Beach wrack monitoring using image dataset with artificial intelligence

Yaoru Pan

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

Abstract

Som en del af produktionen eksporteret fra Blue Carbon-økosystemer (BCEs), skylles løsrevne makrofytter op på land og deponeres på kysten. Ud over at være habitat og føde til
fauna på stranden, betragtes opskyl som en af de vigtigste kulstofpuljer, der eksporteres fra BCEs, og spiller således en væsentlig rolle i BCE's kulstofkredsløb. Opskyl kan dog være en
kilde til drivhusgasudledning, når det nedbrydes og kan være til gene for gæster på stranden. Derfor er det afgørende at undersøge skæbnen af opskyl for at kvantificere den økologiske
værdi. Sammenlignet med undersøgelser af kulstofbegravelse i BCEs er det fortsat en udfordring at kvantificere eksporten af materiale fra disse. På grund af begrænsede tids- og rumlige opløsninger kan satellitbilleder opnået ved hjælp af traditionelle
overvågningsmetoder via remote-sensing (RS) hverken opfylde kravet om fleksibel dataindsamling, og heller ikke opfange detaljerede oplysninger om opskyl på stranden. Derfor undersøgte denne afhandling først potentialet af ubemandede luftfartøjer (UAVs) og kamerafælde til at bestemme aflejringsmønstre af opskyl (manuskript 1 og 2). Maskinlæringsmetoder (ML) blev anvendt til at klassificere luftfotos (klassificeringsnøjagtighed > 75 %, manuskript 1) og deep learning blev anvendt (DL) til at identificere opskyl fra forskellige scenarier optaget af kamerafælder (nøjagtighed > 60 %, 187 billeder analyseret på 5 minutter, manuskript 2). Studierne viser at ved anvendelse af kunstig intelligens (AI) i analyse af billeddatasæt, kan UAVs og kamerafælde udvikles til praktiske
værktøjer til overvågning af opskyl samt til forvaltning af kyster. Endvidere viste et in-situ nedbrydningseksperiment, at massetab og ændring af totalt fosfor (P) i opskyl var signifikant påvirket af sammensætning af plantematerialet og aflejringsscenarie (Manuskript 3). I fremtidige studier kan information om biomasse af opskyl indsamles ved brug af funktionelle sensorer monteret på UAVs og kamerafælde. Ved at kombinere biomassen af opskyl med aflejrings- og nedbrydningsmønstre kan bidrag fra opskyl til kulstof- og næringsstofkredsløb i kystsystemer estimeres.
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Holmer, Marianne, Hovedvejleder
  • Flindt, Mogens, Vejleder
Dato for forsvar11. mar. 2022
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 15. mar. 2022

Note vedr. afhandling

Afhandlingen kan læses på SDUs bibliotek.

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Beach wrack monitoring using image dataset with artificial intelligence'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater