新的生态系统测绘工作流程应对南极大陆的独特挑战

昆士兰科技大学研究人员进行的一项研究开发了一种开创性的生态系统测绘工作流程，该工作流程结合了无人机、先进的成像技术和机器学习，以前所未有的精度绘制和监测南极洲保护区的植被。

昆士兰科技大学机器人中心研究员胡安·桑迪诺博士表示，南极洲拥有独特且多样化的生态系统，对气候变化、极端事件和人类活动非常敏感。

“苔藓和地衣等植被在维持生态平衡、隔离不冻土壤、促进气候变化等方面发挥着至关重要的作用生物地球化学循环，并为南极洲大部分陆地生物多样性提供栖息地，”桑迪诺博士说道。

然而，由于地处偏远、环境恶劣、可达性有限以及气候变化，南极洲植被测绘和监测面临着挑战。

“传统的实地调查方法被证明是耗时、昂贵且危险的，可能会对脆弱的植被造成干扰。

“虽然卫星图像广泛可用，但它在空间和光谱分辨率、云量和时间频率方面存在局限性。”

同样来自昆士兰科技大学机器人中心的Sandino博士和FelipeGonzalez教授与卧龙岗大学研究人员BarbaraBollard教授、JohanBarthelemy博士、KrystalRandall博士以及无人机(UAV)专家AshrayDoshi合作，目标是使用前沿分析扩大研究视野。

这个为期六年的项目由冈萨雷斯教授和芭芭拉·博拉德教授共同领导。该项目是保护南极洲环境未来(SAEF)研究计划的一部分。

研究及其结果，现已发表于遥感是SAEF2022-23南极洲野外考察季的首批成果之一。

桑迪诺博士说，研究小组使用无人机来收集高清多光谱和高光谱图像。

“这些数据使用高光谱分析和机器学习算法等复杂的数据技术进行了细致的处理，以确保精确绘制南极植被及其健康状况的地图，”他说。

“该团队的创新方法包括开发新的光谱指数并采用一种模型，该模型显着增强了对苔藓和地衣的检测，准确率高达95%，令人印象深刻。”

桑迪诺博士表示，研究小组的工作为不久的将来在南极洲进一步测试和开发该技术铺平了道路。

“南极洲幅员辽阔，面积几乎是澳大利亚的两倍，其次是QUT/SAEF无人机”团队本赛季将前往更偏远的基地(邦格山/登曼冰川)进行探险，”桑地诺博士说道。

昆士兰科技大学的飞行员和一名昆士兰科技大学的科学家是由27名科学家组成的团队的一部分，他们将在邦格山进行研究。经过多年的规划，这是澳大利亚南极计划几十年来最雄心勃勃的深场科学活动。

“该项目旨在收集更多数据，这对于了解这些脆弱的生态系统在气候变化面前所面临的风险至关重要。”

冈萨雷斯教授表示，这项研究结果不仅增进了对南极生态系统的了解，还为遥感和环境监测的更广泛应用奠定了基础。

“研究团队的生态系统绘图工作流程方法和研究结果具有更广泛应用的巨大潜力，”冈萨雷斯教授说道。

“这项工作为更广泛的遥感应用提供了基础步骤，特别是在南极特别保护区(ASPA)植被测绘中，以更有效地监测和管理气候变化对南极生态系统的影响。”

博拉德教授表示，这项研究的显着贡献之一是创建了地理参考分类图，强调了模型的现实世界相关性和实用性。

“这些地图是环境监测不可或缺的工具，特别是在南极植被的背景下，”她说。

“在未来的工作中，我们的目标是添加更多级别的数据，以进一步提高苔藓物种识别和分类的分类准确性。”