Khaled Bin Sultan Living Oceans Foundation har indgået partnerskab med NASA for at fremskynde kortlægningen af verdens koralrev.
Koralrev er i krise. Koraller er en gammel livsform, og på grund af de rev, de bygger, er overlevelsen af utallige andre organismer baseret på sunde koraløkosystemer. Men koralrevene dør i et alarmerende tempo. Verden har mistet mere end halvdelen af sine rev i løbet af de sidste 40 år. Resten kan være tabt i slutningen af århundredet, hvis bestræbelserne på at bevare revet ikke giver nogle hurtige sejre. For at bevare noget, skal du først vide, hvor det er, og hvor meget du har tilbage. Dette har været svært at spore for koralrev, da de er skjult under bølgerne, men det ændrer sig, efterhånden som forskere udvikler nye teknologier til at kortlægge koralrev fra rummet.
For at imødekomme denne udfordring samarbejder Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation (KSLOF) med NASAs Ames Research Center i Californiens Silicon Valley for at bruge fondens omfattende højopløselige data om rev til at udvide NASAs koralkortlægningskapacitet. Dette partnerskab vil give NASA mulighed for at skabe kort over alle koralrev i verden og spore, hvordan rev ændrer sig gennem tiden, hvilket giver forskere rundt om i verden den indsigt, der er nødvendig for at løse koralrevskrisen.
Space Act-aftalen med Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation giver NASA adgang til data fra fondens Global Reef Ekspedition, en af de største undersøgelser af koraller nogensinde gennemført. Partnerskabet vil bruge dette massive datasæt i forbindelse med NeMO-Net neurale netværk og Pleiades supercomputeren i Ames, som driver NeMO-Net. NeMO-Net-projektet har til formål at kortlægge og spore sundheden for verdens koralrev for at give os det bedste kig under bølgerne, vi nogensinde har haft. Ved hjælp af et revolutionerende nyt fjernmålingsinstrument, NASAs FluidCam, der er i stand til at se under havets bølger uden forvrængning, kan koralrev overvåges i centimeterskalaen i 3D fra droner og fly. NeMO-Net bruger data fra dette næste generations instrument til at klassificere koraller rundt om i verden. Med denne kombination af værktøjer og information vil NeMO-Nets kort blive mere nøjagtige, hvilket giver forskere og miljøforvaltere bedre information om, hvad der sker med koralrevene, og hvordan man beskytter dem på et tidspunkt, hvor de oplever et hidtil uset menneskeskabt pres.
For at samle datasættet, der skal træne NeMO-Nets neurale netværk, brugte Living Oceans Foundation ti år på at kortlægge og undersøge koralrev på Global Reef Expedition. Denne forskningsmission omsejlede kloden i et forsøg på at løse koralrevskrisen. Det involverede hundredvis af videnskabsmænd, som brugte titusinder af timer under vandet på at undersøge koralrev i Atlanterhavet, Stillehavet og Det Indiske Ocean samt Det Røde Hav. Ud over videnskabelige rapporter om revenes tilstand resulterede ekspeditionen i skabelsen af 65,000 kvadratkilometer højopløselige koralrevs habitatkort — eller omkring en femtedel af verdens koralrev.
“Da fonden lancerede Global Reef Expedition i 2006, var det et utroligt ambitiøst foretagende. Vi opfandt teknologien, mens vi gik, banebrydende nye måder at kortlægge koralrev ved hjælp af satellitbilleder og verificeret med data taget i felten,” sagde Sam Purkis, KSLOFs chefforsker samt professor og formand for Institut for Marine Geovidenskab ved University of Miamis Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science. Purkis ledede fondens kortlægning af koralrev på Global Reef Expedition og er spændt på at se NASA bruge fondens data til at tage kortlægning af koralrev til næste niveau. "Dette er en game-changer," sagde Purkis. "NASAs nye billedteknologier og supercomputere ændrer dramatisk landskabet for, hvad der er muligt med hensyn til kortlægning af koralrev."
Gennem neurale netværk og maskinlæring automatiserer NASA en proces, som det tog et hold af KSLOFs videnskabsmænd år at udføre på egen hånd. Men al denne automatisering kræver enorme mængder træningsdata, data NASA havde ikke, men KSLOF indsamlede på Global Reef Expedition. NASA har erhvervet nogle af de data, de havde brug for ved hjælp af titusindvis af borgerforskere rundt om i verden, der spiller NeMO-Net spil, et interaktivt borgervidenskabs-videospil, hvor spillere identificerer og klassificerer koraller fra 3D-billeder af revene. Det globale datasæt KSLOF leverer til agenturet, inklusive alle koralrevs habitatkort, der er oprettet på Global Reef Expedition, vil validere og sandhedstræningsdata, de har brug for for nøjagtigt at kortlægge koralrev fra satellitbilleder på global skala.
"Hvis du bruger deep learning eller machine learning, betyder kvaliteten af de data, du bruger enormt meget," sagde Alexandra Dempsey, direktør for Science Management hos KSLOF. "Fonden har guldstandarddatasættet til at træne noget som dyb læring, fordi vi ved, at det er rigtigt - vi tog et skib og rejste dertil." Den eneste måde at samle et meget nøjagtigt globalt datasæt på er at gå i marken. "Da vi gik i gang med GRE, havde vi ingen anelse om, at vores data kunne bruges på denne måde, teknologien udviklede sig så hurtigt, men vi vidste, at vi indsamlede værdifulde data, der skulle klare tidens tand."
Problemet for koralrevsvidenskaben er, at langt de fleste af verdens rev er så fjerntliggende, at forskerne ikke kan komme dertil, eller ikke kan komme dertil ofte. I øjeblikket er den eneste måde at se, hvordan rev ændrer sig over tid, gennem SCUBA-dykkere, hvilket er dyrt, tidskrævende og kan være farligt og udsat for skævhed. ”Med disse data i NASAs hænder, behøver du nu pludselig ikke at gå i marken, du kan kortlægge koralrev fra rummet. Hvilken løft til bevaring, det bliver,” sagde Purkis. Ved at bruge gamle satellitbilleder vil NASA ikke kun være i stand til at registrere, hvordan revene er i dag, men de kan også spore, hvordan de ændrer sig gennem tiden. NASAs kort vil sandsynligvis blive endnu mere nøjagtige i fremtiden, da satellitter sendes i kredsløb med ny teknologi, som NeMO-Net-programmet udvikler for at se under bølgerne.
"Disse kort vil være utroligt værdifulde for koralrevsbevaring," sagde Dempsey, som har brugt hele sin karriere på at arbejde med koralrevsvidenskab og -bevaring. "Det er virkelig svært at udvikle effektive bevaringsstrategier såsom beskyttede havområder, hvis man ikke ved, hvad man bevarer. Disse kort udfylder dette hul og har potentialet til at gavne koralrevs økosystemer og de mennesker, der er afhængige af dem, i generationer fremover."