Riflandschap op de Saba Bank. Van nationale parken als de Hoge Veluwe kennen natuurbeschermers zo ongeveer elke vierkante meter. Van de nationale parken in zee is dat een stuk lastiger te realiseren. Met kunstmatige intelligentie is het mariene onderzoekers van WUR toch gelukt. De Saba Bank, een van Nederlandse grootste nationale parken, beschikt voortaan over een eigen kaart.
Een geografische kaart was er natuurlijk wel. De Saba Bank is een onderzeese verhoging ten zuidwesten van het Caribische eiland Saba. Het grootste deel van het 60 x 40 kilometer grote gebied ligt 20-40 meter onder de zeespiegel. Maar wat en waar er precies aan natuur te vinden is, was nog niet in kaart gebracht. Onder leiding van marien tropische ecoloog Erik Meesters zijn de witte vlekken ingevuld.
Machine learning
Meesters en zijn collega’s trainden de computer om bestaande foto’s van expedities te categoriseren in tien verschillende habitats of leefgebieden. Die info werd gekoppeld aan aanvullende gegevens over diepte en locatie. De computer voorspelt vervolgens de habitat op plekken waar geen foto’s van zijn, maar wel die aanvullende gegevens. Het is een van de eerste keren dat met machine learning natuur onder water in kaart is gebracht.
Voor het leerproces zijn om en nabij de 2200 foto’s gebruikt. Dat lijkt veel, maar is het niet. Meesters: ‘Het gebied is 2500 vierkante kilometer groot. Dat komt dus neer op nog geen foto per vierkante kilometer. Je hebt dus maar een klein stukje daadwerkelijk bemonsterd.’ Toch is het resultaat ‘best goed’. De computer voorspelt in 70 procent van de gevallen de juiste habitats, zoals te controleren valt met foto’s van plekken die niet gebruikt zijn tijdens het leerproces.
Dat voorspellen doet de computer vooral op basis van diepte, zegt Meesters. ‘Diepte is onder water veruit de belangrijkste factor. Diepte bepaalt de hoeveelheid beschikbaar licht, de aanwezige stroming en de golfwerking. Diepte is een proxy, een maat voor veel verschillende invloeden die een habitat vormen. Daarnaast is ook de afstand tot de rand van de Saba Bank van belang. Aan die rand, gezien vanuit de stroomrichting, is de productie van het rif het grootst.’
De kaart lijkt wel wat op Australië; naar het midden toe wordt het steeds meer een zandige vlakte
Erik Meesters, marien tropische ecoloog Erik Meesters
Dat laatste is goed te zien op de uiteindelijke kaart. Aan de zuidoostelijke rand bevindt zich het meeste leven en alle koraal. Meesters: ‘De kaart lijkt wel wat op Australië. Naar het midden toe wordt het steeds meer een zandige vlakte. Door de goilven verplaatst dat zand, wat natuurlijk gewoon afgebroken koraal is, zich langzaam naar het noordwesten. Daar heb je dus meer een zandgemeenschap met zeesterren en schelpdieren.’
Begrijpen
De kaart is een momentopname. Hoe snel de boel verandert, hangt volgens Meesters van de soort habitat af. ‘Algen groeien vrij snel, koralen veel langzamer. Een koraalrif is dus stabieler dan een algenveld. Maar door bleaching en ziekten kan het ook voor koralen snel veranderen. Daarom juist is het zo belangrijk om te begrijpen hoe het systeem Saba Bank werkt. Dat bepaalt hoe de verschillende habitats zich verspreiden over de bank. Deze kaart helpt daarbij. We weten nu waar wat aanwezig is en beginnen de processen beter te begrijpen.’
De nauwkeurigheid van die kennis kan overigens beter. Bijvoorbeeld met behulp van satellietbeelden, die aan de hand van kleuren de aanwezigheid van algen weergeven. Meesters: ‘Het is niet makkelijk om aan goede satellietbeelden te komen. De condities op zee moeten super rustig zijn en er mogen geen wolken zijn. Anders zie je niks. We hebben inmiddels zulk beeld gevonden. Dat willen we nog toevoegen om te kijken of dat de voorspellingen nog beter maakt.’
