Reconstruirea restaurării: cum se face fotogrammetria coralilor

„Zece pe cinci metri nu pare mult, dar este o suprafață destul de mare atunci când înoți înainte și înapoi, de sus în jos, apoi în diagonală”, explică Kate Craggs. Dar de ce înota ea după un model de tablă de șah? Răspunsul într-un singur cuvânt este „fotogrammetrie”, dar, dacă ați urmărit povestea parteneriatului nostru cu Coral Spawning International și Nature Seychelles, știți că adevăratul răspuns este mult mai captivant.

Nu lăsați numele să vă intimideze – pentru că fotogrammetria este absolut fascinantă, cu atât mai mult atunci când este aplicată recifelor de corali din Seychelles. „Implică realizarea unui număr foarte mare de fotografii, apoi combinarea acestora folosind un software de procesare a imaginilor”, explică dr. Jamie Craggs. „Software-ul suprapune imaginile, astfel încât să poți combina toate aceste imagini bidimensionale într-o vizualizare tridimensională.”

Această scurtă explicație în sine vă permite probabil să vedeți deja de ce este un instrument atât de util pentru dr. Craggs și colegii săi cercetători marini, deoarece le permite să aducă munca subacvatică la suprafață pentru a examina, a evalua și, cel mai important, a măsura fiecare aspect al recifelor la a căror restaurare lucrează. De-a lungul timpului, pot vedea clar impactul muncii lor, dincolo de frumusețea dezvoltării coralilor. În practică, însă, fotogrammetria se află chiar la finalul procesului și, așa cum a spus Kate, poate fi o provocare.

„Am identificat șase locații de studiu în Rezervația Specială Insula Cousin. „În trei dintre acestea, am acoperit reciful cu o prelată, apoi am pompat larve noi de corali sub aceasta pentru a stimula colonizarea în acea zonă”, explică dr. Craggs. Kate și echipa de la Nature Seychelles au măsurat meticulos fiecare parcelă, folosind frânghii pentru a crea linii de secționare și au poziționat marcatori de scară ca puncte de referință pentru măsurare. „Fiecare marcator are un model cu codificare unică, care permite software-ului de fotogrammetrie să îl recunoască și să scaleze cu exactitate modelul 3D ulterior”, adaugă dr. Craggs. Odată ce scufundările de măsurare sunt finalizate, începe scufundarea dedicată fotografierii.

Fiecare centimetru al suprafeței trebuie fotografiat, iar acest lucru nu este atât de simplu pe cât pare. „Este o provocare, deoarece nu poți anticipa curenții și hula”, explică Kate. „Prin urmare, încercarea de a menține o viteză și o înălțime constante deasupra recifului a fost destul de dificilă. Atunci când ai corali de înălțimi diferite, trebuie să ajustezi constant adâncimea în timp ce înoți cu camera.” Precizia este esențială, deci echipamentul potrivit face toată diferența.

Ea folosește un obiectiv grandangular pe un aparat Canon EOS R5 Mark II într-o carcasă etanșă și, așa cum era de așteptat, fotografiile realizate – una pe secundă – sunt clare, precise și în culori fidele. „Ne oferă detalii excepționale”, adaugă dr. Craggs. „Și asta este cu adevărat incitant.” Dar nu este vorba doar despre faptul că sunt plăcute privirii. Detaliile fine oferă, de asemenea, caracteristici distinctive, îmbunătățind acuratețea reconstrucției. „Primul lucru pe care trebuie să-l faci este să le îmbini și să creezi ceva numit «nor de puncte rare»”, explică el. Aceasta este un fel de schiță brută formată din puncte, fiecare reprezentând o caracteristică a recifului care apare în mai multe imagini suprapuse, permițând software-ului să calculeze forma de bază a spațiului. În acest stadiu există puține detalii, de aceea se folosește termenul „rar”.

„Apoi, aplicăm un proces de filtrare pentru a crea «norul dens de puncte», care creează mult mai multe puncte – deseori milioane – și adaugă mult mai multe informații. În cele din urmă, generăm „rețeaua”, care unește grupurile de puncte și oferă modelului 3D general textura sa de suprafață.” Pentru a ajunge aici este nevoie de o putere uriașă de calcul, însă, dacă măriți imaginea, puteți vedea coralul în detalii remarcabile. „Putem merge în detaliu până la o dimensiune de doar câțiva milimetri, așa că obținem o rezoluție incredibilă. Calitatea este atât de bună, marginile sunt bine definite, iar acest lucru va îmbunătăți precizia metodelor noastre de măsurare.”

Dacă vă imaginați că măsurarea creșterii coralilor este o activitate de tipul „da, a crescut/nu, n-a crescut”, nu ați putea fi mai departe de realitate. Fotogrammetria este un instrument important în monitorizarea fiecăruia dintre cele șase situri, ajutându-i pe dr. Craggs și pe cercetătorii marini de la Nature Seychelles să urmărească și să înțeleagă ce se întâmplă – dacă a avut loc „prinderea” coralului în noul său mediu, ratele de supraviețuire, precum și evoluția formei, dimensiunii și structurii recifului. Este folosită împreună cu alte măsurători, cum ar fi calitatea apei, temperatura sau pătrunderea luminii, pentru a contura o imagine clară a stării de sănătate a recifului de-a lungul timpului.

Fotogrammetria creează, de asemenea, o altă modalitate importantă de a face comparații în timp. Randările 3D pot fi „aplatizate” și transformate în ceea ce se numește un „ortomozaic”. Acum își dovedesc utilitatea marcajele de scară codificate, pe care Kate și colegii ei scafandri le-au poziționat pe fiecare parcelă. „Ei se asigură că totul se aliniază corect, pentru a crea o imagine bidimensională din sute de fotografii”, explică dr. Craggs. Parcelele măsurate sunt un element permanent fix al recifului, deoarece permit echipei să realizeze copii periodice ale „hărții plane”. „Apoi le putem suprapune și măsura direct cât de mult a crescut o porțiune de coral pe parcursul a șase luni, un an sau mai mult.”

Kate și echipa de la Nature Seychelles vor repeta exercițiul în mod regulat, înotând în sus și în jos, la stânga și la dreapta, fotografiind metodic cele șase parcele de corali, dintre care o jumătate a beneficiat de introducerea unor larve suplimentare, iar cealaltă jumătate a fost lăsată fără. „Apoi, vom putea mări imaginea ca să vedem unde sunt puii de corali și să începem procesul de măsurare”, spune dr. Craggs. „În cele din urmă, scopul este să extragem datele, să le analizăm și să ne modificăm abordarea atunci când este necesar. Este un proces de încercare, testare, modificare și îmbunătățire – o călătorie continuă.”

Urmăriți progresul muncii noastre cu Nature Seychelles și Coral Spawning International aici. Și aflați mai multe despre soluțiile Canon de fotogrammetrie.