Sull'isola di Orona a Kiribati, Engels si trova di fronte a un'area che un tempo era una piantagione di cocco. Nelle giuste condizioni, le noci di cocco possono prendere il sopravvento e diventare monocolture. “Tutto in questa parte della foresta è cocco (tranne me… lol), ” ha detto Engels. “È stato abbastanza spaventoso raccogliere dati lì perché se il vento soffia forte, le noci di cocco giganti piovono senza preavviso. Volevo davvero un elmetto!” Credito:Mary Engels.
Gli scienziati della conservazione possono utilizzare immagini satellitari gratuite per tracciare specie vegetali invasive sulle remote isole del Pacifico, secondo nuove ricerche.
Maria Engels, un dottorato di ricerca studente presso l'Università dell'Idaho, ha trovato un modo per utilizzare le immagini disponibili gratuitamente dai satelliti Landsat della NASA per identificare gli alberi di cocco nelle isole del Pacifico, piuttosto che utilizzare costose immagini di società satellitari private. Engels ha presentato le sue scoperte la scorsa settimana all'American Geophysical Union Fall Meeting 2018 a Washington, D.C.
Le immagini dei sensori satellitari privati come QuickBird hanno una risoluzione molto più alta delle immagini Landsat ma sono costose, quindi gli scienziati della conservazione non li usano spesso. Ma Engels ha trovato un modo per utilizzare immagini Landsat a bassa risoluzione per identificare correttamente le palme da cocco invasive dallo spazio. Engels spera che la sua ricerca possa essere utilizzata per dirigere gli sforzi di conservazione nell'Oceano Pacifico centrale a basso costo.
"Una delle speranze qui è che possiamo usare questa analisi per mappare rapidamente dove si trova la noce di cocco su quelle isole per cercare di capire l'impatto nel tempo, " disse Engel.
palme da cocco, mentre considerate icone di isole tropicali, sono invasive per gli atolli corallini e possono danneggiare gli ecosistemi dell'isola spingendo fuori specie di alberi autoctoni che attirano gli uccelli marini e trattengono il suolo dell'isola.
Le immagini di sensori come QuickBird hanno un'alta risoluzione di 0,65 metri (2 piedi) per pixel. Convenzionalmente, tali immagini ad alta risoluzione sono state necessarie per determinare dove crescono specie vegetali specifiche in aree remote. Il problema:QuickBird è costoso e di difficile accesso. Immagini Landsat disponibili gratuitamente dalla NASA, però, ha solo una risoluzione moderata di 30 metri (98 piedi) per pixel.
Engels voleva vedere se poteva usare le immagini Landsat per identificare le palme da cocco a Palmyra, un atollo corallino che fa parte del Pacific Remote Islands Marine National Monument. Palmira è disabitata, ad eccezione di una stazione di ricerca co-gestita dalla Nature Conservancy e dalla U.S. Fish and Wildlife.
Nell'atollo di Nikumaroro a Kiribati, le foreste dominate dai nativi e le foreste dominate dal cocco sviluppano terreni diversi. Credito:Mary Engels
Nella sua massima ampiezza, l'isola è lunga circa 11 chilometri (7 miglia). Quando ingrandisci Palmyra a Landsat, vedi blocchi di colori:la tavolozza di blu di un pittore, marroni, e verdi.
Per decifrare questi quadrati di colore, Engels ha applicato un progresso in due fasi. Per prima cosa ha iniziato con immagini ad alta risoluzione di QuickBird. In queste immagini, ha classificato vari pixel come macchie "pure" di vegetazione. Ha ordinato i pixel in categorie:alberi di cocco, specie autoctone, o terre aperte come sentieri e distese di sabbia.
Una volta che ha capito quali pixel erano interamente un tipo di pianta, Engels ha sovrapposto quei dati alle immagini a risoluzione moderata di Landsat. Quindi ha utilizzato Multiple Endmember Spectral Mixing Analysis (MESMA) per separare i pixel. MESMA determina la probabile composizione di ciascun pixel; è una tecnica per stimare quale percentuale o ogni pixel è coperto da una delle tante cose conosciute.
"Costruisco una libreria di riferimento da quei pixel puri in modo che la mia libreria di riferimento possa dire, Oh, Ho bisogno di un riferimento per che aspetto ha la sabbia? Qui. Questo pixel, questo è un pixel di sabbia. Questo? Questo è un pixel di cocco. Questo, questo è un pixel nativo, " disse Engel.
Ha scoperto che la libreria di riferimento dei pixel potrebbe identificare i banchi di palme da cocco e alberi nativi dell'isola. Ciò significa che la libreria può essere utilizzata in futuro senza dover acquistare nuove immagini QuickBird.
L'obiettivo finale è utilizzare immagini a risoluzione moderata per capire dove si trovano determinate specie di piante, per decifrare la tavolozza di blocchi colorati del pittore nelle sue parti componenti. Da un'immagine pixelata, Engels sa dire dove ci sono alte concentrazioni di piante autoctone e invasive.
Nel futuro, Engels intende applicare la sua ricerca a Kiribati, una nazione insulare lungo l'equatore. Questa situazione è più complessa:le persone vivono lì e raccolgono la copra:frutto della palma da cocco, usato per estrarre l'olio.
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
