Rekonstrukcija obnove: kako funkcionira fotogrametrija koralja

„Deset puta pet metara možda ne zvuči mnogo, ali zapravo je to poprilično velik prostor kada plivate naprijed-natrag, gore-dolje pa onda poprijeko”, objašnjava Kate Craggs. Ali zašto je uopće plivala po šahovskom uzorku? Odgovor u jednoj riječi bio bi „fotogrametrija”, ali ako ste pratili priču o našem partnerstvu s Coral Spawning International i Nature Seychelles, znate da je pravi odgovor daleko zanimljiviji.

Neka vas naziv ne obeshrabri – jer fotogrametrija je apsolutno fascinantna, a još je fascinantnija kada se primijeni na koraljne grebene Sejšela. „To uključuje snimanje puno, puno fotografija, a zatim njihovo spajanje pomoću softvera za obradu slika”, pojašnjava dr. Jamie Craggs. Softver preklapa vaše slike, tako da možete kombinirati sve ove dvodimenzionalne slike u trodimenzionalni prikaz.

Ova kratka objašnjenja već vam omogućuju da shvatite zašto je to tako koristan alat za dr. Craggsa i njegove kolege morske znanstvenike, jer im omogućuje da svoj podvodni rad analiziraju na kopnu kako bi ispitali, procijenili i, što je najvažnije, izmjerili svaki aspekt grebena koje obnavljaju. S vremenom mogu jasno uočiti učinak svog rada koji nadilazi samu ljepotu rastućih koralja. U praksi, pak, fotogrametrija dolazi tek na kraju čitavog procesa te, prema Kateinim riječima, može predstavljati pravi izazov.

„Odabrali smo šest lokacija za proučavanje u posebnom rezervatu prirode otoka Cousin.” Na tri mjesta smo stavili komad cerade preko grebena i zatim pumpali nove ličinke koralja ispod nje kako bismo potaknuli naseljavanje na tom području,” objašnjava dr. Craggs. Kate i tim iz organizacije Nature Seychelles potom su precizno izmjerili svaku od parcela, užetom su označili linije transekta i postavili oznake razmjera koje služe kao referentne točke pri mjerenju. „Svaki marker ima jedinstveni kodirani uzorak, što omogućuje fotogrametrijskom programu da prepozna i kasnije točno skalira 3D model”, dodaje dr. Craggs. Kada su mjerni zaroni završeni, slijedi zaron za fotografiranje.

Svaki centimetar prostora mora biti snimljen kamerom, a to nije tako jednostavno kao što zvuči. „Izazov je u tome što ne možeš predvidjeti struju i valove”, objašnjava Kate. Dakle, održavanje stalne brzine i visine iznad grebena bilo je nezgodno. Kad imate koralje različitih visina, to znači da morate stalno ispravljati dubinu dok plivate s kamerom. Preciznost je ovdje važna, pa pravi alati čine veliku razliku.

Koristi širokokutni objektiv na fotoaparatu Canon EOS R5 Mark II u vodootpornom kućištu i, kao što biste i očekivali, slike koje snima – brzinom od jedne snimke svake sekunde – kristalno su čiste, precizne i s vjernim prikazom boja. „To nam omogućuje uvid u nevjerojatne detalje”, dodaje dr. Craggs. „I to je stvarno uzbudljivo.” Ali nije riječ samo o tome da su predivni za gledanje. Fini detalji također pružaju prepoznatljive značajke, poboljšavajući točnost rekonstrukcije. „Prvi je korak njihovo spajanje kako bi se dobio takozvani „rijetki oblak točaka”, objašnjava. To je svojevrsna gruba skica od točaka, pri čemu svaka točka predstavlja element grebena vidljiv na više fotografija koje se međusobno preklapaju. Na temelju toga softver izračunava osnovnu geometriju prostora. Trenutačno ima malo pojedinosti, pa otuda i naziv „rijetki”.

Zatim radimo filtriranje kako bismo stvorili gusti oblak točaka, što rezultira s dodatnim točkama – često milijunima – i znatno više detalja. Na kraju izrađujemo „mrežu” koja popunjava skupine točaka i daje cjelokupnom 3D modelu njegovu površinsku teksturu.” Kako bi se došlo do ove faze, potrebno je vrlo zahtjevno računalno procesiranje, no kada se slika približi, koralj se može vidjeti u nevjerojatnim detaljima. „Idemo u detalje duboko do svega par milimetara širine, što nam omogućuje postizanje nevjerojatne razlučivosti. Razlučivost je toliko visoka, rubovi su jasno definirani, i to će unaprijediti preciznost naših metoda mjerenja.

Ako mislite da je mjerenje rasta koralja jednostavno pitanje „da, narastao je/ne, nije“, zapravo ste jako daleko od stvarnosti. Fotogrametrija je važan alat u praćenju svake od šest lokacija, pomažući dr. Craggsu i morskim znanstvenicima Nature Seychelles da prate i razumiju što se događa – je li se koralj prilagodio novom okruženju, stopu preživljavanja te razvoj oblika, veličine i strukture grebena. Koristi se uz druga mjerenja, poput kvalitete vode, temperature ili prodora svjetlosti, kako bi se stvorila slika zdravlja grebena kroz vrijeme.

Osim toga, fotogrametrija otvara još jednu važnu mogućnost za provođenje usporednih analiza tijekom vremena. 3D prikazi mogu se „izravnati” i pretvoriti u takozvani „ortomozaik”. Upravo ovdje do punog izražaja dolaze kodirane mjerne oznake koje su Kate i njezini kolege ronioci postavili preko svakog ispitnog polja. „One omogućuju da se sve ispravno poravna kako bi se od stotina pojedinačnih fotografija stvorila jedinstvena dvodimenzionalna slika”, objašnjava dr. Craggs. Izmjerene parcele trajna su točka na grebenu jer timu omogućuju periodičko snimanje replika „dvodimenzionalne karte”. Onda ih možemo preklapati i izravno izmjeriti koliko je dio koralja narastao tijekom šest mjeseci, godine dana ili dulje.

Kate i tim iz Nature Seychelles redovito će ponavljati vježbu, plivajući gore-dolje, lijevo i desno, metodično fotografirajući šest koraljnih parcela – polovica u koje su uvedene dodatne ličinke, a polovica bez njih. „Tada ćemo moći povećati prikaz i vidjeti gdje su naši mladi koralji te započeti proces mjerenja”, kaže dr. Craggs. „U konačnici je svrha izvući podatke, analizirati ih i modificirati naš pristup po potrebi. Sve se svodi na pokušaje, testiranja, prilagodbe i poboljšanja – to je putovanje koje ne prestaje.”

Pratite napredak naše suradnje s udrugom Nature Seychelles i organizacijom Coral Spawning International ovdje. Saznajte više o Canonova rješenja za fotogrametriju.