Lập bản đồ san hô bằng Viễn thám

Ngày nay, viễn thám được ứng dụng khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực. Một trong số đó là ứng dụng viễn thám để lập bản đồ san hô.

Năm 2018, NASA đã phóng vệ tinh ICESat-2 (viết tắt của Băng, Mây và Vệ tinh quỹ đạo mặt đất) để theo dõi mức độ băng. Tuy nhiên, ngay sau khi phóng vệ tinh, rõ ràng vệ tinh này cũng có thể đo được các hệ thống rạn san hô và đặc biệt là khả năng đo độ sâu đại dương sâu hơn dự kiến, cung cấp một góc nhìn quan trọng cho các hệ sinh thái mỏng manh này.

ICESat-2 có máy đo độ cao bằng laser được sử dụng làm tín hiệu để đo chiều cao của băng, mà các nhà khoa học đang sử dụng để theo dõi sự thay đổi khí hậu của các vùng cực và sông băng. Tuy nhiên, trong khi kiểm tra và giám sát dữ liệu viễn thám từ vệ tinh này khi nó thu thập dữ liệu gần Bikini Atol, nơi thử nghiệm hạt nhân trước đó, các nhà khoa học nhận ra các tia laser trên tàu cũng tạo ra phản xạ dưới nước được chụp bởi hệ thống vệ tinh. Những phản xạ cơ bản cho thấy các khu vực san hô dọc theo khu vực ven biển. Trong khi đại dương sâu thẳm vẫn chưa được khai thác, nhiều khu vực trong độ sâu 5 mét cũng không được biết đến nhiều, vì những độ sâu này quá cạn để tàu thuyền xâm nhập. Có hệ thống laser này bây giờ cho phép các vùng đại dương ở những độ sâu này được lập bản đồ theo độ sâu, cho ra một bức tranh rõ ràng về hệ sinh thái đại dương nông (vùng epipelagic).

Các nhà khoa học nhận ra vệ tinh này có thể đo đại dương ở độ sâu gần 5 mét trở lên, khiến nó hiện có thể áp dụng cho các nhà hải dương học và các nhà khoa học khác theo dõi sức khỏe đại dương gần bờ bao gồm cả đời sống san hô. Dữ liệu độ sâu và độ dốc của rạn san hô, cùng với dữ liệu kết cấu cho thấy chất lượng và sức khỏe của san hô, có thể được sử dụng để theo dõi và đánh giá sự thay đổi của đại dương. Một lợi ích gần đây, do sự bùng phát của coronavirus gây ra sự giảm các tiếng ồn lớn từ hoạt động du lịch ở Venice và các bến cảng nổi tiếng khác, nên đây là thời gian thích hợp để đo độ sâu của các khu vực nổi tiếng này. Ngoài lợi ích cho các nhà khoa học theo dõi sức khỏe san hô của môi trường gần bờ, những người khác đang bắt đầu thấy lợi ích của việc sử dụng vệ tinh. Ví dụ, cả Lực lượng Bảo vệ Bờ biển Hoa Kỳ và Cơ quan Tình báo Không gian Địa lý Quốc gia đang tìm cách sử dụng dữ liệu từ các phép đo độ sâu đại dương để bắt đầu tạo bản đồ tốt hơn để sử dụng cho nhân viên của họ. [1]

Để xác thực những gì các nhà khoa học đã nhận thấy với tiềm năng đo ICESat-2 cho độ sâu đại dương, dữ liệu của nó đã được so sánh với các dữ liệu khác được thu thập từ các cảm biến và nguồn khác nhau. Nhìn chung, độ chính xác có phạm vi trong khoảng 0,43 -0,60 m (RMSE) trên độ phân giải lưới 1 m, mức độ chính xác này là quá đủ cho hầu hết các ứng dụng. Ngoài ra, trong nghiên cứu gần đây, người ta cũng chỉ ra rằng độ sâu mà Hệ thống đo độ cao laser địa hình nâng cao (ATLASA) của ICESat-2 có thể đạt tới 38 m, khiến cho việc đo lường không chỉ các hệ thống san hô mà cả đời sống và và môi trường sống của sinh vật đại dương khác cũng hữu ích hơn. Điều này bây giờ có nghĩa là phần sâu hơn của đại dương cũng có thể được lập bản đồ sớm. [2]

Các photon phản xạ từ đáy đại dương được định vị địa lý, khu vực Great Bahama Bank.

Nguồn: Parrish và cộng sự, 2019.