Pour une équipe de biologistes marins, évaluer la santé de milliers de mètres carrés de récif corallien peut être une perspective intimidante, mais une numérique La révolution est en train de changer cela, affirment les plongeurs TIM LAMONT et RINDAH TALITHA VIDA de l'Université de Lancaster et TRIES BLANDINE RAZAK de l'Université IPB en Indonésie
Nous devons souvent surveiller certains des plus écosystèmes riches en biodiversité sur la planète, et il y a une limite de temps stricte en raison des règles de sécurité associées à la plongée sous-marine.
Mesurer et classer avec précision même de petites zones de récifs peut nécessiter de passer de nombreuses heures sous l'eau. Et avec des millions de récifs dans le monde qui doivent être surveillés face à la menace imminente menaces à leur existence, la vitesse est essentielle.
Mais maintenant, un numérique Une révolution dans la surveillance des récifs coralliens pourrait être en cours, rendue possible par les avancées récentes dans le domaine des caméras à faible coût et des technologies informatiques. nouvelle étude montre comment créer 3D ordinateur modèles de récifs entiers – parfois appelés numérique Les jumeaux – peuvent nous aider à surveiller ces précieux écosystèmes plus rapidement, plus précisément et plus en détail que jamais auparavant.
Nous avons travaillé sur 17 sites d’étude dans le centre de l’Indonésie : certains récifs étaient dégradés, d’autres étaient sains ou restaurés. Nous avons suivi le même protocole sur des zones rectangulaires mesurant 1,000 3 m² à chaque endroit, en utilisant la technique appelée « photogrammétrie » pour créer des modèles XNUMXD de chaque habitat récifal.
L'un d'entre nous a plongé et nagé à 2 mètres au-dessus du corail, en faisant des allers-retours en « tondeuse à gazon » sur chaque mètre carré de ce récif, tout en transportant deux caméras sous-marines programmées pour prendre des photos du fond marin deux fois par seconde. En seulement une demi-heure, nous avions pris 10,000 XNUMX photos haute résolution qui se chevauchaient et couvraient toute la zone.
Ordinateur haute performance
Plus tard, nous avons démarré un système haute performance ordinateur, et avec l'aide d'experts spécialisés d'une société de technologie scientifique sous-marine appelée Tritonia Scientifique, nous avons traité ces images en représentations 3D précises pour chacun des 17 sites. Les modèles obtenus surpassent les méthodes de surveillance traditionnelles en termes de rapidité, de coût et de capacité à reproduire systématiquement des mesures précises.
Notre étude applique cette technique pour évaluer le succès du plus grand projet de restauration de coraux au monde. Récif corallien de Mars Projet de restauration est situé sur l'île de Bontosua dans l'archipel de Spermonde dans le sud de Sulawesi, en Indonésie.
Nos résultats montrent que, lorsqu’ils sont bien gérés, les efforts de restauration des coraux peuvent ramener de nombreux éléments, notamment la complexité de la structure des récifs sur de vastes zones.
En comparant les modèles 3D, nous pouvons voir à quel point la structure de surface du récif corallien est complexe et mesurer ses détails à différentes échelles – ces aspects seraient bien trop difficiles à mesurer avec précision pour les plongeurs sous l’eau.
Plus tôt étude de 2024, notre équipe a appliqué la photogrammétrie pour mesurer les taux de croissance des coraux au niveau des colonies individuelles. En capturant des modèles 3D détaillés avant et après une année de croissance, nous avons révélé que les récifs restaurés peuvent atteindre des taux de croissance comparables à ceux des écosystèmes naturels sains.
Cette découverte est particulièrement significative, car elle met en évidence le potentiel des récifs restaurés à se rétablir et à fonctionner de manière similaire aux environnements récifaux intacts.
Au-delà des récifs coralliens
La photogrammétrie devient un outil largement adopté dans divers domaines, à la fois sur terre et dans l'océanAu-delà des récifs coralliens, il est utilisé pour surveiller les forêts avec des drones, développer des modèles détaillés d’architecture et d’urbanisme, et surveiller l’érosion des sols et les changements de paysage.
Dans les environnements marins, la photogrammétrie est un outil puissant de surveillance et de mesure changements environnementaux Il permet d'étudier les variations de la couverture corallienne, les changements dans la diversité des espèces et les altérations de la structure des récifs. Il a également été utilisé pour développer des méthodes rentables de mesure de la rugosité des récifs coralliens (la rugosité ou la texture de la surface du récif).
Une plus grande rugosité indique généralement des habitats plus complexes, qui peuvent soutenir une plus grande variété de vie marine et refléter des systèmes récifaux plus sains.
En outre, elle mesure la complexité des différentes formes et structures du récif. Ces méthodes fournissent des bases de référence cruciales qui aident les scientifiques comme nous à suivre les changements au fil du temps et à concevoir des stratégies de conservation efficaces.
Bien que cette méthode soit moins chère et plus rapide que le travail de terrain traditionnel, il existe encore des obstacles financiers importants.
Coûts et formation
Le matériel et les logiciels nécessaires peuvent coûter de plusieurs milliers à plusieurs dizaines de milliers de dollars, selon le matériel et les logiciels utilisés, et la maîtrise de ces techniques prend du temps. Il faudra peut-être un certain temps avant que ces méthodes ne deviennent la norme pour la plupart des biologistes de terrain.
Au-delà de la surveillance des récifs coralliens, la photogrammétrie est de plus en plus utilisée réalité virtuelle et le développement de la réalité augmentée, permettant la création d’environnements immersifs et réalistes pour l’éducation, le divertissement et la recherche.
Par exemple, l'agence américaine National Oceanic & Atmospheric Administration Récif corallien en réalité virtuelle offre une manière attrayante d'explorer les récifs coralliens grâce à la réalité virtuelle.
À l’avenir, la photogrammétrie pourrait révolutionner la surveillance environnementale en offrant des bases de référence et des évaluations plus rapides et plus précises des changements des écosystèmes tels que le blanchissement des coraux et les changements dans la biodiversité.
Les progrès de l’apprentissage automatique et du cloud computing devraient permettre d’automatiser et d’améliorer davantage la photogrammétrie, augmentant ainsi son accessibilité et son évolutivité, et établissant son rôle d’outil essentiel dans la science de la conservation.
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TIM LAMONT est chercheur associé en biologie marine à Université de Lancaster; RINDAH TALITHA VIDA est doctorant au Centre de l'environnement, Université de Lancasteret ESSAI BLANDINE RAZAK est chercheur à l'École de restauration des récifs coralliens, Université IPB
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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