Новый метод картирования экосистем для уникальных условий Антарктиды
Исследователи из Квинслендского технологического университета (QUT) разработали новаторский метод картирования экосистем, который сочетает использование дронов, передовых методов визуализации и машинного обучения для сверхточного картирования и мониторинга растительности в охраняемых регионах Антарктиды.
По словам д-ра Хуана Сандрино, растительность (например, мхи и лишайники) играет жизненно важную роль в поддержании экологического баланса, изоляции свободных ото льда почв, стимулировании биогеохимических циклов и обеспечении среды обитания для большей части наземного биоразнообразия Антарктиды. Однако её картирование сопряжено с трудностями из-за удалённости, суровых условий, ограниченной доступности и изменяющегося климата.
Традиционные методы полевых исследований требуют много времени, средств и сопряжены с риском, а спутниковые снимки имеют ограничения по пространственному и спектральному разрешению, облачности и временной частоте.
Инновационный подход
В рамках шестилетнего проекта, являющегося частью исследовательской программы SAEF, команда использовала беспилотные летательные аппараты (БПЛА) для сбора высококачественных мульти- и гиперспектральных изображений. Эти данные были тщательно обработаны с использованием гиперспектрального анализа и алгоритмов машинного обучения.
Новаторство подхода заключалось в разработке новых спектральных индексов и модели, которая значительно повысила точность обнаружения мхов и лишайников до впечатляющих 95%.
Будущие перспективы
Эта работа прокладывает путь для дальнейших испытаний технологии в Антарктиде. В предстоящем сезоне команда QUT/SAEF отправится в более удалённый район (Холмы Бангера/ледник Денмана) для сбора дополнительных данных, необходимых для понимания рисков, с которыми сталкиваются эти хрупкие экосистемы в условиях изменения климата.
Разработанный метод имеет большой потенциал для более широкого применения в дистанционном зондировании и экологическом мониторинге, особенно для картирования растительности в Особо охраняемых районах Антарктики (ASPA). Одним из значимых результатов исследования стало создание геопривязанных карт классификации — незаменимых инструментов для экологического надзора.
В будущей работе исследователи планируют добавить больше уровней данных для дальнейшего повышения точности классификации и идентификации видов мхов.