Štetje je običajno v osnovi katere koli ekološke študije. Vedeti, koliko živali in katere vrste živijo v določenem habitatu, je bistvenega pomena za razumevanje odnosov med njimi. To znanje omogoča tudi znanstvenikom, da količinsko opredelijo, kako se populacije določenih vrst spreminjajo skozi čas, in ekstrapolirajo, kako se lahko v prihodnosti spreminjajo okolje in vrste znotraj njega. To je še posebej pomembno za določitev, ali je treba prizadevanja za upravljanje ali ohranjanje prilagoditi.
Sorodne vsebine
- Zakaj so sateliti najboljši prijatelj biologa
- Najbolj redke vrste kitov na svetu, opažene na Novi Zelandiji
Ugotovitev, koliko živali obstaja v določenem kraju, pa se razlikuje po težavnosti. Za bitja v oceanskih vodah je ta naloga še težja, saj je ocean tako velik in v svojih globinah dobro skriva živali. Celo ogromne sesalce, kot so kiti, ki velik del svojega časa preživijo na oceanski površini, je težko prešteti. Pogosto je štetje omejeno na eno osebo, ki stoji na kopnem ali na ladji, ki ima daljnogled, ali leti nad mano v majhnem letalu in se potrudi, da opazi nedostopne kite.
"Populacije kitov je bilo vedno težko oceniti, " je v izjavi dejal Peter Fretwell, raziskovalec britanske antarktične ankete. "Tradicionalna sredstva za njihovo štetje so lokalizirana, draga in nimajo natančnosti."
Kaj pa, če bi lahko to nalogo avtomatizirali in izvedli na večjem območju oceana naenkrat?
Fretwell in njegovi sodelavci v raziskavi so ugotovili, da lahko satelitske posnetke zelo visoke ločljivosti, vsaj za kite, predstavljajo koristno bližnjico za štetje teh živali. Čeprav se je nekaj preteklih raziskav obrnilo na satelite kot možnost za pregled kitov, ta prizadevanja niso prinesla večjega uspeha, predvsem zato, ker slike niso bile zelo izpopolnjene. Toda nedavni napredek v ločljivosti in natančnosti slik, je po mnenju skupine morda dovolj, da bi ponovni poskusi posnetka uspeli.
Odločili so se, da bodo to idejo preizkusili v zalivu ob obali argentinskega polotoka Valdes, kjer se zbirajo desni kiti na jugu. Zahvaljujoč prepovedi kitolova se zdi, da se te prej ogrožene živali povečujejo, vendar nihče ne pozna dejanske velikosti kitov pravih kitov.
V današnji študiji, objavljeni v PLoS One, so raziskovalci analizirali enotno sliko, ki jo je posnel WorldView2, satelit, ki je sposoben slikanje z izjemno visokimi ločljivostmi. Podoba WorldView2, ki so jo pridobili, je pregledala območje oceana v velikosti 40 kvadratnih milj in zagotovila posnetke, ki prodirajo globlje v vodni stolpec kot drugi sateliti, trenutno nameščeni. Slika je bila razdeljena na osem barvnih pasov z ločljivostjo na tleh približno dva metra na pik in panchromatic pasom z ločljivostjo na zemlji 50 centimetrov.
Da bi opazili kite, je ekipa najprej ročno pregledala slike in nato uporabila programsko opremo za obdelavo slik, ki je uporabila algoritem za prepoznavanje kitov, ki so ga napisali. Tako programska oprema kot raziskovalci so potencialne kite zožili s postavljanjem treh vprašanj: Ali je prava velikost in oblika kita? Je to v kraju, kjer naj bi bil kita? Ali okoli slike lebdijo drugi predmeti ali meglenost, ki bi lahko pomenila, da je videz kita pravzaprav le mehurčki, skala ali ptice?
Na teh slikah so raziskovalci ročno ugotovili, da so dokaj prepričani, da je bilo 55 kitov, skupaj s 23 drugimi predmeti, za katere sumijo, da so kiti. Pod površjem so opazili še dodatnih 13 možnih kitov. Ugotovili so, da so najboljši rezultati opazili skrite kite, ki so se skrivali pod valovi v petem pasu satelita, na vijoličnem koncu svetlobnega spektra (400 do 450 nanometrov).
Prav kita, gledano skozi različne valovne dolžine svetlobe, ki jih je zajel satelit WorldView2. (Foto: Fretwell idr., PLoS One) Računalniku je uspelo prepoznati 89 odstotkov kitov, ki so jih raziskovalci ročno določili na slikah. Vendar je imel računalnik 24-odstotno lažno pozitivno stopnjo, kar pomeni, da je stvari razvrstil med kite, za katere so raziskovalci ugotovili, da niso kiti, na primer čolni. Ideja je, da se sčasoma izboljša natančnost tega algoritma, da postane pregled kitov skoraj avtomatizirano opravilo.
Ta študija je dokaz konceptualnega dela - tista, ki uvaja potencialno novo metodo. Ekipa poudarja, da bodo še vedno morali opraviti ankete na terenu, da bi videli, ali na satelitih morda manjkajo kiti ali so morda pristranski do ali proti odkrivanju nekaterih kitov pred drugimi (na primer matere s teleti se včasih zdijo kot zmeden blob in ne izraziti obrisi kitov). Na terenu primerjave metode, ki se zdi kot kita na satelitski sliki, in kaj dejansko plava v oceanu, bodo dodatno potrdile metodo.
"Naslednji izziv je določiti verjetnost odkrivanja in razumeti, ali se lahko štetja s slik uporabijo kot zanesljiv indeks za velikost prebivalstva ali prisotnost, " pišejo avtorji. "Ta članek kaže, da se lahko z avtomatizirano analizo satelitskih posnetkov dobro ujema z ročnim štetjem, vendar je potrebno več dela, da se zagotovi, da so ta ročna števila sorazmerna z dejanskim številom površinskih kitov."
Če zaporedoma posnamete več satelitskih posnetkov, bi lahko pomagali ugotoviti, kaj je resnično kit in kaj je nepremična skala ali razpršujoč se val, dodajajo. Pišejo tudi, da metoda najbolje deluje v mirni vodi brez valov, kar zaenkrat omejuje njeno uporabnost. Poleg tega pomaga, da vemo, kje bodo kiti verjetno, kot je to v študiji primera, predstavljenem v prispevku.
Če se metoda izkaže za izvedljivo, potem avtorji menijo, da bi jo bilo mogoče uporabiti ne le za oceno in spremljanje populacije pravih kitov, ampak tudi za štetje drugih vrst kitov. Ko bodo v prihodnosti na voljo kakovostnejši satelitski posnetki, bo preiskovanje kitov iz vesolja postalo še natančnejše in uporabnejše orodje v pasu za naravovarstvo, pišejo raziskovalci.
