Компьютеры быстро и надежно считают тюленей на аэрофотоснимках
Компьютеры могут считать тюленей на аэрофотоснимках с высокой скоростью и надежностью. На основе пространственного распределения крошечные точки на снимках можно даже отнести к одному из двух основных видов тюленей Ваттового моря. Это показано в диссертации морского биолога Йеруна Хукендайка, которую он защитит 26 января в Вагенингене.
«Чтобы лучше понять, влияют ли и как изменения климата и исчезновение морского льда на морских млекопитающих, таких как тюлени, эта помощь искусственного интеллекта (ИИ) в наблюдениях имеет решающее значение», — заявил Хукендайк.
Обучение ИИ с помощью аэрофотоснимков
Обыкновенных и длинномордых тюленей в Ваттовом море уже давно подсчитывают с помощью ежегодных аэрофотоснимков. В результате доступно большое количество снимков с проверенным количеством особей обоих видов.
«Мы показывали стопки этих старых фотографий компьютерной программе и просили, например: "найди пятьдесят длинномордых тюленей, которых мы видели на этом фото". Это позволило нам обучить программу распознавать и считать тюленей», — объяснил Хукендайк.
Пространственное распределение
Длинномордые и обыкновенные тюлени также ведут себя по-разному, лежа на отмелях. Обыкновенные тюлени распределены более дисперсно. «Основываясь на этой специфической картине распределения, мы теперь можем распознавать и считать виды на изображениях, где разрешение слишком низкое, чтобы различать их по внешним характеристикам», — отметил Хукендайк.
Ваттовое море как полигон для Арктики
Ваттовое море оказалось идеальным «полевым полигоном» для разработки этих новых методик. «Теперь мы можем искать и считать тюленей в гораздо большем масштабе, например, в Арктике. Если вы не знаете точно, где искать, то даже поиск 7 миллионов гренландских тюленей во всей Арктике — это как искать иголку в стоге сена».
Однако такие подсчеты морских млекопитающих в Арктике необходимы. «С исчезновением морского льда ожидается, что тюленям, которые отдыхают, линяют и рожают детенышей на этом льду, придется все труднее. Чтобы знать точные последствия, нам придется находить и считать животных из года в год», — считает Хукендайк. Ожидается, что Северный Ледовитый океан может полностью освободиться ото льда уже летом 2035 года.
Хукендайк ожидает, что спутниковые снимки будут играть все более важную роль в этой работе. «Разрешение спутниковых изображений становится все выше. Один пиксель на спутниковом снимке сейчас составляет всего 31 на 31 см. Это означает, что отдельного тюленя уже можно увидеть из космоса. В дополнение к этому, "глубокое обучение" делает компьютеры все лучше в распознавании деталей. Я ожидаю, что они станут незаменимыми в исследовании последствий изменения климата для морских млекопитающих».