Per un team di biologi marini, valutare la salute di migliaia di metri quadrati di barriera corallina può essere una prospettiva scoraggiante, ma digitale la rivoluzione sta cambiando tutto questo, affermano i subacquei TIM LAMONT e RINDAH TALITHA VIDA della Lancaster University e TRIES BLANDINE RAZAK dell'IPB University in Indonesia
Spesso dobbiamo monitorare alcuni dei più ecosistemi ricchi di biodiversità sul pianetae c'è un limite di tempo rigoroso dovuto alle norme di sicurezza associate alle immersioni subacquee.
Misurare e classificare accuratamente anche piccole aree di barriere coralline può comportare trascorrere molte ore sott'acqua. E con milioni di barriere coralline in tutto il mondo che necessitano di monitoraggio di fronte all'imminente minacce alla loro esistenza, la velocità è fondamentale.
Ma ora, a digitale rivoluzione per il monitoraggio delle barriere coralline potrebbe essere in corso, resa possibile dai recenti progressi nella tecnologia delle telecamere e dei computer a basso costo. Il nostro nuovo studio mostra come creare 3D computer modelli di intere barriere coralline – a volte note come digitale gemelli – possono aiutarci a monitorare questi preziosi ecosistemi in modo più rapido, accurato e dettagliato che mai.
Abbiamo lavorato in 17 siti di studio nell'Indonesia centrale: alcune barriere coralline erano degradate, altre erano sane o ripristinate. Abbiamo seguito lo stesso protocollo in aree rettangolari di 1,000 m² in ogni luogo, utilizzando la tecnica chiamata "fotogrammetria" per creare modelli 3D di ogni habitat di barriera corallina.
Uno di noi ha fatto immersioni subacquee e ha nuotato 2 metri sopra il corallo avanti e indietro seguendo uno schema "tagliaerba" su ogni metro quadrato di questa barriera corallina, mentre portava con sé due fotocamere subacquee programmate per scattare foto del fondale marino due volte al secondo. In appena mezz'ora, abbiamo scattato 10,000 foto sovrapposte ad alta risoluzione che coprivano l'intera area.
Computer ad alte prestazioni
Successivamente, abbiamo avviato un sistema ad alte prestazioni computer, e con l'aiuto di esperti specializzati di una società di tecnologia scientifica subacquea chiamata Tritonia Scientifica, abbiamo elaborato queste immagini in rappresentazioni 3D accurate per ciascuno dei 17 siti. I modelli risultanti superano i metodi di monitoraggio tradizionali in termini di velocità, costo e capacità di riprodurre costantemente misurazioni accurate.
Il nostro documento di ricerca applica questa tecnica per valutare il successo del più grande progetto di restauro dei coralli al mondo. Mars Coral Reef Progetto di restauro si trova sull'isola di Bontosua nell'arcipelago delle Spermonde, nel Sulawesi meridionale, in Indonesia.
I nostri risultati dimostrano che, se ben gestiti, gli sforzi di ripristino dei coralli possono ripristinare molti elementi, tra cui la complessità della struttura della barriera corallina su vaste aree.
Confrontando i modelli 3D, possiamo vedere quanto sia complessa la struttura superficiale della barriera corallina e misurarne i dettagli a diverse scale: questi aspetti sarebbero troppo difficili da misurare con precisione sott'acqua per i subacquei.
In un precedente uno studio del 2024 , il nostro team ha applicato la fotogrammetria per misurare i tassi di crescita dei coralli a livello di singole colonie. Catturando modelli 3D dettagliati prima e dopo un anno di crescita, abbiamo rivelato che Le barriere coralline ripristinate possono raggiungere tassi di crescita paragonabili a quelli degli ecosistemi naturali sani.
Questa scoperta è particolarmente significativa, poiché evidenzia la potenzialità delle barriere coralline ripristinate di riprendersi e funzionare in modo simile agli ambienti di barriera corallina incontaminati.
Oltre le barriere coralline
La fotogrammetria sta diventando uno strumento ampiamente adottato in vari campi, sia sulla terra e nell'oceanoOltre alle barriere coralline, viene utilizzato per monitorare le foreste con i droni, sviluppare modelli dettagliati di pianificazione architettonica e urbana e monitorare l'erosione del suolo e i cambiamenti del paesaggio.
Negli ambienti marini, la fotogrammetria è un potente strumento di monitoraggio e misurazione cambiamenti ambientali come variazioni nella copertura corallina, spostamenti nella diversità delle specie e alterazioni nella struttura della barriera corallina. È stato anche utilizzato per sviluppare metodi convenienti per misurare la rugosità della barriera corallina (la irregolarità o la consistenza della superficie della barriera).
Una maggiore rugosità indica generalmente habitat più complessi, che possono supportare una più ampia varietà di vita marina e riflettere sistemi di barriera corallina più sani.
Inoltre, misura la complessità di diverse forme e strutture all'interno della barriera corallina. Questi metodi forniscono linee di base cruciali che aiutano scienziati come noi a tracciare i cambiamenti nel tempo e a progettare strategie di conservazione efficaci.
Sebbene questo metodo sia più economico e rapido del tradizionale lavoro sul campo, sussistono ancora notevoli barriere finanziarie.
Costi e formazione
L'attrezzatura e il software necessari possono variare da diverse migliaia a decine di migliaia di dollari, a seconda dell'attrezzatura e del software specifici utilizzati, e padroneggiare queste tecniche richiede tempo. Potrebbe volerci del tempo prima che questi metodi diventino standard per la maggior parte dei biologi sul campo.
Oltre al monitoraggio delle barriere coralline, la fotogrammetria viene sempre più utilizzata realtà virtuale e sviluppo della realtà aumentata, che consente la creazione di ambienti immersivi e realistici per l'istruzione, l'intrattenimento e la ricerca.
Ad esempio, l'agenzia statunitense National Oceanic & Atmospheric Administration barriera corallina realtà virtuale offre un modo coinvolgente per esplorare le barriere coralline attraverso la realtà virtuale.
In futuro, la fotogrammetria potrebbe rivoluzionare il monitoraggio ambientale offrendo dati di base e valutazioni più rapidi e accurati dei cambiamenti dell'ecosistema, come lo sbiancamento dei coralli e i cambiamenti nella biodiversità.
Si prevede che i progressi nell'apprendimento automatico e nel cloud computing automatizzeranno e miglioreranno ulteriormente la fotogrammetria, aumentandone l'accessibilità e la scalabilità e affermandone il ruolo come strumento essenziale nella scienza della conservazione.
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TIM LAMONT è un ricercatore associato in biologia marina presso Lancaster University; RINDAH TALITHA VIDA è un dottorando presso l'Environment Centre, Lancaster Universitye PROVA BLANDINE RAZAK è un ricercatore presso la School of Coral Reef Restoration, Università IPB
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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