东方时讯网今年夏天，研究人员设法收集了环斑海豹和海象的惊人无人机图像。在一个峡湾，St.Jonsfjorden，发现了十二只环斑海豹，分布在整个峡湾，停留在坚冰上。然而，接近和识别这些人是非常具有挑战性的。由于环斑海豹被北极熊猎杀，任何哺乳动物——无论是四足行走还是两条腿行走——都将不惜一切代价避免。
“通过使用无人机，我们设法拍摄了冰上环斑海豹呼吸孔旁边的高分辨率图像。根据这些图像，可以轻松识别该物种，”北极海豹项目的项目负责人GeertAarts说。对于这个特定区域，研究人员还获得了Maxar卫星图像。
由于冰是内陆的并且不会移动，因此呼吸孔的位置实际上是固定的。因此，研究人员可以将无人机图像上的单个海豹直接与卫星图像中可见的呼吸孔进行匹配。“虽然我们知道这种卫星图像在从太空观察哺乳动物的潜力，但当我们注意到连接环斑海豹呼吸孔的冰盾上的白线时，我们感到震惊。在这个偏远和敌对的环境中，这只能意味着一件事，北极熊足迹”。
机器学习计算北极哺乳动物
在过去的十年里，卫星图像的分辨率有了很大的提高。这些卫星以超过600公里的高度绕地球运行，可以以30x30厘米的分辨率拍摄地球表面的任何地方。通过将高质量的无人机图像缩小到30x30厘米的分辨率，研究人员可以创建一张模仿从太空拍摄的卫星图像的照片。
“最终，这些图像可以输入机器学习算法并用于训练神经网络”，JeroenHoekendijk博士说。候选人，他是研究团队的一员，并与EPFL合作进一步开发这些技术。通过将这个训练有素的网络应用于卫星图像，研究人员希望能够自动检测这些偏远和敌对地区的海豹。
海豹物种以不同的方式使用极地冰
海豹和海象在北极地区特别丰富。这些鳍足类物种中的每一个都有其独特的特征以及与海冰的关系。
例如，环斑海豹会在固定在海岸线上的海冰上制造呼吸孔。这些呼吸管可以有几米长，将冰下的海水与上面的空气连接起来。通过在前脚蹼上使用它们的爪子，它们可以防止这些呼吸孔冻结。在漫长而黑暗的冬季，这些呼吸孔被雪覆盖。这些雪窝为它们的幼犬提供了一些保护，使其免受外界恶劣条件的影响。
相比之下，竖琴海豹在漂浮的浮冰上休息和分娩。这种浮冰在冬季覆盖了北极地区的大部分地区，连接了极地地区的所有陆地，但在夏季的几个月里体积缩小。与固定冰相比，浮冰会漂移，每天可以移动数公里。
海流和风向的突然变化会很快导致竖琴海豹的产卵平台损坏。海象也利用浮冰，但也可以发现个体在陆地上休息。此外，在今年夏天的斯瓦尔巴群岛研究考察期间，研究人员设法收集了海象的无人机图像，这可能有助于其他人为该物种开发类似的机器学习技术。
急速变化的家
最终，研究人员希望利用这些遥感技术在北极定位海豹。由于气候变化，他们的家正在迅速变化。北巴伦支海以及斯瓦尔巴群岛和法兰士约瑟夫地群岛尤其如此。
该地区是地球上变暖速度最快的地方，平均气温每十年上升2.7摄氏度，秋季月份甚至每十年上升4摄氏度。因此，迫切需要了解海豹所依赖的栖息地，以研究气候变化的影响并保护这些物种。