Картирование ран морских млекопитающих, запутавшихся в рыболовных снастях
По статье в ArcNews, осень 2003 г.
Воздействие человека, в особенности промысловое рыболовство, оказывает существенное негативное влияние на морских млекопитающих. Они запутываются в сетях и медленно погибают как от попавшей в раны инфекции, так и от истощения или асфиксии. Более детально изучить эту проблему помогают исследования останков морских животных, проводящиеся на сети прибрежных наблюдательных пунктов на территории США.
ГИС всё чаще используются для решения нетрадиционных прикладных задач. Так, Национальная администрация по изучению океана и атмосферы (NOAA) широко использует программное обеспечение ESRI для обработки больших объемов пространственных данных. Теперь, в исследовании, проведённом одним из ее подразделений, Национальной службе по исследованию океана (NOAA-NOS), и Чарлстонским колледжем, г. Чарлстон, шт. Южная Каролина, ГИС стали применяться для выявления типов рыболовных снастей, в которых гибнут крупные представители морской фауны.
Основным источником информации были фотографии ран на телах попавших в сети дельфинов-бутылконосов. Их изучение и анализ проводились средствами ArcGIS. Также использовались данные, полученные при внутреннем и внешнем обследовании выброшенных на берег животных с целью определения причин гибели, особенно если эта причина была связана с деятельностью человека. Внутренние индикаторы возможной гибели морского животного в сетях – это обильные непереваренные остатки рыбы в желудке, пена в лёгких и бронхах (свидетельство асфиксии) или подкожные кровоподтёки (синяки) под ранами. Снаружи рыболовные снасти оставляют на коже животных следы, свидетельствующие о возможной причине гибели.
Рис. 1. Оцифровка следов от верёвки в чёрно-белом варианте проводится попиксельно с помощью инструмента редактирования точечных объектов.
Моделирование ран средствами ГИС
Раны на попавших в сети морских млекопитающих различаются по структуре и ширине в зависимости от типа рыболовной снасти, пленившей животное. Используемые рыбаками сети могут оставлять штриховой рисунок вдоль всего тела запутавшегося в них морского млекопитающего, моноволокно может обрубать выступающие части тела или оставлять рваные раны, а верёвки могут сдирать широкие полосы кожи. Для моделирования характера и вида повреждений, связанных с различными типами рыболовных снастей, был проведен научно-практический эксперимент.
Образцы распространенных снастей разного диаметра и плетения из различных материалов обмакивались в краску и прижимались к ткани. Полученные отпечатки, показывающие, что можно увидеть на теле попавшего в сети животного, были отсканированы и импортированы в Adobe PhotoShop. Эти изображения были представлены в градациях серого цвета, а яркость/контрастность заданы равными 100%, чтобы получить более четкие чёрно-белые образцы. После сохранения в формате JPEG изображения средствами ArcCatalog были импортированы в ArcMap. По ним с помощью инструментов редактирования ArcMap был создан набор векторных шаблонов, характеризующих следы от разных снастей. То есть, по сути, был получен набор карт отпечатков, которые можно накладывать на оцифрованные изображения ран, созданные на основе фотографий погибших в сетях животных.
Рис. 2. Оцифрованное изображение раны от снасти двойного плетения.
Оцифрованные очертания чёрно-белых отпечатков веревок были классифицированы и накладывались на фотографии ран, полученных в случаях, когда точно было известно, в каких снастях погибло животное. Эти фотографии хранятся в архиве Сети наблюдений за морскими животными преимущественно в бумажном виде, поэтому перед проведением исследования их пришлось отсканировать.
Конечно, на практике все было не так просто. Сравнение типов снастей, в которых запутывались животных, по архивным фотоснимкам оказалось весьма сложным делом. На большинстве фотографий трудно было различить детали по причине неправильной экспозиции и угла съёмки, отсутствия масштаба и недостаточной избирательности при сканировании. К тому же далеко не всегда был достоверно известен тип снасти, нанесшей повреждения. Проведенные эксперименты показали, что погибших животных следует фотографировать под углом 90° к ранам, включать в поле снимка масштабную шкалу и правильно располагать осветительные приборы, чтобы особенности ран выглядели более контрастно.
Плетение и дактилоскопия
В идеале, данная технология, подобно дактилоскопии, должна с помощью каталога классифицированных физических характеристик образцов плетения позволять определять, в какой именно снасти пострадало животное. Предполагается, что один раз подвергнувшиеся инспекции рыболовные суда, пользующиеся определённым типом снастей, в дальнейшем будут восприниматься как потенциальные виновники запутывания в сетях морских млекопитающих.
«Данная технология обладает многообещающим потенциалом для выявления рыболовов, приведших к гибели тех дельфинов, на которых не осталось намотанных снастей.» – говорит Вэйн МакФи, биолог-исследователь дикой природы из NOAA–NOS. Предлагаемая методика позволяет связать узор ран на жертвах с определёнными рыболовными снастями. Например, пусть сравнение ArcGIS- карты отпечатка веревки двойного плетения и документальной фотографии рисунка ран погибшего животного указывает на то, что оно было удушено веревкой двойного плетения. Тогда, при поиске вероятных виновников следует обратить особое внимание на тех рыбаков, которые используют снасти из веревки с таким плетением.
Применение в судебной практике
Предварительные результаты проведенного исследования показали практическую пользу применения ArcGIS для проведения судебной экспертизы. ГИС помогла установить тип снасти, в которой запутались дельфины-бутылконосы, запечатлённые на документальных фотографиях. Тем не менее, для совершенствования и массовой апробации данного метода необходимы дальнейшие исследования. Так, например, для сравнения задокументированных исторических и недавних случаев удушения должна быть создана база данных прообразов карт для каждого стиля плетения. Широкое распространение цифровой фотографии также позволяет существенно улучшить точность технологии, так как каждый отдельный пиксель может быть оцифрован лучше, чем при обработке отсканированной фотографии.
Рис. 3. Инструменты редактирования позволяют на основе цифровой фотографии чёрно-белого оттиска верёвки создать карту отпечатков веревочного плетения. Эта карта накладывается на масштабированные фотографии ран морских млекопитающих, запутавшихся в рыболовных сетях.
Заключение
Мощные аналитические возможности ГИС- технологии могут с успехом использоваться для различных нужд. Настоящее исследование показывает пути для комбинирования новых технологий с существующими методами судебно-медицинской экспертизы для ответа на насущные вопросы, касающиеся причин гибели морских млекопитающих.
Более подробную информацию можно получить у сотрудников Национальной службы по исследованию океана Лесли Бёдетта (Leslie Burdett, Leslie.Burdett@noaa.gov) и Вэйна МакФи (Wayne McFee, Wayne.McFee@noaa.gov), профессора Чарлстонского колледжа Кассандры Раньон (Dr. Cassandra Runyon, Runyonc@cofc.edu).
