Alat Pemantau untuk Melacak Kelangsungan Hidup Koloni Karang

Pemetaan bawah permukaan adalah pendekatan penginderaan jauh dengan jejak pemetaan terkecil, namun memberikan resolusi spasial tertinggi. Ini menggunakan fotografi bawah air, biasanya dioperasikan oleh perenang snorkel atau penyelam, dan berfokus pada area karang yang sangat kecil. Pendekatan untuk memperoleh foto sama dengan apa yang digunakan saat pemetaan dengan drone udara. Fotogrametri jarak dekat dapat merekam perubahan yang sangat halus dalam pertumbuhan dan kehilangan karang (misalnya, skala milimeter), yang merupakan alat yang ampuh untuk memantau lokasi outplant. 

Fotogrametri jarak dekat digunakan dalam kombinasi dengan teknik yang disebut Structure-from-Motion (SfM) untuk membuat model tiga dimensi resolusi sangat tinggi dari struktur terumbu. Model 3D struktur terumbu dapat digunakan untuk memantau perubahan rugositas, fitur penting terumbu karang untuk ikan yang bergantung pada karang dan organisme terkait terumbu lainnya. Selain struktur, perubahan karang hidup, keanekaragaman hayati, penyakit, dan dampak dari spesies invasif juga dapat dipantau.

Point cloud 3D Elkhorn Coral (Acropora palmata) dibuat dari ratusan foto stereo. Gambar © Steve Schill

The Nature Conservancy (TNC) memimpin pekerjaan ini di Kepulauan Virgin AS (USVI) di mana mereka mensurvei pertumbuhan koloni karang yang ditransplantasikan. Baca studi kasus di bawah ini.

Studi Kasus: Fotogrametri untuk Memantau Restorasi Karang di USVI

Peta Karibia pulau yang menyoroti Kepulauan Virgin AS. Gambar © The Nature Conservancy

Pusat Inovasi Terumbu Karang USVI, pusat untuk memajukan inovasi dan ilmu restorasi karang, yang terletak di St. Croix, adalah bagian dari Strategi Terumbu Karang Karibia TNC dengan tujuan menyeluruh untuk mengembangkan dan menerapkan solusi terukur untuk meningkatkan kesehatan terumbu karang dan memaksimalkan manfaat yang disediakan terumbu terhadap manusia dan alam dalam iklim yang berubah. Pusat Inovasi Karang USVI mencakup laboratorium pembibitan dan penelitian karang di darat, serta beberapa pembibitan karang di dalam air, di mana pendekatan perbanyakan karang seksual dan aseksual diterapkan dan diuji untuk restorasi karang skala besar. Dengan tujuan mengembangkan teknologi baru dan protokol pemantauan untuk secara akurat dan efisien mengukur dampak upaya konservasi terumbu karang, USVI Coral Innovation Hub menerapkan teknik fotogrametri untuk memantau proyek restorasi karang di wilayah tersebut.

Dengan mengambil sampel pada titik waktu sebelum, selama, dan setelah kegiatan restorasi, ilmuwan karang TNC di USVI menggabungkan survei pemantauan terumbu konvensional (misalnya, survei penyelam Atlantic dan Gulf Rapid Reef Assessment tentang benthos dan ikan) dengan teknik fotogrametri jarak dekat standar (yaitu, Struktur-dari-Gerakan). Tujuannya adalah untuk secara teratur mengumpulkan dan menganalisis produk model permukaan orthomosaic dan digital untuk memantau perubahan di situs restorasi dan kontrol karang (tidak dipulihkan). Model permukaan digital, yang dihasilkan dari foto stereo, memungkinkan pemantauan perubahan kecil dalam pertumbuhan dan kehilangan karang, pada skala milimeter, berdasarkan perubahan struktur tiga dimensi.

Emmanuel Irizarry-Soto mengamati koral bintang bongkahan mikro di pembibitan. Foto © The Nature Conservancy

Dengan informasi ini, ilmuwan karang TNC dapat memantau perubahan pada terumbu, seperti rugositas (susunan tiga dimensi struktur terumbu), penyakit, pertumbuhan karang, dan kehilangan. Data ini penting untuk mengukur dampak restorasi habitat terumbu karang dalam ruang dan waktu dan untuk memungkinkan perbandingan perubahan struktur terumbu di lokasi yang direstorasi versus tidak direstorasi. Analisis efek restorasi pada kompleksitas struktural dan rugositas sangat relevan untuk proyek restorasi karang yang bertujuan untuk memelihara atau meningkatkan terumbu untuk perlindungan pantai dan habitat penting untuk ikan dan organisme terkait terumbu lainnya.

Contoh dari Cane Bay, St. Croix, Kepulauan Virgin AS tentang bagaimana data Struktur-dari-Gerakan dikumpulkan pada titik waktu yang berbeda (Kiri ke Kanan: April hingga Agustus 2019) memungkinkan operator mendeteksi pertumbuhan yang kuat dan perubahan erosi menggunakan fotomosaik dan model permukaan digital. Kiri: pra-tanam. Pusat: pasca tanam. Kanan: deteksi perubahan yang menunjukkan pertambahan/pertumbuhan (kuning) dan erosi (merah) setelah penanaman karang. Gambar © The Nature Conservancy

Di USVI, pendekatan dan teknologi pemantauan ini terus dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan berbagai proyek restorasi. Misalnya, metode pengumpulan foto disesuaikan dengan parameter situs tertentu (dangkal versus dalam, transek versus plot) dan algoritme sedang diulang untuk mendapatkan metrik yang paling berguna untuk mengukur perubahan.