Спутники для подсчета китов: новый метод оценки популяции

Ученые продемонстрировали, как новые спутниковые технологии можно использовать для подсчета китов и, в конечном итоге, оценки численности их популяции. Используя снимки сверхвысокого разрешения (Very High Resolution, VHR) со спутников и программное обеспечение для обработки изображений, они смогли автоматически обнаружить и подсчитать китов, размножающихся в части залива Гольфо-Нуэво на полуострове Вальдес в Аргентине.

Этот новый метод, опубликованный в журнале PLoS ONE, может произвести революцию в оценке численности популяций китов. Морских млекопитающих крайне сложно подсчитывать в крупных масштабах, а традиционные методы, такие как подсчет с платформ или с суши, могут быть дорогими и неэффективными.

Ведущий автор Питер Фретвелл из Британской антарктической службы (BAS) поясняет:

«Это исследование, доказывающее концепцию, подтверждает, что китов можно идентифицировать и подсчитывать со спутника. Популяции китов всегда было трудно оценивать; традиционные методы подсчета локализованы, дороги и неточны. Возможность автоматического подсчета китов на больших площадях экономически эффективным способом будет иметь большое значение для природоохранных усилий в отношении этого и, потенциально, других видов китов».

Ранее спутники демонстрировали ограниченный успех в подсчете китов, но их точность улучшилась в последние годы.

Команда BAS использовала одно изображение со спутника WorldView2 залива, где собираются южные гладкие киты для рождения детенышей и спаривания. Эти киты, почти истребленные, лишь частично восстановили численность после прекращения китобойного промысла. Однако в последние годы на их «детских» территориях на полуострове Вальдес наблюдается много смертей. Их текущая численность неизвестна, и на фоне резкого роста смертности детенышей необходимы оценки.

Закрытые заливы в этом регионе имеют спокойные, мелкие воды, что увеличивает шансы обнаружить китов из космоса. Для идентификации китов использовались три основных критерия: объекты на изображении должны быть правильного размера и формы; находиться в правильном месте (где можно ожидать китов); и поблизости не должно быть (или должно быть мало) других объектов, которые можно принять за китов.

Киты на изображении были идентифицированы и подсчитаны вручную: обнаружены 55 вероятных китов, 23 возможных кита и 13 подводных объектов. Затем несколько автоматизированных методов были протестированы на основе этих данных. Наибольшую точность показал метод «пороговой обработки» (thresholding) прибрежной полосы (Coastal Band) изображения WorldView2. Эта часть изображения использует свет из дальнего синего конца спектра, который проникает в толщу воды глубже и позволяет увидеть больше китов. Эта техника обнаружила 89% вероятных китов, идентифицированных при ручном подсчете. Это полуавтоматическая техника, требующая некоторого участия пользователя для определения оптимального порога.

Будущие спутниковые платформы будут предоставлять изображения еще более высокого качества, а запуск WorldView3 запланирован на этот год. Это позволит с большей уверенностью идентифицировать китов и различать пары мать-детеныш. Такие технологические достижения также могут позволить ученым применять этот метод к другим видам китов.