如何卫星图像转化保护科学

就在最近的20世纪80年代，灰海豹是有效的科德角灭绝。所以，当研究人员上周宣布，人口也已经恢复没有15000只灰海豹，先前官方的估计，但多达五万人，这是如何快速养护有时可以工作戏剧性的证据。

不过研究人员，写在日记生物科学，不只是感兴趣的密封件。他们还试图证明卫星数量和监测野生动物种群的迅速发展潜能，并回答关于自然世界的大问题。这仍然是新闻的许多野生动物生态学家，根据资深作者David W.约翰斯顿环境杜克大学尼古拉斯学院。因为他们的训练和文化是关于去到现场去了解他们的研究对象第一手生态学家却迟迟没有在他们的工作纳入卫星数据，到目前为止，在部分。来自外太空的观点未必似乎所有有关。

但快速增长的丰度和卫星图像的复杂性和遥感数据即将改变的是：“高分辨率地球图像源为约海洋和陆地野生动物种群的信息丰富，未充分利用的troves，”约翰斯顿和他的合着者写的。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的方法是合法的数据源。”

他们指出，在其他有希望的进展中，地球卫星图像正在“频繁地在全球范围内收集，而且分辨率越来越高”。It’s also becoming available in user-friendly formats thanks to a profusion of startup companies, including Planet, DigitalGlobe, Skybox Imaging (later purchased by Google and renamed Terra Bella), Urthecast and LAND INFO Worldwide Mapping.

美国加州科学家的大学介绍了来自外太空的迅速提高卫星视图“macroscope。”

今年二月，例如，部署星球88 breadloaf尺寸卫星由印度空间研究组织的火箭。他们现在是149颗卫星星座一周几次扫描地球上的每一个点的一部分。主要重点是在商业应用 - 例如，跟踪玉米单产在爱荷华州，或有多少汽车今天在沃尔玛很多停放。但图像频率也会开始启用快速检测毁林，非法采矿和景观等的变化，以及野生动物种群的更加高效和准确计算。

NASA也是这个趋势的一部分。在2019年，该公司计划推出一个采用激光雷达，激光遥感技术，生态学家已经熟悉了从飞机测绘3-d植被结构称为GEDI（全球生态系统动力学研究）的使命。这一次，从国际空间站，GEDI将帮助科学家确定在任何给定的位置，高度和森林的结构和精确的地图地上生物量和碳储存 - 无需申请许可雇用一架飞机或消磨时间，飞行断面。

GEDI also will 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.

约翰斯顿说，生态学家“将会有这种顿悟”，因为他们开始理解这些新工具的潜力。这件事发生在几年前，当时他在给一个本科生演讲，内容是关于在科德角上带无线电标签的海豹的运动。他说:“我们在活体动物身上安装了标签，这对学生来说非常好。”“他们可以每天登记某只海豹的行踪。我在谷歌Earth上加载数据，然后把它放大，看这只海豹出现在哪里，你瞧，这张照片足够好，可以计算海滩上的海豹数量。我看了看，说，‘嘿，我们可以这样计算科德角海豹的数量。’在课结束时，三个学生走过来说他们想这么做。”

在过去，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)用传统的方式计算它们的数量，即飞越海滩并拍照。但约翰斯顿说，让其他研究人员感到失望的是，NOAA从来没有发布过所有的结果数据，而且它“也从来没有纠正过海洋动物在海滩上的数量”。

卫星图像使研究人员摆脱了对NOAA数据的依赖。他们自己的长期无线电标记研究显示，在特定的一天或季节里，海豹通常会在海上逗留多长时间，这些数据使研究人员能够开发出计算海豹总数的算法，而不仅仅是在海滩上可见的那一部分。

道格拉斯麦考利，在加州圣巴巴拉大学的海洋生物学家，称赞为带来的基于卫星的野生动物研究的潜在的新的研究“家里我们自己的后院，”上一个问题主要管理的影响。对于科德角的度假者来说，海豹的出现让他们失去了最爱的海滩，对于渔民来说，5万只灰海豹出现在科德角听起来像是一种入侵。

对于动物保护主义者，在另一方面，它甚至有可能不会代表恢复到原来的种群水平。关于密封的长期存在的争论会变得非常情绪化。准确计数是这种管理的选项，保持手断，用于避孕疾飞程序支付，授权非致命性骚扰，甚至开始宰杀海豹之间决定的基本出发点。“这是把卫星数据的前沿和中心在野生动物管理，”麦考利说。

数不胜数的人群，卫星也不得不回答更大的野生动物的行为问题的可能性。麦考利的实验室正在利用卫星数据，例如，以确定在塞伦盖蒂羚羊如何利用栖息地。“你可以把一个卫星图像，你可以感受到生产力 - 这里的草是绿的 - 基于反射模式和您可以创建出一个层，所有的牛羚是，看看他们是否正在跟踪环境的生产力以及“。

在另一个叠加因素“危险的景观，”他说 - 捕食者攻击更可能在森林或岩石附近的一个边缘露头叫kopjes，或在一个水坑。“那你可以问怎么都映射到的迁徙走廊”，了解保护区的重要性，尤其是在提高人类发展的面貌。多年来，麦考利的团队和合作者在格拉斯哥大学的跟踪使用无线电项圈几十牛羚。“今年，我们不希望跟踪两个，”他说。“我们要跟踪200000”通过卫星。

麦考利描述了从外空间作为迅速提高视图“一个macroscope”。这也应该是逐渐减少保护计划预算的一大助力，因为数据往往是免费提供的 - 而且为研究人员更危险。在期间从1937年的研究或管理工作，到2000年杀害美国生物学家的研究中，有三分之二死于飞行事故的结果。

“我不认为我们曾经打算从人在飞机上做一些生物学脱身，”约翰斯顿说。“但事情是特别危险的，就像过水”，或者在偏远极地地区，卫星图像至少一样好。

目前，很多生物学家不知道遥感是，如何获取数据以及如何使用这些数据。

那么，为什么没有更多的野生动物研究人员冲进来带卫星数据的优势在哪里？因为科学的封地的天色，伦敦动物学会的纳塔莉Pettorelli说：“生物的传统是建立在外出，并与种工作，但远程传感器的开发和利用卫星数据都主要发生在地理系那两个。disciplines haven’t been used to working together. They don’t share common terminologies. A remote sensing expert will tell you about land cover, and a biologist will tell you about ecosystems. So you have to reconcile those viewpoints."

当Pettorelli第一转向卫星数据，以帮助确定变化是如何影响着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。“有些人谁不信任的卫星数据，”她说。他们认为这是“与地面数据的竞争，”但在现实中的卫星和地面数据往往互相提高，与鳕鱼海豹发生。同时，遥感专家“们告诉我，它太复杂，你需要聘请别人，我没有钱聘请某人，我只是学到更多如何做到这一点我自己。”

缺乏训练仍然是一个障碍，对卫星数据更广泛的依赖，她说，“特别是在发展中国家，人们可以得到最有效地利用它，那里是没有钱的大容量的实地研究”，或飞机调查。“但是目前很多生物学家不知道遥感是，如何获取数据，如何使用这些数据。”

这种缺乏与卫星数据的细微之处的熟悉也是在全球层面的障碍，Pettorelli说。生物多样性公约下的196名的国家有一系列的目标，到2020年，保护区的保护和植物和野生动物多样性的保护来实现。要及时和经济的方式监测进展的唯一途径是通过卫星，Pettorelli说。但短短三年时间去，参与者还没有甚至同意在其空基指标的依靠。建立她的同事生物学家中卫星数据的信任仍然是一个痛苦的缓慢的过程。