海洋生物学者のチームにとって、何千平方メートルものサンゴ礁の健康状態を評価することは困難な作業ですが、 デジタル 革命はそれを変えつつある、とランカスター大学のティム・ラモントとリンダ・タリタ・ヴィダ、インドネシアのIPB大学のトリエス・ブランディン・ラザックは言う。
私たちはしばしば、最も 地球上の生物多様性のある生態系スキューバダイビングには安全規制があるため、厳しい時間制限があります。
たとえ小さなサンゴ礁であっても、正確に測定し分類するには水中で何時間も過ごす必要があります。そして、世界中には、迫りくる危機に直面して監視が必要なサンゴ礁が何百万もあるのです。 彼らの存在に対する脅威スピードが重要です。
しかし今、 デジタル 最近の低価格カメラとコンピューティング技術の進歩により、サンゴ礁のモニタリングに革命が起こりつつあるかもしれない。 新しい研究 3Dを作成する方法を示します コンピュータ サンゴ礁全体の模型 – 時には デジタル 双子の衛星は、これらの貴重な生態系をこれまで以上に迅速かつ正確に、そして詳細に監視するのに役立ちます。
私たちはインドネシア中部の 17 か所の研究現場で作業を行いました。サンゴ礁の中には劣化したものもあれば、健全なものや回復したものもありました。私たちは各場所で 1,000 平方メートルの長方形の領域で同じプロトコルに従い、「写真測量法」と呼ばれる技術を使用して各サンゴ礁の生息地の 3D モデルを作成しました。
私たちのうちの2人がスキューバダイビングをして、サンゴ礁の10,000メートル上を「芝刈り機」のようにXNUMX平方メートルごとに行ったり来たり泳ぎました。その間、海底の写真をXNUMX秒にXNUMX回撮影するようにプログラムされた水中カメラをXNUMX台持っていました。わずかXNUMX分で、私たちはエリア全体を網羅するXNUMX万枚の高解像度の重なり合った写真を撮影しました。
高性能コンピュータ
その後、高性能の コンピュータ、そして水中科学技術会社の専門家の協力を得て、 トリトニア・サイエンティフィック我々はこれらの画像を3地点それぞれについて正確な17D表現に加工しました。その結果得られたモデルは、速度、コスト、そして正確な測定値を一貫して再現する能力において、従来のモニタリング手法を上回っています。
私たちの研究論文では、この手法を世界最大のサンゴ礁再生プロジェクトの成功度を評価するために適用しています。火星サンゴ礁 修復プロジェクト インドネシア南スラウェシ島のスペルモンデ諸島のボントスア島にあります。
私たちの調査結果は、適切に管理されれば、サンゴの修復活動によって、広大な地域にわたるサンゴ礁構造の複雑さなど、多くの要素を回復できることを示しています。
3D モデルを比較することで、サンゴ礁の表面構造がいかに複雑であるかを確認し、さまざまなスケールでその詳細を測定することができます。これらの側面は、ダイバーが水中で正確に測定するには非常に困難です。
以前の 2024研究私たちのチームは写真測量法を用いて、個々のコロニーレベルでサンゴの成長率を測定しました。3年間の成長前と成長後の詳細なXNUMXDモデルをキャプチャすることで、 私たちはそれを明らかにした 復元されたサンゴ礁は、健全な自然生態系に匹敵する成長率を達成することができます。
この発見は、復元されたサンゴ礁が回復し、手つかずのサンゴ礁環境と同様に機能する可能性を浮き彫りにしており、特に重要です。
サンゴ礁を超えて
写真測量は、さまざまな分野で広く採用されるツールになりつつあります。 陸上でも海上でもサンゴ礁以外にも、ドローンによる森林監視、詳細な建築・都市計画モデルの開発、土壌浸食や景観変化の監視にも活用されています。
海洋環境では、写真測量は監視と測定のための強力なツールです。 環境の変化 サンゴの被覆率の変化、種の多様性の変化、サンゴ礁の構造の変化など、さまざまな変化を予測することができます。また、サンゴ礁の凹凸度（サンゴ礁表面の凹凸や質感）を測定するための費用対効果の高い方法の開発にも使用されています。
一般的に、凹凸が大きいほど生息地が複雑であることを示し、より多様な海洋生物を支え、より健全なサンゴ礁システムを反映します。
さらに、サンゴ礁内のさまざまな形状や構造の複雑さも測定します。これらの方法は、私たちのような科学者が時間の経過に伴う変化を追跡し、効果的な保全戦略を設計するのに役立つ重要な基準を提供します。
この方法は従来のフィールドワークよりも安価で迅速ですが、依然として大きな経済的障壁が存在します。
費用とトレーニング
必要な機器とソフトウェアの価格は、使用する機器とソフトウェアに応じて数千ドルから数万ドルに及び、これらの技術を習得するには時間がかかります。これらの方法がほとんどのフィールド生物学者にとって標準となるまでには、まだ時間がかかるかもしれません。
サンゴ礁の監視以外にも、写真測量はますます多くの分野で利用されています。 仮想現実 拡張現実の開発により、教育、娯楽、研究のための没入感のあるリアルな環境の創出が可能になります。
例えば、米国の海洋大気庁の サンゴ礁バーチャルリアリティ 仮想現実を通じてサンゴ礁を探索する魅力的な方法を提供します。
将来、写真測量は、サンゴの白化や生物多様性の変化などの生態系の変化について、より迅速かつ正確な基準と評価を提供することで、環境モニタリングに革命をもたらす可能性があります。
機械学習とクラウド コンピューティングの進歩により、写真測量がさらに自動化および強化され、アクセス性と拡張性が向上し、保全科学における重要なツールとしての役割が確立されることが期待されます。
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ティム・ラモント 海洋生物学の研究員である。 ランカスター大学; リンダ・タリタ・ヴィダ 環境センターの博士課程の学生。 ランカスター大学, ブランディーヌ・ラザクを試す サンゴ礁修復学校の研究者である。 IPB大学
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