曼德伦岛沿海森林的卫星图像,这是濒危孟加拉虎的栖息地。

曼德伦岛沿海森林的卫星图像,这是濒危孟加拉虎的栖息地。美国宇航局

眼睛对自然:卫星图像如何改变保护科学

高分辨率地球图像提供了生态学家和保护主义者,具有一种动态的新工具,使所有事情都能够从更准确地计数野生动物种群以快速检测森林砍伐,非法采矿等变化。

最近,作为20世纪80年代,灰色密封件在Cape Cod上有效地灭绝。因此,当研究人员上周宣布的人口恢复不到15,000颗灰色印章时,前面的官方估计,但多达多达50,000人,众所周知,保护有时会迅速的速度。

但研究人员,在期刊中写作生物科学,对密封件不仅兴趣。他们还试图展示卫星的快速发展潜力,以监测野生动物种群,并回答关于自然世界的大问题。根据杜克大学的尼古拉斯学院的高级作家David W. Johnston,这是许多野生动物生态学家的新闻。生态学家迄今为止,将卫星数据融入他们的工作中,部分原因是他们的培训和文化即将进入该领域,以便在第一手掌握他们的学习科目。来自外太空的角度并不一定似乎都相关

但卫星图像和遥感数据的快速增长丰富和复杂性即将改变:“”高分辨率地球图像来源代表着丰富的未充分利用关于海洋和陆地野生动物种群的信息,“Johnston和他的共同作者写道。他们敦促野生动物生态学家拥抱卫星图像“作为可以补充甚至取代传统方法的合法数据来源。”

在其他有前途的发展中,他们注意到,地球的卫星图像现在正在收集“全球,经常,越来越多的决议”。由于初创公司,包括行星,DigitalGlobe,Skybox Imaging(以谷歌并重新命名Terra Bella),Urthecast和Land Info全球映射,它也符合用户友好的格式。例如,这是2月,例如,部署的行星88个面包屑卫星来自印度空间研究组织火箭。他们现在是149个卫星星座的一部分,每周几次扫描地球上的每一点。主要重点是在商业应用上 - 例如,在伊瓦达追踪玉米产量,或者今天在沃尔玛批次停放了多少辆车。但是,图像频率也开始,能够快速地检测森林砍伐,非法采矿等景观的其他变化,以及更有效,更准确地计数野生动物种群。

美国宇航局也是这一趋势的一部分。2019年,它计划使用LIDAR推出一个名为GEDI(全球生态系统动力学调查)的使命,这是一种基于激光的遥感技术,该技术已经熟悉生态学家,用于从飞机映射3-D植被结构。这一次,从国际空间站,GEDI将使科学家能够在任何给定的位置确定森林的高度和结构,并准确地映射地上生物量和碳存储器 - 所有这些都不需要申请租金,以雇用飞机或消费日飞行的横断面。

GEDI will also make it possible, according to the University of Maryland’s Ralph Dubayah, principal investigator on the mission, “to estimate the net impact of deforestation and subsequent regrowth of forests, and to provide information critical for preserving and promoting habitat quality and biodiversity.” The technology should prove useful for monitoring commitments made by nations under REDD (the program to reduce emissions from deforestation and forest degradation) as well as under the Paris climate accord and the Convention on Biological Diversity. In addition, it will improve weather and climate modeling and provide detailed measurement of temperate glaciers, lakes, and rivers for better management of water resources.

加州大学科学家描述了从外层空间的快速改善卫星视图作为“宏观镜”。

生态学家“将要拥有这种Epiphany,”大卫约翰斯顿说,因为他们开始了解这些新工具的潜力。几年前发生在他身上,同时讲述了关于CAPE COD上的无线电标记密封件的动作的本科讲座。“我们有着活着的动物,对学生来说真的很棒,”他说。“他们可以每天入住特定密封行驶的地方。我正在加载Google地球上的数据,只是缩小了才能看到这个密封件的位置,而且Lo和Phoold,图像足以在海滩上计算密封。我看了说,'嘿,我们可能会以这种方式计算开普鳕鱼密封群,'在课程结束时,三名学生想说他们要这样做。“

密封件通常使用海滩,如夏季“拖运,”,过去,国家海洋和大气管理局(NOAA)以传统方式计算在海滩上并拍照。但Noaa从来没有到过出版所有由此产生的数据,以使其他研究人员的挫败声明,Johnston表示,它也“从未纠正海上动物的人数”。“卫星图像从依赖NOAA数据释放了研究人员。来自他们自己的长期无线电标记研究的数据,展示了在给定日期或季节在海上的海上的时间花费多少时间,允许研究人员开发一种计算总人口的算法,而不是仅仅是可见的部分海滩。

加州圣巴巴拉大学的海洋生物学家道格拉斯麦卡卢伊赞扬新的研究,使卫星野生动物研究“家成为我们自己的后院”的潜力主要管理含义。对于海角鳕鱼度假者感觉密封牵引已经拥挤了他们最喜欢的海滩,或者对于渔民失去捕捉封印的渔民,新闻披着斗篷上有50,000个灰色的印章可能听起来像入侵。另一方面,对于保护主义者来说,它可能甚至不代表原始人口水平的恢复。关于密封件的长期争论可能会变得非常情绪化。准确的计数是决定这样的管理选项的基本起点,因为守手关闭,支付避孕式飞镖计划,授权非致命骚扰,甚至开始剔除封闭。“这是在野生动物管理中放置卫星数据前沿和中心,”麦考佳说。

科学家使用像阿拉斯加北坡的三角洲这样的图像,以查看冰和水,并评估石油开发的影响。 

科学家使用像阿拉斯加北坡的三角洲这样的图像,以查看冰和水,并评估石油开发的影响。太平洋西北国家实验室

除了计数人口之外,卫星还有可能回答更大的野生动物行为问题。McCauley的实验室正在使用卫星数据,例如,确定塞伦盖蒂的牛羚在栖息地的利用。“你可以拍一个卫星图像,你可以感觉到生产力 - 基于反射模式的草是最温暖的。并且您可以创建一层显示所有牛羚所在的层,并查看它们是否正在跟踪环境的生产力。“他说的另一个叠加因素是“风险景观”,即,捕食者攻击更有可能在森林的边缘,或者在一个名为Kopjes的岩石露头附近,或在浇水孔附近。“那么你可以问迁移走廊的所有这些地图,”了解受保护区域的重要性,特别是在面对增加人类发展。多年来,格拉斯哥大学的McCauley的团队和合作者使用了无线电衣领追踪了几十名牛羚。“今年,我们不想跟踪另外两个,”他说,“我们想通过卫星跟踪200,000”。

McCauley描述了从外层空间的快速改善视图为“宏观镜”。对于DWWINDLINGS保护计划预算,它也应该是一个重大推动,因为数据通常没有成本提供 - 以及研究人员的风险更大。在从1937年到2000年的研究或管理工作期间丧生的美国生物学家的研究中,由于空袭,三分之二死亡。“我认为我们不会让我们在飞机上做一些生物学的人们,”大卫约翰斯顿说。“但是对于特别危险的事情,如在水面上,”或在远程极地区域,卫星图像至少也很好。

那么为什么没有更多的野生动物研究人员赶紧利用卫星数据?部分原因是科学的自由组织,伦敦动物园的Nathalie Pettorelli说。“生物传统建立在外面并与物种一起使用。但远程传感器的发展和卫星数据的使用主要发生在地理部门中。这两条学科没有习惯于共同努力。他们不分享普通术语。遥感专家将告诉您陆地封面,生物学家将告诉您关于生态系统。所以你必须协调这些观点。“

“目前,很多生物学家不知道遥感是什么,如何获取数据,以及如何使用数据。”

当Pettorelli先转向卫星数据时,帮助确定环境变化如何影响生物多样性和生态系统服务,生物学家告诉她这是一个坏主意。188金博网注册就送188“有人不信任卫星数据,”她说。他们认为它“与地面数据的竞争”,虽然在现实卫星和地面数据中经常互相增强,所发生的海角鳕鱼密封。与此同时,遥感专家“告诉我它太复杂了,你需要雇用某人。我没有钱雇用某人,我刚刚学到了越来越多的事。“

缺乏培训仍然是更广泛依赖卫星数据的障碍,“特别是在人们可以充分利用它的发展中国家,在那里没有金钱,没有赚钱的地面研究,”或者飞机调查。“但目前,很多生物学家不知道遥感是什么,如何获取数据,如何使用数据。”

Pettorelli说,缺乏卫星数据的细微差别的疾病也是全球层面的障碍。根据“生物多样性公约”,196年党的国家有一系列目标,以便在2020年获得保护区保护和保护植物和野生动物多样性。Pettorelli说,以及时和经济的方式监测进展的唯一途径是卫星。但只有三年时间去,参与者甚至没有同意基于空间的指标依赖。在她的生物学家中建立对卫星数据的信任仍然是一个痛苦缓慢的过程。