به طور سنتی، اکثر کارهای حفاظت شده، انجام کارهای میدانی توسط متخصصان زیست‌شناسی و سایر دانشمندان با ردیابی دستی حرکت جمعیت حیوانات و یا گسترش پوشش گیاهی با استفاده از دستگاه‌های ردیابی یا چشمانشان می باشد.

اما، با افزایش پیچیدگی تکنولوژی جمع‌آوری داده‌ها و تجزیه‌وتحلیل، همراه با ضرورت فزاینده فوری برای نجات تعداد زیادی از گونه‌های در حال انقراض، روش‌های جدید برای کمک به نظارت و ردیابی حیات وحش به طور مداوم در حال توسعه هستند.

، ZSL همراه با سایر سازمان‌های پژوهشی، از جمله ناسا و شورای تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا، اولین همایش بین المللی "سنجش از راه دور" را برای حفاظت منابع طبیعی را برگزار کرد. در حقیقت، سنجش از راه دور شامل ترکیب آخرین تصاویر ماهواره با وضوح بالا با داده‌های زیست‌شناسی، جمعیت شناختی و جغرافیایی و مدل‌سازی پیشرفته کامپیوتری و تجزیه و تحلیل پیش‌بینی، برای درک بهتر اثرات فعالیت انسان در جمعیت حیوانات و گیاهان است.

عظیم‌داده کمک به حل چه مشکلی می‌کند؟

تهدید به تنوع زیستی از فعالیت‌های انسانی یکی از بزرگترین چالش‌هایی است که به عنوان یک گونه ما با آن روبرو هستیم. اکوسیستمی که بقای همه ما به آن بستگی دارد، وابسته به تعادل پیچیده‌ای از موجودات زنده است که در طول میلیون‌ها سال توسعه یافته و این سیاره را برای حفظ زندگی مناسب ساخته است.

ظهور انسان به عنوان گونه غالب بر روی زمین اثرات فاجعه بار بر میزان انقراض گونه‌های دیگر داشته است. همانطور که تصور می‌شود حدود 15 درصد از گیاهان، پستانداران، خزندگان، ماهی‌ها و گونه‌های حشرات روی زمین شناسایی شده است، اکثریت قریب به اتفاق این انقراضها با بی‌توجهی اتفاق افتاده است، تخمین زده می شود که در طول یک سال این سیاره 140،000 گونه را از دست می‌دهد.

هیچ راهی برای مطمئن شدن در مورد تاثیرات طولانی مدت این کاهش در تنوع زیستی وجود ندارد. اکوسیستم های گیاهی و حیوانی با یکدیگر و با زندگی انسانی در طیف گسترده‌ای از راه‌های مختلف از زنجیره غذایی تا چرخه نیتروژن که هوای تنفسی را حفظ می‌کند، تعامل دارند. ایجاد عدم تعادل در این فرایندها می‌تواند پیامدهای بالقوه فاجعه‌آمیز برای ما به عنوان یک گونه و همچنین تمام زندگی در این سیاره داشته باشد.

تلاش‌های حفظ منابع طبیعی مانند کسانی که توسط ZSL از طریق موسسه زیست‌شناسی تاسیس شده‌اند، برای درک عواقب آسیب‌هایی که قبلا انجام شده است، و تلاش برای کاهش آن ضروری است.

چگونه عظیم‌داده در عمل استفاده می‌شود؟

در سال‌های اخیر، با توجه به پیشرفت‌های زیادی در فناوری، قدرت پردازش کامپیوتری و علم تحلیلی، تمرکز بر توسعه روش‌های ردیابی، اندازه‌گیری و درک جمعیت‌های حیوانی از طریق سنجش از دور انجام شده است.

کار حفاظت بسیار گران است و با توجه به مقیاس مشکل، به شدت سرمایه‌گذاری در آن کم است. برای پیدا کردن راه‌هایی برای غلبه بر این، سال گذشته ZSL کارشناسان از طیف گسترده‌ای از موسسات علمی، سازمان‌های غیردولتی و موسسات خیریه گرد هم آمدند. Graeme Buchanan از انجمن سلطنتی حفاظت از پرندگان (RSPB) به این سمپوزیوم گفت: "مشخص شده است که بودجه موجود برای حفاظت بسیار کمتر از مقدار مورد نیاز برای مقابله با بحران کنونی انقراض است.

"در نتیجه، حفاظت از محیط زیست نیازمند هدف قرار دادن تامین مالی به جایی که آن بیشتر مورد نیاز است، می‌باشد. برای تعیین اولویت ها، جامعه حفاظت نیاز به اطلاعات در مورد چه چیز، کجا و چگونه ممکن است تغییر کند یا  در حال است، دارد. در حالی که داده‌های زمینه در محل ارزشمند است، سنجش از راه دور می‌تواند یک ابزار ارزشمند برای ارائه این اطلاعات باشد. "

چه داده‌ای استفاده می‌شود؟

تکنولوژی تصویربرداری ماهواره ای بسیار با وضوح بالا (VHR)  به مرحله‌ای رسیده است که تصاویر به اندازه کافی دقیق است تا حیوانات (و افراد) را به نمایش بگذارد. سپس داده‌ها می‌تواند به الگوریتم های شمارش داده شوند که حجم جمعیت خاصی را در یک منطقه خاص تعیین می‌کنند.

همچنین مقادیر، الگوهای مهاجرت را می‌توان بدست آورد و ارزیابی کرد. این اجازه می‌دهد تا مدل‌سازی مسیرهای مهاجرت احتمالی در نقاط دیگر، براساس داده‌های جمع‌آوری شده از جمعیت مشاهده شده، انجام شود.

همچنین این اطلاعات بیشتر از زمین با استفاده از دوربین های تله، ناظران در این زمینه و به طور فزاینده ای با هواپیماهای بدون سرنشین با تجهیزات دوربین جمع‌آوری می‌شود.

یک برنامه شامل نظارت بر عکس‌هایی است که توسط گردشگران و عموم مردم به رسانه‌های اجتماعی ارسال می‌شود که می‌تواند با نرم افزار تشخیص تصویر اسکن شود. این نرم‌افزار را می توان برنامه‌ریزی کرد تا حیات حیوانی یا زندگی گیاهی را شناسایی کند، محل ر‌ از طریق ابرداده‌های عکس تعیین کند و از آن برای ساخت یک پایگاه مرجع دیگر تنوع زیستی در یک منطقه مشخص استفاده کند.

اطلاعات بیولوژیکی، داده‌های موجود در مورد توزیع گونه‌ها و داده‌های جمعیت شناختی انسان نیز برای پیش‌بینی و ارزیابی جمعیت‌های حیوانی و نحوه تأثیر‌پذیری آنها از خارج، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

داده‌های ماهواره‌ای از سیستم‌های استفاده شده توسط ناسا برای نظارت بر آتش‌سوزی های جنگل نیز می٬تواند در این برنامه‌ها گنجانده شود تا مانع بروز جنگل‌زدایی از طریق آتش می٬شود. فناوری LiDAR، که امواج رادیویی را با امواج نور جایگزین می‌کند، برای تعیین ارتفاع و تراکم زیستی گیاهان در یک منطقه خاص استفاده می‌شود، که امکان پیش‌بینی دقیق تر انواع و حجم گونه‌های حیوانی که در آن زندگی می‌کنند، فراهم می‌شود.

جزئیات فنی چیست؟

مجموعه داده‌های توسط برنامه‌های ردیابی مهاجرت ZSL جمع‌آوری شده و از آن برای اطلاع‌رسانی شاخص‌های جمعیت بین‌المللی استفاده می‌شود که بر روی سرویس‌های وب آمازون (AWS) و چارچوب Microsoft Azure میزبانی می شود.

دکتر رابین فریمن، رئیس شاخص‌ها و ارزیابی‌ها در جامعه، می‌گوید:"تقریبا هر کسی که با آن کار می‌کنم تا حدودی از  R  که یک برنامه آماری می باشد استفاده می‌کند. "چیزهایی که به عنوان دانشجوی فارغ التحصیل یا دانش‌پژوهی در یک باغ وحش که نیاز دارید یاد بگیرند، به سمت درک روش های آماری و برنامه نویسی ماشین‌های مکانیکی تغییر می‌کنند، زیرا مطمئن هستم که در تحقیقات خود به طور فزاینده ای در برابر عظیم‌داده قرار می‌گیرید."

چالشی که باید برطرف شود؟

در کار حفاظت، بزرگترین چالش اولویت‌بندی است. با بسیاری از گونه‌های ناپدید شده در چنین نرخ سریع، ضروری است که روش‌هایی برای شناسایی گونه‌هایی که بیشترین خطر انقراض را دارند، توسعه یابند. این امر می‌تواند استقرار کارآمد و موثر منابع و همچنین امکان تحریک یا مبارزه برای تغییرات اجتماعی مانند نظارت، ضروری برای جلوگیری از از دست دادن تنوع زیستی باشد.

با استفاده از داده‌های جمع٬آوری شده از طریق روش‌های سنجش از راه دور، انجمن حفاظت از حیات وحش گروهی از محققان از موسسات علمی، دولت ها و سازمان‌های غیر دولتی متعهد به شناسایی 10 مشکل اول حال حاضر محافظت کنندگان را تاسیس کرد. این شامل پیش بینی جنگل‌زدایی آینده، شناسایی نقاط داغ که در آن تغییر زیستگاه منجر به سطح بالایی از انقراض و هزینه دسترسی به داده‌های دقیق است.

این اولویت‌ها برای اطلاع‌رسانی تلاش‌های حفاظت جهانی استفاده می‌شود مانند اقداماتی که توسط ZSL انجام می‌شود، به منظور کمک به اطمینان از موثرترین مراحل که در حال انجام است.

نکات کلیدی یادگیری و واقعیتهای کلیدی چیست؟

کار حفاظت برای آینده زندگی بر روی زمین بسیار حیاتی است و تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ یک عنصر ضروری است. دسترسی به داده‌های دقیق تر و به موقع، بهبود توانایی ما در درک و پیش‌بینی تاثیرات انسانی بر جمعیت جهانی حیات وحش است و این که آسیب این تغییرات به به ما برخواهد گشت.

داده‌های جمع‌آوری شده از طریق سنجش از دور نیاز به بودجه، وقت و گاهی اوقات خطر کارهای کارشناس جانورشناسان را کاهش می‌دهد. گرچه سنسورهای زمینی و مشاهدات انساني همچنان اطلاعات قابل اطمینان را ارائه می‌دهند، به طور فزاینده‌ای می‌توان از تصاویر ماهواره ای همراه با داده‌های جغرافیایی، بیولوژیکی و جمعیت شناختی برای تولید مدل‌های دقیق و پیش‌بینی استفاده کرد.

به دلیل اینکه فناوری تجزیه و تحلیل پیشرفته تر می‌شود، می توان تصویری فزاینده‌ای را از جایی که اولویت‌های ما قرار گیرد، بدست آوریم، اگر می‌خواهیم آسیب‌هایی را که قبلا به اکوسیستم ایجاد کرده‌ایم را کاهش دهیم.