ИИ помогает дистанционно отслеживать здоровье коралловых рифов по всему миру

Исследователи из Гавайского университета в Маноа разработали новый инструмент для сохранения коралловых рифов, используя передовые технологии искусственного интеллекта (ИИ). Создав новые алгоритмы глубокого обучения, экологи смогли идентифицировать и измерять «рифовые ореолы» из космоса.

Эти структуры, также известные как пастбищные или песчаные ореолы, представляют собой кольцеобразные участки голого песка вокруг отдельных коралловых рифов-пятен, хорошо заметные на спутниковых снимках.

«Рифовые ореолы могут быть важными индикаторами здоровья и жизнеспособности коралловых рифов, но до сих пор их измерение и отслеживание было сложным и трудоемким процессом», — говорит ведущий автор исследования Симоне Франческини. «Однако с этим новым методом мы можем точно идентифицировать и измерять рифовые ореолы в глобальном масштабе за крошечную долю времени, которое потребовалось бы человеку».

«Наша цель — разработать бесплатный инструмент дистанционного зондирования для мониторинга экологических процессов в больших масштабах, чтобы улучшить понимание и управление экосистемами коралловых рифов», — отмечает старший автор исследования Элизабет Мадин. «Рифовые ореолы могут стать новой возможностью для мониторинга функционирования рифовых экосистем в больших масштабах, включая удаленные и труднодоступные районы».

Хотя ИИ-технологии показали отличные результаты в анализе изображений, идентификация ореолов — сложных экологических паттернов с большими вариациями — стала задачей, потребовавшей комбинации различных алгоритмов глубокого обучения.

«В итоге нашей команде удалось разработать набор алгоритмов, способных учитывать разнообразие этих паттернов в глобальном масштабе и идентифицировать ореолы с удивительной точностью. Теперь мы можем точно определить более 90% ореолов в некоторых частях мира», — заявил Франческини.

Коралловые рифы, находящиеся под угрозой из-за перелова, изменения климата и других факторов, чрезвычайно сложно мониторить в больших масштабах и с течением времени.

«Этот прорыв — ключевой шаг к масштабированию нашей способности отслеживать и количественно оценивать аспекты здоровья экосистем коралловых рифов в пространстве и времени», — сказала Мадин. «Новый метод прокладывает путь к созданию глобального инструмента для сохранения и мониторинга рифов на основе феномена рифовых ореолов».

Команда планирует в ближайшем будущем разработать бесплатное веб-приложение, которое позволит специалистам по охране природы, ученым и управляющим ресурсами удаленно, быстро и недорого отслеживать аспекты здоровья рифов с помощью спутниковых снимков или изображений с дронов.

Исследование опубликовано в журнале Remote Sensing of Environment.