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Jul 19, 2023

Stima delle concentrazioni di copepodi superficiali utilizzando immagini satellitari

I dati sul colore dell'oceano derivati ​​dal satellite vengono abitualmente utilizzati per identificare i costituenti otticamente importanti nella colonna d'acqua, solitamente definiti come clorofilla (CHL), altre particelle non algali (NAP) e

I dati sul colore dell'oceano derivati ​​​​dal satellite vengono abitualmente utilizzati per identificare costituenti otticamente importanti nella colonna d'acqua, solitamente definiti come clorofilla (CHL), altre particelle non algali (NAP) e materiale organico disciolto colorato (CDOM). C’è stata un’attenzione storica al telerilevamento del fitoplancton a causa della loro importanza nel ciclo globale del carbonio e nelle reti alimentari marine. Sebbene il fitoplancton sia un gruppo di organismi tassonomicamente diversificato, tutti contengono il pigmento fotosintetico clorofilla a, attraverso il quale viene sintetizzata l'energia della luce solare. È principalmente l’effetto dell’assorbimento di questo pigmento che può essere rilevato attraverso il telerilevamento del colore dell’oceano e viene generalmente utilizzato come proxy per la biomassa del fitoplancton.

Il fitoplancton viene pascolato nelle acque superficiali da diverse specie erbivore di zooplancton, tra cui il copepode Calanus finmarchicus. Questo copepode è una specie chiave degli ecosistemi del Nord Atlantico e subartico, che funge da fonte di cibo nutrizionale per i predatori di ordine superiore nella regione, oltre a svolgere un ruolo importante nel ciclo biogeochimico. Questi copepodi vengono anche raccolti a fini commerciali per il loro alto contenuto di olio ricco di omega-3, le cui applicazioni includono l’incorporazione nel cibo per pesci per l’acquacoltura e la preparazione di integratori salutari per il consumo umano. In questo contesto, esiste un notevole interesse nello stabilire stime attendibili degli stock al fine di sostenere la gestione sostenibile di questa attività di pesca.

Questo articolo - riassunto dalpubblicazione originale(McCarry, CL et al. 2023. Estimating Surface Concentrations of Calanus finmarchicus Using Standardized Satellite-Derived Enhanced RGB Imagery. Remote Sens. 2023, 15(12), 2987) – ha valutato la misura in cui l'assorbimento di C. finmarchicus influisce sui segnali di colore dell'oceano e concentrazioni superficiali di copepodi.

Questo studio ha comportato l’uso di un approccio combinato di immagini standardizzate dei colori dell’oceano e modelli di trasferimento radiativo per identificare anomalie di riflettanza potenzialmente causate da sciami superficiali di C. finmarchicus nel Mare di Norvegia settentrionale.

I dati in situ sono stati raccolti durante la crociera Sea Patches sulla R/V Helmer Hanssen al largo della costa settentrionale della Norvegia. L'assorbimento del CDOM, la concentrazione di clorofilla, l'abbondanza di fitoplancton, la distribuzione verticale, l'identificazione delle specie e l'assorbimento del pigmento di C. finmarchicus sono stati misurati in otto stazioni all'interno dell'area di studio.

Per informazioni dettagliate sull'impostazione dello studio; campo dati; i dati satellitari e l'elaborazione delle immagini eRGB e altre procedure analitiche si riferiscono alla pubblicazione originale.

Sistema di produzione su larga scala di copepodi

Le immagini RGB derivate dal satellite (modello di colore additivo in cui i colori primari della luce rosso, verde e blu vengono sommati insieme in vari modi per riprodurre un'ampia gamma di colori) vengono abitualmente utilizzate per identificare fenomeni ambientali e osservare i cambiamenti nello stato dell'ambiente marino. ecosistemi su larga scala spazio-temporale. Le immagini RGB migliorate (eRGB) possono essere uno strumento utile quando si guarda l'oceano, poiché aumenta il contrasto dei componenti ottici nell'acqua utilizzando una banda d'onda verde (555 nm in questo studio) come componente "rossa" nell'immagine. Tuttavia, queste immagini possono essere elaborate in vari modi.

Un metodo ampiamente utilizzato per applicare l'allungamento del contrasto alle immagini RGB è quello di escludere il 5% dei pixel in ciascuna banda (la tecnica dell'allungamento percentile). Questo metodo si basa sulle informazioni contenute nell'immagine per calcolare gli intervalli di banda e, quindi, produce immagini visivamente incoerenti che si rivelano di utilità limitata quando si tenta di identificare caratteristiche su più immagini. In questo studio, è stato sviluppato un intervallo di estensione del contrasto per ciascuna banda utilizzando un set di dati globale che ha fornito coerenza visiva tra le immagini elaborate. Applicando lo stesso intervallo di estensione, la variazione dovuta al metodo di elaborazione viene rimossa ed è possibile ottenere più informazioni quantitative dalle immagini eRGB.