Социальные сети помогли детально отследить сезон цветения сакуры в Японии

Социальные сети содержат огромный массив данных о людях и их взаимодействии с окружающим миром. Как побочный продукт, они также хранят обширную информацию о природе.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Flora, показано, как социальные сети можно использовать для «случайной гражданской науки». На основе фотографий, размещённых на соцсетях, учёные смогли с высокой детализацией построить карту общенациональных природных явлений за десятилетие.

В качестве примера исследователи изучили ежегодное распространение цветения сакуры по Японии — явление, известное как «сакура дзэнсэн» (桜前線), которое следует за волной весеннего тепла. Миллионы людей наблюдают за цветением во время культурного фестиваля «ханами».

Фестиваль ханами документируется веками, и исследования показывают, что изменение климата увеличивает вероятность более раннего цветения. Появление мобильных телефонов и социальных сетей, позволяющих загружать фотографии с тегами времени и места, открывает новые возможности для изучения влияния сезонного климата на цветение в Японии.

Почему цветы важны для понимания влияния изменения климата?

Многие цветущие растения, включая японскую сакуру (Prunus подрод Cerasus), нуждаются в опылении насекомыми. Чтобы размножаться, растения цветут в оптимальное время для посещения пчёлами и другими насекомыми.

Температура — важный механизм, запускающий цветение. Предыдущие исследования показали, как изменение климата может создавать несоответствия во времени между цветением растений и появлением насекомых-опылителей.

Изучить эту проблему в деталях было сложно, так как для этого требовался одновременный сбор данных на больших территориях. Использование изображений гражданской науки, намеренно или случайно загруженных в социальные сети, позволяет применять решения для работы с большими данными.

Как проводилось исследование?

Учёные собрали изображения из Японии, загруженные на Flickr в период с 2008 по 2018 год и помеченные пользователями как «цветение сакуры». Для анализа изображений и генерации ключевых слов, описывающих их содержание, использовались методы компьютерного зрения.

Затем изображения, которые алгоритмы компьютерного зрения определили как не соответствующие целевой теме (например, содержащие осенние листья), были автоматически отфильтрованы.

Местоположение и временные метки оставшихся изображений сакуры использовались для нанесения отметок на карту Японии, отображающих сезонную волну цветения, и для оценки пикового времени цветения каждый год в разных городах.

Проверка данных

Важным компонентом научного исследования является валидация — насколько хорошо предложенное решение или набор данных отражает изучаемое реальное явление?

Данные исследования, основанные на изображениях из социальных сетей, были проверены по подробной информации, опубликованной Японской национальной туристической организацией.

Исследователи также вручную проверили подмножество изображений, чтобы подтвердить наличие цветков сакуры. Цветы сливы (Prunus mume) очень похожи на сакуру, особенно для туристов, и их часто путают. Для различения использовались видимые «зазубрины» на концах лепестков сакуры и другие характеристики.

В совокупности эти данные позволили построить карту цветения по мере его распространения по Японии.

Внесезонное цветение

Анализ данных из социальных сетей оказался достаточно детальным, чтобы точно определить ежегодный пик весеннего цветения в крупных городах Токио и Киото с точностью до нескольких дней по сравнению с официальными записями.

Данные также выявили наличие устойчивого внесезонного цветения сакуры осенью. Дальнейший поиск показал, что это «неожиданное» сезонное цветение также отмечалось в основных СМИ в последние годы. Таким образом, исследователи подтвердили, что это реальное явление, а не артефакт исследования.

Таким образом, даже не подозревая об этом, многие люди уже помогают понять, как изменение климата влияет на окружающую среду, просто публикуя в сети сделанные фотографии. Специализированные сайты, такие как Wild Pollinator Count, являются отличными ресурсами для пополнения растущей базы знаний.

Сложные проблемы изменения климата всё ещё изучаются. Гражданская наука позволяет использовать наши повседневные наблюдения для улучшения понимания и, как следствие, для более эффективного управления нашими отношениями с природным миром.