水下數(shù)字化軟件改變海洋生態(tài)學(xué)研究 生態(tài)學(xué)家獲得解放(2)
時間：2016-09-08 12:02 來源：川北在線整理 責(zé)任編輯：沫朵
海洋數(shù)據(jù)
珊瑚研究者進入大數(shù)據(jù)世界的時間有點晚。長期以來，受限于潛水腳蹼以及氧氣罐容量的限制，海洋生物學(xué)家都在競相擴大對海洋溫度升高以及海水酸化長期影響的記錄和了解。伴隨2015—2016年熱帶太平洋區(qū)域發(fā)生的厄爾尼諾變暖事件的全球珊瑚褪色進一步加劇了科學(xué)家的擔(dān)憂。
González-Rivero的目標(biāo)是覆蓋盡可能多的珊瑚礁面積，從而了解不同的珊瑚及珊瑚礁如何對這些壓力作出回應(yīng)。計算機永遠不能代替人類的眼睛，它們也不能取代詳細的水下觀察以及實驗室研究，但是它們能夠加速基本的觀察，他說。“我們正在嘗試找到一個平衡點，那樣我們就能夠獲得充足的信息了解珊瑚礁，同時以更快的速度以及更加低廉的成本做這件事。”
研究質(zhì)量不能打折扣：根據(jù)Beijbom尚未發(fā)表的研究成果，深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)對珊瑚照片的分析能夠在81%的情況下與人眼一致�？紤]到即便是兩名專家之間的統(tǒng)一度也僅有84%，這一 度已經(jīng)相當(dāng)高。
Beijbom計劃在未來幾個月內(nèi)對向其網(wǎng)站珊瑚網(wǎng)(CoralNet)上傳照片的任何人開啟該算式，珊瑚網(wǎng)已經(jīng)利用計算機輔助系統(tǒng)進行自動化圖片分析。由于有NOAA的資助，這項服務(wù)是免費的，來自包括NOAA在內(nèi)的各個機構(gòu)的420名用戶已經(jīng)向該網(wǎng)站上傳了近26.9萬張照片。 的結(jié)果似乎來自于一個半自動化的項目，其中計算機進行簡便分析，并會有一些它不確定的情況提醒人類專家，Beijbom說。
在很多方面，González-Rivero說，海洋科學(xué)正在追趕陸地科學(xué)項目，相關(guān)科研項目已經(jīng)研發(fā)出了各種工具，用于收集與處理來自衛(wèi)星和飛行器的豐富資料。這些軟件和硬件并不能直接被用于海洋分析，由于海洋會吞掉光線，因此只能從上面研究淺水珊瑚礁，其他的則很難分析。
這讓珊瑚研究人員開始改變這些工具。例如，在密歇根州立大學(xué)，生理學(xué)家David Kramer 和Atsuko Kanazawa已經(jīng)修改了一個原用于農(nóng)業(yè)研究的手動感應(yīng)器。當(dāng)在陸地上使用時，這些感應(yīng)器能夠測量諸如植物熒光性、土壤碳含量以及空氣的溫度和濕度等信息。全球18個國家約有300個感應(yīng)器在投入使用，每次當(dāng)研究人員或政府官員讀取數(shù)據(jù)時，這些信息就會被上傳到一個中央處理器進行分析。
修改后的系統(tǒng)被稱為CoralspeQ，能夠用不同的光線與珊瑚礁進行碰撞，并在從紫外線到紅外線的256種波長中記錄下返回的光譜信號。這些數(shù)據(jù)可用于測量珊瑚礁的光合作用活動，例如通過測量共生藻類的葉綠素?zé)晒�，這些藻類能夠向其宿主珊瑚提供氧氣和營養(yǎng)。了解有多少光合作用活動在發(fā)生、在哪里發(fā)生可以幫助研究人員了解該壓力系統(tǒng)，Kramer說。
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