Rekonstrukcija restauracije: kako funkcioniše fotogrametrija korala

„Deset puta pet metara možda ne zvuči mnogo, ali je to zapravo velika površina kada plivate naprijed-nazad, gore-dolje i poprečno“, objašnjava Kejt Kregs. Ali zašto je, zaboga, uopšte plivala po šahovskoj tabli? Odgovor u jednoj riječi bio bi „fotogrametrija“. Ako ste pratili priču o našem partnerstvu sa organizacijama Coral Spawning International i Nature Seychelles, znaćete da je stvarni odgovor mnogo zanimljiviji.

Nemojte da vas uplaši naziv – jer fotogrametrija je apsolutno fascinantna, a i više od toga kada se primjenjuje na koralne grebene Sejšela. „To podrazumijeva snimanje velikog broja fotografija, a zatim njihovo spajanje pomoću softvera za obradu slike“, pojednostavljeno objašnjava dr Džejmi Kregs. „Softver preklapa slike, tako da možete kombinovati sve ove dvodimenzionalne slike u trodimenzionalni prikaz.“

Ovo kratko objašnjenje samo po sebi vjerovatno već pokazuje zašto je to tako koristan alat za doktora Kregsa i njegove kolege morske naučnike, jer im omogućava da svoj podvodni rad prenesu iznad vode kako bi ga pregledali, procijenili i, što je najvažnije, izmjerili svaki aspekt grebenova koje nastoje da obnove. Vremenom mogu jasno vidjeti efekte svog rada, mnogo veće od ljepote korala koji rastu. U praksi, međutim, fotogrametrija se koristi na samom kraju procesa i, kako je Kejt rekla, može predstavljati izazov.

„Odabrali smo šest lokacija za proučavanje u Specijalnom rezervatu ostrva Kuzen. „Na tri mjesta smo prekrili greben ceradom, a zatim ubrizgali nove larve korala ispod nje kako bismo podstakli naseljavanje u tom području“, objašnjava dr Kregs. Kejt i tim iz udruženja Nature Seychelles su zatim pažljivo izmjerili svaku parcelu. Pomoću konopca su napravili mjerne linije i postavili markere skale. Tako su napravili referentne tačke za mjerenje. „Svaki marker ima jedinstvenu vizuelnu šifru, što omogućava fotogrametrijskom softveru da kasnije prepozna i precizno skalira 3D model“, dodaje dr Kregs. Kada se mjerni zaroni završe, počinje fotografsko ronjenje.

Mora se snimiti kamerom svaki centimetar ovog područja, što nije tako jednostavno kao što biste možda pomislili. „Prilično je izazovno jer ne možete predvidjeti struju i valove“, objašnjava Kejt. „Bilo je teško održavati ujednačenu brzinu i visinu iznad grebena. Kada imate korale različitih visina, to znači da morate stalno prilagođavati svoju dubinu dok plivate sa kamerom.“ Preciznost je ovdje ključna, zato pravi alati čine veliku razliku.

Ona koristi širokougaoni objektiv na fotoaparatu Canon EOS R5 Mark II u vodootpornom kućištu. Učestalost snimanja je jedan snimak u sekundi, a fotografije su, očekivano, oštre, vjernih boja i precizne. „Dobijamo vrhunske detalje“, dodaje dr Kregs. „I ovo je zaista uzbudljivo.“ Ali oni nijesu samo lijepi za gledanje. Fini detalji omogućavaju da se vide prepoznatljive karakteristike, čime se poboljšava tačnost rekonstrukcije. „Prva stvar koju treba da uradite je da ih spojite i napravite takozvani rijetki oblak tačaka“, objašnjava on. Ovo je neka vrsta grubog nacrta tačaka, pri čemu svaka tačka predstavlja karakteristiku na grebenu koja se pojavljuje na više preklapajućih fotografija, što omogućava softveru da izračuna osnovni oblik prostora. U ovom trenutku ima malo detalja, zato je „redak“.

„Zatim primjenjujemo filtriranje, kako bismo stvorili „gusti oblak tačaka“, koji generiše mnogo – često i milione – dodatnih tačaka i obogaćuje podatke.” Na kraju, kreiramo mrežu koja popunjava grupe tačaka i daje čitavom 3D modelu teksturu površine.“ Da bismo to postigli, potrebna je intenzivna računarska obrada, ali kada zumiramo, možemo vidjeti izvanredne detalje korala. „Možemo ići sve do širine od svega par milimetara, tako da dobijamo nevjerovatnu rezoluciju. Kvalitet je toliko dobar, ivice su jasno definisane i to će poboljšati tačnost naših mjernih metoda.“

Ako mislite da je mjerenje rasta korala jednostavna aktivnost: „da, porastao je / ne, nije porastao“, to je miljama daleko od stvarnosti. Fotogrametrija je važan alat za praćenje svakog od šest lokaliteta. Pomaže dr Kregsu i morskim naučnicima iz udruženja Nature Seychelles da prate i shvate šta se dešava – da li se koral primio u novom okruženju, kolika je stopa preživljavanja, kao i oblik, veličinu i strukturu grebena koji raste. Koristi se uporedo sa drugim mjerenjima, kao što su kvalitet i temperatura vode ili prodiranje svjetlosti, kako bi se stvorila slika o zdravlju grebena tokom vremena.

Fotogrametrija omogućava još jedan važan način poređenja kroz vrijeme. 3D modeli mogu da se izravnaju i pretvore u ono što se naziva ortomozaik. Tu dolaze do izražaja šifrovani markeri skale koje su Kejt i njen tim ronilaca postavili na svaku parcelu. „Oni omogućavaju da se sve pravilno uskladi kako bi se iz stotina fotografija stvorila dvodimenzionalna slika“, objašnjava dr Kregs. Izmjerene parcele su stalni elementi na grebenu, jer omogućavaju timu da pravi periodične replike „ravne mape“. „Zatim ih možemo preklapati i precizno izmjeriti koliko je dio korala narastao tokom šest mjeseci, godinu dana ili više.”

Kejt i tim iz Nature Seychelles redovno će ponavljati ovaj postupak, plivajući gore-dolje, lijevo-desno, sistematski fotografišući šest parcela korala – polovinu sa unesenim dodatnim larvama, polovinu bez njih. „Onda ćemo moći da zumiramo i vidimo gdje su naši mladi korali i započnemo proces mjerenja“, kaže dr Kregs. „Na kraju, cijela poenta je da izvučemo podatke, analiziramo ih i prilagodimo pristup po potrebi. Svodi se na isprobavanje, testiranje, izmjene, poboljšanja – to je jedno neprekidno putovanje.“

Pratite napredak našeg rada sa organizacijama Nature Seychelles i Coral Spawning International ovdje. Saznajte više o Canon rešenjima za fotogrametriju.