ИИ предлагает новый инструмент для удаленного мониторинга глобального состояния рифов

Прочитано: 122 раз(а)


Новый инструмент сохранения в области экологии коралловых рифов был разработан исследователями Гавайского университета (UH) в Маноа с использованием передовой технологии искусственного интеллекта (ИИ). Разрабатывая новые алгоритмы глубокого обучения, коралловые экологи из Школы наук и технологий об океане и Земле Университета штата Маноа (SOEST) теперь могут идентифицировать и измерять ореолы рифов из космоса.

Эти особенности, также известные как пастбищные ореолы или песчаные ореолы, состоят из кольцеобразных узоров голого песка, которые встречаются вокруг коралловых рифов, и их присутствие хорошо видно на спутниковых снимках .

«Рифовые ореолы могут быть важными индикаторами здоровья и жизнеспособности коралловых рифов , но до сих пор их измерение и отслеживание были сложным и трудоемким процессом», — говорит Симона Франческини, ведущий автор исследования и постдокторский научный сотрудник в Madin Lab в Гавайском институте морской биологии (HIMB) в SOEST. «Однако с помощью этого нового метода мы можем точно идентифицировать и измерять ореолы рифов в глобальном масштабе за крошечную долю времени, которое потребовалось бы человеку для выполнения той же задачи».

«Мы стремимся разработать бесплатно доступный инструмент дистанционного зондирования для мониторинга экологических процессов в больших масштабах, чтобы улучшить понимание и управление экосистемами коралловых рифов», — сказала Элизабет Мадин, старший автор исследования и доцент-исследователь в HIMB. «Наше текущее исследование показывает, что ореолы рифов могут представлять собой новую возможность для мониторинга функционирования рифовых экосистем в больших масштабах, в том числе в отдаленных и недоступных иным образом районах».

В последние годы методы компьютерного зрения все чаще используются для распознавания закономерностей в медицинских и биологических исследованиях. В экологии применение анализа изображений в сочетании с достижениями в области спутниковых технологий позволило улучшить крупномасштабный анализ экосистем и охрану дикой природы .

«Эта работа проистекает из понимания нашей командой текущего состояния технологии искусственного интеллекта и ее потенциальных применений для исследований по сохранению экосистем коралловых рифов», — добавил Мадин.

Хотя технология искусственного интеллекта показала отличные результаты в области анализа изображений, идентификация ореолов — сложного экологического паттерна с большим количеством вариаций — была проблемой, требующей объединения различных алгоритмов глубокого обучения.

«Рифовые ореолы иногда очень четкие на спутниковых снимках, с четкими краями и высоким контрастом с фоновой растительностью, но иногда они довольно слабые и их трудно различить даже хорошо обученному наблюдателю», — сказал Франческини.

«В конце концов, наша команда смогла разработать набор алгоритмов, способных учитывать разнообразие этих паттернов во всем мире, а также идентифицировать и измерять ореолы с удивительной точностью. Нам очень приятно, что теперь мы создали нечто, способное точно идентифицировать более 90% ореолов в некоторых частях мира».

Коралловые рифы, одна из самых разнообразных экосистем на планете, от которой зависят многие миллионы людей во всем мире, находятся под угрозой из-за чрезмерного вылова рыбы, изменения климата и многих других факторов. Эти экосистемы и особенно воздействие на них рыболовства и морских заповедников, как известно, трудно контролировать в больших масштабах и во времени.

«Этот прорыв является ключевым шагом в расширении — как в пространстве, так и во времени — нашей способности отслеживать и количественно оценивать аспекты здоровья экосистемы коралловых рифов», — сказал Мадин. «Предоставляя более эффективный и действенный способ измерения коралловых рифов и окружающих их ореолов, этот новый метод прокладывает путь к разработке глобального инструмента сохранения и мониторинга рифов, основанного на феномене рифовых ореолов».

Команда намерена в ближайшем будущем разработать бесплатное веб-приложение, которое позволит специалистам по охране природы, ученым и менеджерам по ресурсам удаленно, быстро и недорого отслеживать аспекты здоровья рифов с помощью изображений со спутников или дронов.

ИИ предлагает новый инструмент для удаленного мониторинга глобального состояния рифов



Новости партнеров