水下数字化软件改变海洋生态学研究 生态学家获得解放(2)
时间:2016-09-08 12:02:14 来源:川北在线整理
海洋数据
珊瑚研究者进入大数据世界的时间有点晚。长期以来，受限于潜水脚蹼以及氧气罐容量的限制，海洋生物学家都在竞相扩大对海洋温度升高以及海水酸化长期影响的记录和了解。伴随2015—2016年热带太平洋区域发生的厄尔尼诺变暖事件的全球珊瑚褪色进一步加剧了科学家的担忧。
González-Rivero的目标是覆盖尽可能多的珊瑚礁面积，从而了解不同的珊瑚及珊瑚礁如何对这些压力作出回应。计算机永远不能代替人类的眼睛，它们也不能取代详细的水下观察以及实验室研究，但是它们能够加速基本的观察，他说。“我们正在尝试找到一个平衡点，那样我们就能够获得充足的信息了解珊瑚礁，同时以更快的速度以及更加低廉的成本做这件事。”
研究质量不能打折扣：根据Beijbom尚未发表的研究成果，深度学习系统对珊瑚照片的分析能够在81%的情况下与人眼一致。考虑到即便是两名专家之间的统一度也仅有84%，这一 度已经相当高。
Beijbom计划在未来几个月内对向其网站珊瑚网(CoralNet)上传照片的任何人开启该算式，珊瑚网已经利用计算机辅助系统进行自动化图片分析。由于有NOAA的资助，这项服务是免费的，来自包括NOAA在内的各个机构的420名用户已经向该网站上传了近26.9万张照片。 的结果似乎来自于一个半自动化的项目，其中计算机进行简便分析，并会有一些它不确定的情况提醒人类专家，Beijbom说。
在很多方面，González-Rivero说，海洋科学正在追赶陆地科学项目，相关科研项目已经研发出了各种工具，用于收集与处理来自卫星和飞行器的丰富资料。这些软件和硬件并不能直接被用于海洋分析，由于海洋会吞掉光线，因此只能从上面研究浅水珊瑚礁，其他的则很难分析。
这让珊瑚研究人员开始改变这些工具。例如，在密歇根州立大学，生理学家David Kramer 和Atsuko Kanazawa已经修改了一个原用于农业研究的手动感应器。当在陆地上使用时，这些感应器能够测量诸如植物荧光性、土壤碳含量以及空气的温度和湿度等信息。全球18个国家约有300个感应器在投入使用，每次当研究人员或政府官员读取数据时，这些信息就会被上传到一个中央处理器进行分析。
修改后的系统被称为CoralspeQ，能够用不同的光线与珊瑚礁进行碰撞，并在从紫外线到红外线的256种波长中记录下返回的光谱信号。这些数据可用于测量珊瑚礁的光合作用活动，例如通过测量共生藻类的叶绿素荧光，这些藻类能够向其宿主珊瑚提供氧气和营养。了解有多少光合作用活动在发生、在哪里发生可以帮助研究人员了解该压力系统，Kramer说。
投稿:chuanbeiol@163.com
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