Alat Pemantauan untuk Mengesan Kelangsungan Hidup Koloni Karang

Pemetaan bawah permukaan adalah pendekatan penginderaan jauh dengan jejak pemetaan terkecil, namun memberikan resolusi spasial tertinggi. Ia menggunakan fotografi bawah air, biasanya dikendalikan oleh snorkeler atau penyelam, dan memfokuskan pada kawasan terumbu yang sangat kecil. Pendekatan untuk memperoleh foto adalah sama seperti yang digunakan ketika memetakan dengan drone udara. Fotogrametri jarak dekat dapat mencatat perubahan yang sangat halus dalam pertumbuhan dan kehilangan karang (misalnya, skala milimeter), yang merupakan alat yang kuat untuk memantau lokasi penanaman. 

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

Awan titik 3D Elkhorn Coral (Acropora palmata) dibuat dari beratus-ratus gambar stereo. Imej © Steve Schill

The Nature Conservancy (TNC) memimpin pekerjaan ini di Kepulauan Virgin AS (USVI) di mana mereka sedang meninjau pertumbuhan koloni karang yang ditransplantasikan. Baca kajian kes di bawah.

Kajian Kes: Fotogrametri untuk Memantau Pemulihan Karang di USVI

Peta Kepulauan Karibia yang menonjolkan Kepulauan Virgin AS. Imej © Pemuliharaan Alam

USVI Coral Innovation Hub, sebuah pusat untuk memajukan inovasi dan sains pemulihan karang, yang terletak di St. Croix, adalah sebahagian daripada Strategi Karang Caribbean TNC dengan objektif menyeluruh untuk mengembangkan dan menyebarkan penyelesaian berskala untuk meningkatkan kesihatan terumbu karang dan memaksimumkan manfaat yang diberikan oleh terumbu kepada manusia dan alam semula jadi dalam perubahan iklim. USVI Coral Innovation Hub merangkumi makmal dan makmal penyelidikan karang darat, serta beberapa taska karang di dalam air, di mana pendekatan penyebaran karang seksual dan aseksual diterapkan dan diuji untuk pemulihan karang berskala besar. Dengan tujuan mengembangkan teknologi baru dan protokol pemantauan untuk mengukur secara tepat dan efisien kesan usaha pemuliharaan terumbu, USVI Coral Innovation Hub menerapkan teknik fotogrametri untuk memantau projek pemulihan karang di wilayah tersebut.

Dengan mengambil sampel pada titik waktu sebelum, semasa, dan setelah aktiviti pemulihan, saintis karang TNC di USVI menggabungkan tinjauan pemantauan terumbu konvensional (contohnya, tinjauan penyelam penilaian terumbu Atlantik dan Teluk bentos dan ikan) dengan teknik fotogrametri jarak dekat standard (iaitu, Struktur-dari-Gerakan). Tujuannya adalah untuk mengumpulkan dan menganalisis produk model permukaan ortomosaik dan digital secara berkala untuk memantau perubahan di tempat pemulihan dan pengawalan 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 memerhatikan karang bintang batuan mikro di taman kanak-kanak. Foto © The Nature Conservancy

Dengan maklumat ini, saintis karang TNC dapat memantau perubahan terumbu, seperti kekasaran (susunan tiga dimensi struktur terumbu), penyakit, pertumbuhan karang, dan kehilangan. Data ini penting untuk mengukur kesan pemulihan habitat terumbu karang dalam ruang dan waktu dan untuk memungkinkan perbandingan perubahan struktur terumbu di kawasan yang dipulihkan berbanding yang tidak dipulihkan. Analisis mengenai kesan pemulihan pada kerumitan struktur dan kekasaran sangat penting untuk projek pemulihan karang yang bertujuan untuk mengekalkan atau meningkatkan terumbu untuk perlindungan pantai dan habitat penting untuk ikan dan organisma lain yang berkaitan dengan terumbu.

Contoh dari Cane Bay, St. Croix, Kepulauan Virgin AS mengenai bagaimana data Struktur-dari-Gerak yang dikumpulkan pada titik waktu yang berbeza (Kiri ke Kanan: April hingga Ogos 2019) membolehkan pengendali mengesan pertumbuhan dan perubahan hakisan yang kuat menggunakan kedua-dua fotomosa dan model permukaan digital. Kiri: pra-penanaman. Pusat: pasca penanaman. Kanan: pengesanan perubahan menunjukkan pertambahan / pertumbuhan (kuning) dan hakisan (merah) berikutan penanaman karang. Imej © The Nature Conservancy

Di USVI, pendekatan dan teknologi pemantauan ini terus dikembangkan untuk memenuhi keperluan berbagai projek pemulihan. Sebagai contoh, kaedah pengumpulan foto disesuaikan dengan parameter dari laman web tertentu (cetek berbanding dalam, transek lawan plot) dan algoritma sedang diturunkan untuk mendapatkan metrik yang paling berguna untuk mengukur perubahan.