澳大利亞北部海域發(fā)現(xiàn)逾千處此前從未被記錄的珊瑚礁，科學(xué)家足不出戶便完成了這一重大海洋生態(tài)系統(tǒng)的探測(cè)工作。

此次項(xiàng)目由澳大利亞海洋科學(xué)研究所（AIMS）聯(lián)合昆士蘭大學(xué)共同主導(dǎo)，作為"海洋與海岸中心"項(xiàng)目的重要組成部分，完整繪制了從西澳大利亞霍特曼阿布羅柳斯群島延伸至昆士蘭州約克角西部的廣闊水下生態(tài)系統(tǒng)地圖。

這些珊瑚礁長期隱匿于富含沉積物的渾濁水體之下，傳統(tǒng)調(diào)查手段難以發(fā)現(xiàn)其蹤跡，在歷史上的自然保護(hù)與海岸開發(fā)規(guī)劃中也幾乎被忽視。此前對(duì)北部海岸線最為詳盡的記錄，僅見于海事航圖，而這類圖表無法區(qū)分珊瑚礁與巖礁，其設(shè)計(jì)初衷僅在于提示船只規(guī)避礁石險(xiǎn)情。

AIMS eAtlas項(xiàng)目經(jīng)理埃里克·勞瑞表示，這一突破性成果歷經(jīng)12年積累，其契機(jī)正是谷歌地球等衛(wèi)星圖像技術(shù)的興起。eAtlas是一個(gè)涵蓋澳大利亞熱帶地區(qū)研究資料、地圖及數(shù)據(jù)的網(wǎng)站與制圖系統(tǒng)。

當(dāng)大多數(shù)人還在用衛(wèi)星圖像查看自家房屋時(shí)，勞瑞已開始系統(tǒng)掃描澳大利亞北部海岸線，發(fā)現(xiàn)了疑似珊瑚礁的地貌特征，并對(duì)其未出現(xiàn)在官方地圖上的原因深感困惑。他指出，即便在天氣晴好的情況下，該地區(qū)高度渾濁的水質(zhì)仍會(huì)遮蔽礁體的真實(shí)面貌。

"如果只看某一張衛(wèi)星圖像，水面看起來就像一片青綠色的油漆，根本看不出礁石的存在，"勞瑞說道。

"但如果我們將同一區(qū)域在不同時(shí)間拍攝的200張圖像疊加合成，水體中不斷流動(dòng)變化的波紋就會(huì)相互抵消、趨于平均，而礁石位置始終固定不變，"他補(bǔ)充道，"礁石的信號(hào)不斷疊加強(qiáng)化，輪廓因此變得清晰可辨。這使我們能夠比單張圖像更深入地穿透水體，看清水下的世界。"

這場(chǎng)"數(shù)字探險(xiǎn)"共耗費(fèi)700小時(shí)的精細(xì)作業(yè)，完成了礁體的數(shù)字化處理與分類工作。項(xiàng)目最終成果形成了澳大利亞北部珊瑚礁邊界的首套綜合視圖，成功繪制出逾3600處珊瑚礁及2900處巖礁。

勞瑞指出，該地區(qū)珊瑚礁的數(shù)量與大堡礁相當(dāng)，但單體規(guī)模普遍較小。

"這是一片長期不為人知的龐大礁群，"他說，"也許用'未經(jīng)測(cè)繪'來描述更為準(zhǔn)確，因?yàn)楫?dāng)?shù)鼐用窈统ｑv人員對(duì)這些地方想必早已心知肚明。"

該項(xiàng)目由澳大利亞政府通過國家環(huán)境科學(xué)計(jì)劃提供資助，其成功幾乎成為自身雄心的"受害者"。"我們?cè)诮栋l(fā)現(xiàn)的珊瑚礁數(shù)量遠(yuǎn)超預(yù)期，"勞瑞表示，"這在某種程度上給項(xiàng)目帶來了不小的麻煩，因?yàn)樾枰L制的礁體實(shí)在太多了。"

所有最終數(shù)據(jù)集已通過eAtlas等公共數(shù)據(jù)平臺(tái)向公眾開放。通過揭示澳大利亞北部沿海水域的水下地貌，該項(xiàng)目有望推動(dòng)針對(duì)這些長期被忽視的海洋生態(tài)系統(tǒng)建立更為完善的環(huán)境保護(hù)機(jī)制。

AIMS長期致力于運(yùn)用科技手段對(duì)澳大利亞海洋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與保護(hù)。2021年，該機(jī)構(gòu)與埃森哲合作，引入計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)珊瑚礁健康狀況展開監(jiān)測(cè)。該技術(shù)依托水下影像數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了珊瑚生態(tài)系統(tǒng)分析的自動(dòng)化處理，幫助研究人員持續(xù)追蹤礁體健康狀態(tài)，深入了解特定珊瑚種類在珊瑚白化等極端壓力事件下的響應(yīng)規(guī)律。

Q&A

Q1：澳大利亞北部珊瑚礁測(cè)繪項(xiàng)目是如何在不出海的情況下發(fā)現(xiàn)礁體的？

A：項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用了衛(wèi)星圖像疊加合成技術(shù)，將同一區(qū)域在不同時(shí)間拍攝的約200張衛(wèi)星圖像進(jìn)行合并處理。水體中流動(dòng)變化的波紋在疊加后相互抵消，而位置固定的珊瑚礁信號(hào)則不斷疊加增強(qiáng)，輪廓愈加清晰，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)渾濁水體下礁體的有效識(shí)別，無需研究人員親赴現(xiàn)場(chǎng)開展傳統(tǒng)調(diào)查。

Q2：此次繪制出的珊瑚礁數(shù)量和規(guī)模與大堡礁相比如何？

A：此次項(xiàng)目共成功繪制逾3600處珊瑚礁及2900處巖礁，珊瑚礁總數(shù)量與大堡礁相當(dāng)。但兩者存在明顯差異：此次發(fā)現(xiàn)的礁體單體規(guī)模普遍較小，且長期隱匿于富含沉積物的渾濁水體之下，在以往的保護(hù)規(guī)劃和海岸開發(fā)中幾乎未受到關(guān)注。

Q3：AIMS除衛(wèi)星圖像繪制外，還采用了哪些技術(shù)手段保護(hù)珊瑚礁？

A：除本次衛(wèi)星遙感測(cè)繪項(xiàng)目外，AIMS于2021年與埃森哲合作，引入計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)珊瑚礁健康狀況進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)通過分析水下影像數(shù)據(jù)庫，自動(dòng)識(shí)別珊瑚生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)，幫助研究人員追蹤礁體健康變化，并深入研究珊瑚物種在白化等極端事件中的應(yīng)激響應(yīng)規(guī)律。