卫星图像是如何保护科学的转变

早在1980年代,灰色海豹有效灭绝在科德角。当研究人员上周宣布,15000人口恢复没有灰色的海豹,前面的官方估计,但多达50000,这是戏剧性的证据很快保护有时可以是如何工作的。

但是研究人员在《华尔街日报》生物科学,不只是感兴趣的海豹。他们还试图证明卫星数的快速发展的潜力和监测野生动物种群和回答关于自然世界的大问题。许多野生动物生态学家还是新闻,据资深作者大卫·w·约翰斯顿,杜克大学的尼古拉斯学校的环境。生态学家已经逐渐把卫星数据在他们的工作到目前为止,部分原因是他们的训练和文化去到野外去了解他们的研究对象。来自外太空的角度不一定似乎都相关。

但快速增长的丰富和复杂的卫星图像和遥感数据将改变:“高分辨率地球意象代表丰富的来源,充分利用各种新闻信息的海洋和陆地野生动物种群,”约翰斯顿和他的同事写道。他们敦促野生动物生态学家接受卫星图像”作为一个合法的数据源,可以补充甚至取代传统方法。”

很大的发展前途,他们指出,地球的卫星图像收集“全球频繁,越来越多的相关决议。”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.

加州大学科学家描述了迅速提高来自外太空的卫星视图作为“宏观”。

今年2月,例如,行星部署88年breadloaf-size卫星印度空间研究组织的火箭。他们现在149 -卫星星座的一部分扫描地球上每一个点几次一个星期。主要的重点是商业应用——例如,追踪在爱荷华州玉米产量,或有多少汽车停在沃尔玛今天很多。但图像频率也已经开始让快速检测森林砍伐、非法采矿和其他景观的变化,以及野生动物更有效而准确的计算。

美国国家航空航天局(NASA)也是这一趋势的一部分。在2019年,它计划推出一项任务称为基底(全球生态系统动力学研究)使用激光雷达,激光遥感技术已经熟悉生态学家从飞机三维植被结构映射。从国际空间站,基底将使科学家能够确定森林在任何给定的高度和结构位置和精确地图地上部生物量和碳储存,没有申请拨款雇佣飞机或飞行横断面消磨时间。

基底也将成为可能,根据马里兰大学的Ralph Dubayah首席研究员的使命,“估计的净影响森林砍伐森林和随后的再生,并提供信息的关键栖息地保护和促进质量和生物多样性。”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.

生态学家“会有顿悟,”约翰斯顿说,当他们开始理解这些新工具的潜力。它的发生对他几年前给本科生讲radio-tagged海豹在科德角的运动。“我们已经标记在活的动物,是很棒的学生,”他说。“他们可以检查在每天在一个特定的密封是旅行。我在谷歌地球上装载数据,只是放大在看到这封了,你瞧,这张照片好数海豹在沙滩上。我看了看,说:“嘿,我们可能数科德角密封人口这种方式,“最后的课,走到三个学生说,他们想要做的。”

海豹突击队通常使用海滩作为夏季大片地区,和过去,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)计算他们在传统的方式中,飞过了海滩和拍照。但NOAA从未出版所有结果数据,其他研究人员的不满,约翰斯顿说,它还“从未努力正确的海滩计数的动物数量在海上。”

卫星图像研究者从依赖NOAA数据释放。从自己的长期radio-tagging研究和数据,显示海豹花多少时间通常在某一天在海上或季节,允许研究人员开发一个算法计算总数,而不是在海滩上可见的部分。

海洋生物学家道格拉斯·麦考利加州大学圣芭芭拉分校的赞扬这项新研究让卫星野生动物研究的潜在“我们自己的后院,”一个问题主要管理的影响。科德角的游客觉得大片地区的海豹拥挤他们最喜欢的海滩,或渔民失去捕捉海豹,消息,50000灰海豹现在可能听起来像一个角入侵。

环保主义者,另一方面,它甚至可能不代表人口恢复到原来的水平。长期争论的海豹会变得高度情绪化的。准确计数的基本起点等管理选项决定在保持手,支付一个避孕快速程序,授权不致命的骚扰,甚至开始捕杀海豹。“这是将卫星数据在野生动物管理的前沿和中心,“麦考利说。

除了人口计算,卫星也有可能回答大野生动物行为的问题。麦考利的实验室是利用卫星数据,例如,确定如何在塞伦盖蒂利用牛羚的栖息地。“你可以带一个卫星图像,你可以感觉到草地生产力——绿色-基于反射模式。和您可以创建一个层显示所有的牛羚在哪里,和是否跟踪环境的生产力。”

另一个叠加因素”的风险,”他说,捕食者攻击更有可能在森林的边缘,或附近的一个岩石露头称为小丘,或在一个酒吧。“那么你可以问如何映射到迁移走廊”了解保护区的重要性,尤其是在面对越来越多的人类发展。多年来,麦考雷的团队和格拉斯哥大学的合作者跟踪几十个牛羚使用无线电项圈。“今年,我们不想跟踪两个,”他说。“我们想跟踪200000”通过卫星。

麦考利形容迅速提高的观点来自外太空的“宏观”。It also should be a major boost for dwindling conservation program budgets, because the data is often available at no cost — and at much less risk for the researchers. In a study of U.S. biologists killed during research or management work from 1937 to 2000, two-thirds died as a result of air accidents.

“我不认为我们会远离人们在飞机上做一些生物学,”Johnston说。等特别危险的事情,“但水,”或在遥远的极地,卫星图像至少一样好。

目前,很多生物学家不知道遥感是什么,如何获取数据或如何使用数据。

为什么没有更多的野生动物研究人员纷纷利用卫星数据?部分原因是科学领域,说娜塔莉Pettorelli伦敦动物学会的:“生物传统是建立在外出和与物种。但发展远程传感器和卫星数据的使用主要发生在地理部门。这两个学科没有一起工作。他们不拥有共同的术语。关于土地覆盖遥感专家会告诉你,并对生态系统生物学家会告诉你。所以你必须调和这些观点。”

当Pettorelli第一次转向卫星数据,以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糟糕的主意。“有些人不相信卫星数据,”她说。他们认为它“竞争”与地面数据,尽管在现实中卫星和地面数据经常互相加强,如发生在科德角密封。与此同时,遥感专家”告诉我太复杂;你需要雇佣别人。我没有钱雇佣某人,我只是学会了越来越多的自己该怎么做。”

缺乏训练的更广泛的卫星数据的依赖仍然是一个障碍,她说,“特别是在发展中国家人们可以好好利用它,没有钱买大的实地研究,”或飞机调查。“但目前很多生物学家不知道遥感是什么,如何获取数据,如何使用这些数据。”

缺乏熟悉卫星数据的细微差别也是一个障碍在全球层面,Pettorelli说。在生物多样性公约下,196个政党国家有一系列的目标,到2020年实现保护区保护和保护植物和野生动物的多样性。监测进展的唯一方式及时、经济的方法是通过卫星,Pettorelli说。但只有三年,参与者仍还没有同意天基指标依赖。建立信任在卫星数据在她的生物学家仍然是一个缓慢的过程。