные, касающиеся коралловых рифов, включая подводные видео и фотографии, спутниковые снимки, текстовые файлы и показания датчиков времени, на центральной панели управления для глобального мониторинга в режиме реального времени.

Исследователи утверждают, что интегрированная система будет отслеживать интенсивность обесцвечивания и тенденции с течением времени; контролировать популяции морских звезд «терновый венец» и риски нападения хищников; выявлять вспышки заболеваний и уровень численности молодых кораллов; а также оценивать численность, разнообразие, длину и биомассу рифовых рыб.

Централизуя все эти данные в режиме реального времени, они надеются создать прогностические модели, которые помогут в природоохранных мероприятиях и позволят вмешаться на ранних стадиях.

Гражданские ученые также помогают в сохранении рифов. Волонтеры помогают в обследованиях Большого Барьерного рифа под руководством Citizens of the Reef . Перепись, проведенная в конце прошлого года, дала более 43 000 изображений. Использование гражданских наблюдателей и ИИ для просмотра изображений может достичь почти того же уровня точности, что и экспертный анализ.

«Любой, у кого есть несколько свободных минут, может помочь», — сказала Николь Сенн, руководитель отдела по работе с общественностью Citizens of the Reef.

В прошлом месяце наблюдения ученых и граждан в регионах Пилбара и Кимберли подтвердили, что серьезное обесцвечивание кораллов влияет на рифы Западной Австралии. Хотя у западного побережья Австралии не так много отдельных рифов, как у восточного, коралловые рифы там столь же обширны географически и столь же разнообразны, как и те, что находятся на Большом Барьерном рифе.

А на этой неделе ученые из Австралийского института морских наук (AIMS) сообщили о новом методе машинного обучения RapidBenthos, который способен извлекать беспрецедентный уровень данных из фотомозаик коралловых рифов. Он автоматизирует анализ мозаик, сшитых из тысяч изображений морского дна, экономя ученым около 60 часов ручного анализа на каждую мозаику.

Исследователи из AIMS и Университета Ла Троба в настоящее время тестируют возможности ИИ, разработанные в Ла Тробе под названием Reef-NeRF (Neural Radiance Field) и Reef-3DGS (Gaussian Splatting). ИИ позволяет в реальном времени визуализировать фотореалистичные сцены для создания 3D-цифровых двойников участков рифа. 3D-изображения помогают ученым изучать уголки и трещины в беспрецедентных пространственных масштабах.

Исследователи полагают, что недавнее массовое обесцвечивание кораллов на Большом Барьерном рифе, пятое с 2016 года, делает как никогда важным изучение технических инноваций, таких как Reef-NeRF и Reef-3DGS.

Проект также направлен на повышение осведомленности и вовлеченности общественности в морскую науку, чтобы люди могли лучше понять важность коралловых рифов и острую необходимость их защиты.