A contagem tende a estar na base de qualquer estudo ecológico. Saber quantos animais e de que tipo vivem em um habitat particular é essencial para entender as relações entre eles. Esse conhecimento também permite que os cientistas quantifiquem como certas populações de espécies mudam ao longo do tempo e extrapolem como um ambiente e as espécies dentro dele podem mudar no futuro. Isso é especialmente importante para determinar se os esforços de manejo ou conservação precisam ser ajustados.
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Descobrir quantos animais existem em um lugar específico, no entanto, varia em dificuldade. Para criaturas que habitam os oceanos, essa tarefa se torna ainda mais difícil, já que o oceano é tão grande e é muito bom para esconder os animais em suas profundezas. Mesmo os mamíferos gigantescos, como as baleias, que passam uma parte significativa de seu tempo na superfície do oceano, são difíceis de contar. Muitas vezes, as contagens são restritas a uma única pessoa em pé na terra ou em uma plataforma de navio com um par de binóculos, ou voando em cima em um pequeno avião, fazendo o seu melhor para identificar as baleias indescritíveis.
"As populações de baleias sempre foram difíceis de avaliar", disse Peter Fretwell, pesquisador da British Antarctic Survey, em um comunicado. "Os meios tradicionais de contabilizá-los são localizados, caros e sem precisão".
Mas e se essa tarefa pudesse ser automatizada e conduzida sobre uma grande área do oceano de uma só vez?
Fretwell e seus colegas da Survey perceberam que, pelo menos para as baleias, imagens de satélite de alta resolução poderiam fornecer um atalho útil para a contagem desses animais. Embora alguns estudos anteriores tenham se voltado para os satélites como uma possibilidade para o levantamento de baleias, esses esforços não produziram muito sucesso, principalmente porque as imagens não eram muito refinadas. Mas os avanços recentes na resolução e precisão de imagens, segundo a equipe, podem ser suficientes para que as renovadas tentativas de levantamento sejam um sucesso.
Eles decidiram colocar essa idéia em teste em uma baía na costa da Península Valdés, na Argentina, onde as baleias francas se reúnem para se reproduzir. Graças às proibições da caça à baleia, os animais que antes estavam em perigo de extinção parecem estar aumentando em número, mas ninguém sabe o tamanho real da população das baleias-francas.
Em um estudo publicado hoje no PLoS One, os pesquisadores analisaram uma única imagem tirada pelo WorldView2, um satélite capaz de fazer imagens em resoluções extremamente altas. A imagem do WorldView2 que eles adquiriram pesquisou uma área de 40 milhas quadradas do oceano e forneceu imagens que penetram mais fundo na coluna de água do que outros satélites atualmente implantados. A imagem foi dividida em oito bandas de cor com uma resolução no terreno de cerca de dois metros por pixel e uma banda pancromática com uma resolução no terreno de 50 centímetros.
Para identificar as baleias, a equipe primeiro pesquisou as imagens manualmente e depois usou um software de processamento de imagens que empregava um algoritmo de reconhecimento de baleias que eles escreviam. Tanto o software quanto os pesquisadores reduziram potenciais baleias fazendo três perguntas: o tamanho e a forma corretos são uma baleia? É em um lugar onde uma baleia é esperada? Há outros objetos flutuando ou uma imprecisão na imagem que pode significar que o que parece uma baleia é na verdade apenas bolhas, uma rocha ou pássaros?
A partir dessas imagens, os pesquisadores identificaram à mão o que eles tinham certeza de que eram 55 baleias, junto com outros 23 objetos que suspeitavam serem baleias. Eles também identificaram mais 13 possíveis baleias sob a superfície. Eles encontraram os melhores resultados para identificar aquelas baleias ocultas escondidas sob as ondas na quinta banda do satélite, na extremidade violeta do espectro de luz (400 a 450 nanômetros).
Uma baleia direita, vista através de vários comprimentos de onda captados pelo satélite WorldView2. (Foto: Fretwell et al., PLoS One) O computador conseguiu identificar 89% das baleias que os pesquisadores identificaram à mão nas imagens. No entanto, o computador teve uma taxa de 24% de falsos positivos, o que significa que ele classificou as coisas como baleias que os pesquisadores determinaram que não eram baleias, como barcos. A ideia é, eventualmente, melhorar a precisão desse algoritmo, para tornar as pesquisas de baleias uma tarefa quase automatizada.
Este estudo é um trabalho de prova de conceito - um que introduz um novo método em potencial. A equipe ressalta que eles ainda precisarão fazer levantamentos em campo para ver se os satélites podem estar perdendo alguma baleia, ou podem ser inclinados a detectar ou contra algumas baleias em detrimento de outras (por exemplo, mães com bezerros às vezes aparecem como uma mancha confusa em vez de contornos distintos de baleias). Comparações no terreno do que parece uma baleia em uma imagem de satélite para o que está realmente nadando no oceano validarão ainda mais o método.
"O próximo desafio é determinar as probabilidades de detecção e entender se a contagem de imagens pode ser usada como um índice confiável para o tamanho da população ou presença", escrevem os autores. "Este artigo mostra que a análise automatizada de imagens de satélite pode alcançar uma boa correspondência com as contagens manuais, mas é necessário mais trabalho para garantir que essas contagens manuais sejam compatíveis com o número real de baleias de superfície".
Ter várias imagens de satélite tomadas sucessivamente poderia ajudar a identificar o que é realmente uma baleia e o que é uma rocha estacionária ou uma onda dissipadora, acrescentam. Eles também escrevem que o método funciona melhor em águas calmas e livres de ondas, o que, por enquanto, limita sua aplicabilidade. Além disso, ajuda a saber onde as baleias provavelmente estarão, como no estudo de caso apresentado no documento.
Se o método se mostrar viável, então os autores acham que ele poderia ser usado não apenas para ajudar a estimar e monitorar as populações de baleias-francas, mas também para obter a contagem da cabeça de outras espécies de baleias. À medida que imagens de satélite de maior qualidade se tornarem disponíveis no futuro, o levantamento de baleias do espaço se tornará uma ferramenta ainda mais precisa e útil no cinturão conservacionista, escrevem os pesquisadores.
