Rekonstrukcija obnove: kako poteka fotogrametrija koral

»Deset krat pet metrov se ne zdi veliko, vendar je precej velika površina, ko plavaš sem in tja, gor in dol in še prečno,« pojasnjuje Kate Craggs. Ampak zakaj za vraga je sploh plavala v vzorcu šahovnice? Kratek odgovor bi bil »fotogrametrija«, vendar če ste spremljali zgodbo našega partnerstva z Coral Spawning International in Nature Seychelles, veste, da je resnični odgovor veliko bolj zanimiv.

Naj vas ime ne odvrne – fotogrametrija je namreč neverjetno osupljiva, še toliko bolj, ko se uporablja na koralnih grebenih Sejšelov. »Vključuje posnemanje veliko fotografij in nato združevanje teh fotografij z uporabo posebne programske opreme za obdelavo slik,« poenostavlja dr. Jamie Craggs. »Programska oprema prekriva vaše slike, tako da lahko vse te dvodimenzionalne slike združite v tridimenzionalni prikaz.«

Že ta kratka razlaga vam verjetno omogoča, da vidite, zakaj je to orodje tako uporabno za dr. Craggsa in njegove kolege oceanografe, saj jim omogoča, da svoje delo pod vodo prenesejo na suho, kjer lahko preučijo, ocenijo in, kar je najpomembneje, izmerijo vsak vidik koralnih grebenov, ki jih skušajo obnoviti. Sčasoma lahko jasno opazijo učinke svojega dela, ki segajo onkraj same lepote rastočih koral. V praksi pa je fotogrametrija prav na koncu procesa in je lahko zahtevna, kot je povedala Kate.

»Izbrali smo šest raziskovalnih lokacij na posebnem rezervatu otoka Cousin. Na treh mestih smo nad grebenom namestili ponjavo in nato pod njo vbrizgali nove koralne ličinke, da bi spodbudili naselitev na tem območju,« pojasnjuje dr. Craggs. Kate in ekipa iz organizacije Nature Seychelles so nato natančno izmerili vsako ploskev ter z vrvjo postavili transektne črte in postavili oznake, ki služijo kot referenčne točke za merjenje. »Vsaka oznaka ima edinstven kodiran vzorec, kar omogoča fotogrametrijskemu programu, da kasneje prepozna in natančno določi velikost 3D-modela,« dodaja dr. Craggs. Ko so merilni potopi končani, se začne potop za fotografiranje.

Vsak centimeter območja mora biti ujet na kameri, kar pa ni tako preprosto, kot se morda zdi. »Zahtevno je, ker ne moreš predvideti toka in valov,« pojasnjuje Kate. »Zato je bilo zahtevno ohranjati enakomerno hitrost in višino nad grebenom. Ko imate korale različnih višin, to pomeni, da morate nenehno prilagajati globino, ko plavate s kamero.« Natančnost je tukaj pomembna, zato prava orodja naredijo veliko razliko.

Uporablja širokokotni objektiv na fotoaparatu Canon EOS R5 Mark II v vodoodpornem ohišju in, kot bi pričakovali, so slike, ki jih posname – en posnetek na sekundo – izjemno ostre, točnih barv in natančne. »Daje nam izjemne podrobnosti,« dodaja dr. Craggs. »In to je res navdušujoče.« Vendar pa ne gre le za to, da so čudovite na pogled. Drobne podrobnosti omogočajo prepoznavanje posebnih značilnosti, kar izboljšuje natančnost rekonstrukcije. »Najprej je treba slike združiti in ustvariti nekaj, kar imenujemo redek oblak točk,« pojasni. To je nekakšen grob osnutek iz točk, pri čemer vsaka predstavlja značilnost grebena, ki se pojavi na več prekrivajočih se slikah, kar programski opremi omogoča izračun osnovne oblike prostora. Na tej točki je malo podrobnosti, zato »redek točkovni oblak«.

»Nato malo prefiltriramo, da ustvarimo »gost točkovni oblak«, kar pomeni, da nastane veliko – pogosto milijoni – dodatnih točk in pridobimo veliko več podrobnosti. Nazadnje ustvarimo »mrežo«, ki zapolni skupine točk in 3D-modelu doda površinsko teksturo.« Za to je potrebno veliko računalniške moči, vendar lahko ob povečavi korale vidite v neverjetnih podrobnostih. »Lahko se približamo do velikosti nekaj milimetrov, zato dobimo neverjetno ločljivost. Kakovost je zares visoka, robovi so jasno določeni, in to bo izboljšalo natančnost naših merilnih metod.«

Če menite, da je merjenje rasti koral zgolj vprašanje »je zrasla/ni zrasla«, se zelo motite. Fotogrametrija je pomembno orodje za spremljanje vsakega od šestih mest, saj pomaga dr. Craggsu in oceanografom iz Nature Seychelles slediti in razumeti dogajanje – ali se je korala uspešno »prijela« v novem okolju, kakšne so stopnja preživetja, rast in oblika ter velikost in struktura grebena. Uporablja se skupaj z drugimi meritvami, kot so kakovost vode, temperatura in prodor svetlobe, da ustvari sliko zdravja grebena skozi čas.

Fotogrametrija prav tako ustvarja še eno pomembno možnost primerjave skozi čas. 3D-izrise je mogoče »sploščiti« in pretvoriti v t. i. »ortomozaik«. Tukaj kodirane oznake, ki jih je Kate skupaj z drugimi potapljači razporedila po vsaki koralni ploskvi, zares pridejo do izraza. »Poskrbijo, da je vse pravilno poravnano, da lahko iz stotin fotografij ustvarimo dvodimenzionalno sliko,« pojasnjuje dr. Craggs. Izmerjene ploskve so stalna značilnost na grebenu, saj ekipi omogočajo periodično zajemanje replik »ravnega zemljevida«. »Potem jih lahko prekrijemo in neposredno izmerimo, koliko je koralna zaplata zrasla v šestih mesecih, letu ali več.«

Kate in ekipa iz organizacije Nature Seychelles bodo vajo redno ponavljali, plavali gor in dol, levo in desno ter metodično fotografirali šest ploskev koral – polovici so dodali dodatne ličinke, polovici pa ne. »Nato bomo lahko s povečavo pogledali, kje so naše mlade korale, in začeli z merjenjem,« pravi dr. Craggs. »V končni fazi je bistvo vsega, da podatke zberemo, jih analiziramo in po potrebi prilagodimo naš pristop. Preizkušanje, testiranje, prilagajanje, izboljševanje – stalno potovanje.«

Spremljajte napredek našega dela z organizacijama Nature Seychelles in Coral Spawning International tukaj. Izvedite več o rešitvah za fotogrametrijo Canon.