Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Nieuw algoritme lost eeuwenoud probleem op voor koraalrifwetenschappers

Krediet:Florida Institute of Technology

Een algoritme ontwikkeld door een afgestudeerde student van Florida Tech creëert een nieuwe ecologische onderzoeksmethode waarmee wetenschappers belangrijke historische gegevens kunnen ontsluiten uit een enorme hoeveelheid koraalriffoto's die meer dan een eeuw oud zijn.



Zachary Ferris, een biologische wetenschappen Ph.D. student aan Florida Tech, leidde de ontwikkeling van het nieuwe computervisie-algoritme genaamd ReScape. ReScape verwijdert de perspectiefvervorming uit afbeeldingen van rifgebieden door ze om te zetten in weergaven van bovenaf, waardoor alle koralen de juiste grootte krijgen voor analyse van de rifomstandigheden.

"Door de juiste grootte van koralen te herstellen, stelt ReScape wetenschappers in staat ecologische gegevens te extraheren uit talloze koraalriflandschapsbeelden die de afgelopen 140 jaar zijn gearchiveerd", aldus Ferris. "Nu deze gegevens kunnen worden geëxtraheerd, stelt ReScape wetenschappers ook in staat om riflandschapsbeeldvorming te gaan gebruiken om uitgebreidere onderzoeken uit te voeren, omdat riflandschapsbeelden veel meer oppervlakte van het rif vastleggen dan conventionele beeldvormingstechnieken."

Het team publiceerde op 17 april het artikel "ReScape:transformering coral-reefscape images for kwantitatieve analyse" in het tijdschrift Scientific Reports .

Mensen over de hele wereld hebben koraalriffen gefotografeerd, waarbij recreatieve fotografen vaak pittoreske uitgestrekte koraalriffen vastleggen. Deze talloze beelden van het riflandschap zijn de grootste bron van waargenomen koraalrifomstandigheden, maar tot nu toe konden wetenschappers er geen gegevens uit halen, omdat perspectiefvervorming ervoor zorgt dat koralen verder van de camera veel kleiner lijken dan hun werkelijke grootte.

Door de perspectiefvervorming in de koraalriffoto's te verwijderen, biedt ReScape de mogelijkheid om immense historische gegevens voor koraalriffen wereldwijd te onthullen.

"De technologie die ReScape aandrijft, werd in de jaren negentig gepopulariseerd door de autonoom rijdende industrie", aldus Ferris. "ReScape brengt de technologie voor het eerst onder water door nieuwe technieken te integreren waarmee de technologie kan werken zonder de locatie en oriëntatie van de camera te kennen toen het beeld werd vastgelegd."

Het ReScape-algoritme is ontworpen door Ferris, Robert van Woesik, professor en directeur van Florida Tech's Institute for Global Ecology, en Eraldo Ribeiro, universitair hoofddocent computerwetenschappen aan Florida Tech.

"Door hun riffoto's met wetenschappers te delen, hebben recreatieve fotografen nu de unieke kans om historische gegevens te helpen onthullen van koraalriflocaties waar we geen voorafgaande informatie over hebben", aldus Van Woesik.

Hij vervolgde:"We hopen dat ReScape recreatieve fotografen inspireert om hun riffoto's met wetenschappers te delen, waardoor nieuw onderzoek mogelijk wordt gemaakt om hiaten in ons historisch en geografisch begrip van koraalriffen op te vullen. Het opbouwen van een alomvattend begrip van koraalriffen is van cruciaal belang om deze efficiënt te beheren en te behouden. ecosystemen van onschatbare waarde in een steeds harder wordende wereld."

Om ervoor te zorgen dat ReScape gemakkelijk toegankelijk is voor iedereen met een computer en internettoegang, heeft het team ReScape samengesteld tot een gratis, gebruiksvriendelijke app waarvoor geen codeerervaring vereist is.

Stapsgewijze instructies voor het downloaden en gebruiken van ReScape zijn beschikbaar op GitHub.

Meer informatie: Z. Ferris et al, ReScape:afbeeldingen van koraalrifgebieden transformeren voor kwantitatieve analyse, Wetenschappelijke rapporten (2024). DOI:10.1038/s41598-024-59123-2

Journaalinformatie: Wetenschappelijke rapporten

Aangeboden door Florida Institute of Technology