Hochauflösende Bestimmung der Korallenriffbodenbedeckung aus multispektraler Fluoreszenz-Laserlinien-Scan-Bildgebung

Ein Prototyp eines in Wasser betriebenen, lasergestützten, multispektralen Fluoreszenz-Imaging-Systems wurde hinsichtlich seiner Fähigkeit bewertet, Daten bereitzustellen, die zur Bestimmung der quantitativen Verteilung und Häufigkeit verschiedener funktioneller Gruppen in Korallenriffen verwendet werden könnten. Das System erfasste Fluoreszenzbilder in drei spektralen Bändern mit einer Auflösung von 1 cm² an Standorten in Florida und den Bahamas. Die Fluoreszenzanregung erfolgte bei 488 nm, und die Bilder wurden in Emissionsbändern erfasst, die auf 520, 580 und 685 nm zentriert sind. Bodendaten zur Bodenbedeckung wurden von Tauchern mithilfe konventioneller Linientransekt- und fotografischer Quadratmethode gesammelt. Ein Satz von Klassifikationsregeln, der auf den relativen Signalpegeln in den drei Fluoreszenzkanälen basierte, wurde entwickelt, um die Bildpixel funktionellen Gruppen zuzuordnen. Nachdem das Bild klassifiziert wurde, wurden die Prozentsatz-Bedeckungsdaten für die Gruppen für das gesamte Bild und für Teilmengen des Bildes berechnet, die gewählt wurden, um Linientransekten-, Gittererhebungen und fotografische Quadrat-Erhebungen zu simulieren. Die Statistiken zur Prozentsatz-Bedeckung verschiedener Bodentypen, die aus dem Fluoreszenzbild abgeleitet wurden, standen im Vergleich zu denen, die durch Tagertauchermethoden ermittelt wurden, sehr positiv gegenüber. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fluoreszenzbildgebung das langfristige Potenzial hat, große räumliche Bereiche von Korallenriffen mit hoher Auflösung abzudecken, mit automatisierter Klassifizierung und Quantifizierung funktioneller Gruppen im Bild.