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无人机通过太空卫星图像验证海象数量

导读 在首次成功校准卫星图像海象数量时,科学家使用无人机验证了挪威斯瓦尔巴群岛的动物数量。在国际生物多样性日,研究人员描述了这项研究如何...

在首次成功校准卫星图像海象数量时,科学家使用无人机验证了挪威斯瓦尔巴群岛的动物数量。在国际生物多样性日,研究人员描述了这项研究如何朝着使用卫星图像作为非侵入性方法监测北极海象迈出了一大步。

2022 年夏天,来自英国南极调查局 (BAS)、挪威极地研究所 (NPI) 和世界自然基金会的科学家访问了位于挪威斯瓦尔巴群岛斯匹次卑尔根岛西岸的沙嘴萨尔斯坦根。众所周知,海象会在夏季聚集在这片海岸上。

该团队几乎同时收集了被拖上岸的海象的无人机图像,同时还收集了 Maxar Intelligence WorldView-3 卫星图像,该图像以三种不同的空间分辨率获得:50 厘米、30 厘米和 15 厘米高清。无人机和卫星图像之间有 15 分钟的间隔,再加上地面团队的视觉确认,科学家得以验证卫星图像中的海象数量。

研究结果发表在《生态与保护遥感》杂志上。无人机在地面和空中都与海象保持着安全距离,以避免打扰这些标志性动物。

海象专家和民间科学家分别统计了三种空间分辨率的卫星图像中的海象数量,以及海象更清晰、更容易识别的无人机图像中的海象数量。然后对统计出的海象数量进行了比较。

研究人员发现,专家和公民科学家都略微低估了卫星图像中的海象数量,而 30 厘米空间分辨率的图像提供了三张卫星图像中最准确的结果。通过比较公民科学家和专家的计数,可以校准结果,我们现在可以开始更好地了解海象的数量。

海象正面临着气候危机的现实:它们的北极家园的变暖速度几乎是全球平均水平的四倍,每十年约有 12% 的夏季海冰消失。

为了保护海象的未来,BAS、WWF 及其北极地区科学合作伙伴正在努力更好地了解这些北极动物,利用太空卫星拍摄了数千张聚集在加拿大、格陵兰和挪威北极海岸线的海象的高分辨率图像。这些图像由 Maxar Intelligence 提供,该公司是一家值得信赖的安全、精确的地理空间情报来源。

“太空海象”研究项目于 2020 年启动,旨在寻求公众帮助,在数千张 Maxar 卫星拍摄的太空图像中寻找海象,目的是进一步了解海象将如何受到气候危机的影响。

高分辨率卫星图像提供了一种非侵入性方法来监测北极整个分布范围内的海象,其调查频率和定期性比目前使用船只或飞机所能实现的调查频率更高。此外,海象往往会被来自这两个平台的噪音所惊吓。因此,有充分的理由开发非侵入性方法来监测海象,例如卫星图像。

首席作者、巴斯大学野生动物太空科学家汉娜·库拜尼斯博士表示:“从太空统计海象数量可能会彻底改变我们目前监测海象的方式。它可以增加当前调查的范围和频率,帮助我们更好地了解海象在不断变化的世界中的状况。但我们需要知道卫星图像中海象数量的准确性。

“多亏了团队的不懈努力,我们能够在几分钟内从太空拍摄卫星图像,然后获得地面无人机图像。这是前所未有的,也是我们所能期待的最好结果。这对项目来说是一个非常令人兴奋的进展——让我们获得几乎一模一样的卫星和无人机图像,我们可以用它们来校准专家和公民科学家的海象数量。”

挪威极地研究所高级研究员 Kit Kovacs 和 Christian Lydersen 表示:“所有北极特有海洋哺乳动物物种都因海冰栖息地消失而受到全球变暖的负面影响。这增加了对种群进行更密切监测的必要性,以便为管理部门提供缓解和保护行动的数据。

“然而,这些动物分布在广阔的区域,因此在后勤方面具有挑战性,而且使用船舶或飞机进行计数的成本非常高。能够使用卫星图像监测海象(和其他北极野生动物)将是一个巨大的进步。”

英国世界自然基金会首席极地顾问罗德·唐尼表示:“海象是一种标志性物种,对北极人民具有重大的文化意义。它们体型巨大,力量强大,但它们也越来越容易受到气候变化的影响,因为它们脚下的海冰正在融化。

“我们试图更好地了解海象,了解它们现在如何应对气候危机,以及它们在未来气候变化时可能如何应对。我们这样做是为了提供证据来支持在其范围内保护该物种。”

Maxar Intelligence 国际政府业务总经理 Anders Linder 表示:“英国南极调查局的科学家利用我们业界领先的卫星图像来准确监测北极的海象,而不会打扰它们。

“这些遥感数据让我们更好地了解气候变化对其冰冷栖息地的影响,从而支持该物种的保护。”

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