Исследователи Университета Майами составили подробные карты рифа в заливе Тумон на Гуаме и сравнили воздушные снимки с подводными фотографиями, обработанными системой PICOGRAM. Съёмки провели в 2022 и 2024 годах. На картах зафиксировали сокращение покрова массивных кораллов на 59%, уменьшение площади коралловой среды на внешнем склоне рифа на 35% и рост водорослей на 105%. Обе работы опубликованы в журнале Frontiers in Marine Science. О результатах университет сообщил 3 октября 2026 года.

От километров рифа к отдельным колониям

Для воздушной съёмки команда использовала Fluid Lensing. Волны преломляют свет и искажают очертания дна на обычных снимках. Система быстро делает тысячи кадров, а вычислительная обработка учитывает, как волны меняют изображение, и восстанавливает более чёткий вид рифа. Так исследователи картировали более 5 км² рифовой среды. Снимки позволяли различать детали размером до 0,5 см на глубине примерно до 20 м.

Сравнение карт показало изменения между 2022 и 2024 годами. За это время по Гуаму прошёл тайфун «Мавар»: он ударил по острову в мае 2023 года. Съёмки до и после шторма позволяют увидеть, как изменился риф, но не доказывают, что все изменения вызвал именно тайфун.

Чтобы обучить классификатор воздушных снимков, волонтёры и морские биологи разметили около 1% изображений за 2022 год. Модель научилась распознавать кораллы, водоросли, песок и обломки и показала точность 88%. Затем её применили к снимкам 2024 года без переобучения. Результаты независимо сверили с подводными фототрансектами, снятыми фридайверами в десяти точках залива.

PICOGRAM анализирует обычные подводные фотографии: очерчивает отдельные коралловые колонии и оценивает долю дна, покрытую кораллами. Систему проверили на 137 фотографиях, которые независимо разметили морские экологи. Контуры PICOGRAM совпали с экспертными на 87,5% в знакомых условиях и на 82,5% на ранее не встречавшихся участках. Средняя разница между оценками кораллового покрова системы и специалистов составила 1,2 процентного пункта.

На снимке часть колоний может быть видна нечётко. В таких случаях PICOGRAM отмечает менее уверенные оценки, чтобы специалист мог проверить и поправить контуры. В описанной проверке для достижения 90-процентного согласия с экспертной разметкой в среднем требовалось меньше двух корректирующих нажатий. Эти показатели относятся к конкретному испытанию, а не ко всем рифам и условиям съёмки. Экспертная проверка остаётся частью работы с системой.

Сведения о методах и результатах университет опубликовал в сообщении о двух исследованиях. Полные тексты научных статей в предоставленных материалах недоступны. Подробнее о подготовке научных статей по морской тематике.

Схема показывает, как воздушная съёмка охватывает большую площадь рифа, а PICOGRAM анализирует отдельные коралловые колонии на подводных фотографиях; неуверенные результаты проверяет специалист.

Фото: Andrea Wykstra / Pexels