Reconstruir a restauração: como é que acontece a fotogrametria do coral?

"Dez por cinco metros não parece muito, mas é uma área bastante grande quando se nada para frente e para trás, para cima e para baixo e na transversal", explica Kate Craggs. Mas no fim de contas, por que razão nadava ela num padrão quadriculado? A resposta numa só palavra seria "fotogrametria", mas se tem acompanhado a história da nossa parceria com a Coral Spawning International e a Nature Seychelles, então saberá que a verdadeira resposta é muito mais cativante.

Não se deixe intimidar pelo nome, pois a fotogrametria é absolutamente fascinante e ainda mais quando se aplica aos recifes de coral das Seychelles. "O processo implica tirar muitas e muitas fotografias e depois combiná-las utilizando um software de processamento de imagem", simplifica o Dr. Jamie Craggs. "O software sobrepõe as imagens, o que permite combinar todas estas imagens bidimensionais numa vista tridimensional."

Por si só, esta breve explicação já permite perceber por que motivo é uma ferramenta tão útil para o Dr. Craggs e para os seus colegas cientistas marinhos, pois permite-lhes trazer o trabalho submarino para a superfície para examinar, avaliar e, acima de tudo, medir todos os aspetos dos recifes que procuram restaurar. Com o tempo, também podem ver claramente o impacto do seu trabalho para além da beleza do crescimento dos corais. No entanto, na prática, a fotogrametria acontece mesmo no fim do processo e, como disse a Kate, pode ser um desafio.

"Selecionámos seis locais de estudo na Reserva Especial da Ilha Cousin. Em três deles, colocámos um pedaço de lona sobre o recife e depois injetámos novas larvas de coral por baixo para promover a colonização nessa área", explica o Dr. Craggs. Kate e a equipa da Nature Seychelles mediram meticulosamente cada uma das parcelas, usando cordas para criar linhas de transecto (linhas retas definidas) e colocaram os marcadores de escala de modo a existirem pontos de referência para a medição. "Cada marcador tem um padrão codificado único, o que permite ao software de fotogrametria reconhecer e redimensionar com precisão o modelo 3D posteriormente", acrescenta o Dr. Craggs. Quando os mergulhos de medição terminam, começa o mergulho fotográfico.

Cada centímetro da área tem de ser captado pela câmara e isso não é tão simples como possa parecer. "É um desafio, na medida em que não se pode prever a corrente e as ondulações", explica Kate. "Por isso, tentar manter uma velocidade e altura consistentes sobre o recife foi complicado. Quando há corais de alturas diferentes, é necessário corrigir constantemente a profundidade enquanto se nada por cima deles com a câmara." Neste caso, a precisão é importante, por isso ter as ferramentas certas faz toda a diferença.

Kate utiliza uma objetiva grande-angular numa Canon EOS R5 Mark II numa caixa estanque e, como seria de esperar, as imagens que capta (uma fotografia por cada segundo) são nítidas, com cores exatas e precisas. "Dá-nos um detalhe excecional", acrescenta o Dr. Craggs. "E isto é mesmo emocionante." Mas não se trata apenas de garantir a beleza das fotografias. Os detalhes minuciosos também proporcionam características distintivas, melhorando a precisão da reconstrução. "A primeira coisa que tem de fazer é juntá-las e criar algo chamado ‘nuvem de pontos dispersos’", explica ele. É como um esboço de pontos, cada um representando uma característica do recife que aparece em várias imagens sobrepostas, o que permite ao software determinar a forma básica do espaço. Há poucos detalhes nesta fase, daí o termo ‘dispersos‘.

"Depois fazemos alguma filtragem para criar a ‘nuvem de pontos densa‘, que gera muito mais pontos – frequentemente milhões – e preenche muito mais informação." Por último, criamos a ‘malha‘, que preenche os grupos de pontos e dá ao modelo 3D a textura da sua superfície." Para chegar a este resultado, é necessário um trabalho informático muito pesado, mas, ao ampliar a imagem, é possível ver o coral com um detalhe notável. "Podemos chegar até apenas alguns milímetros, por isso estamos a obter uma resolução incrível. A qualidade é tão boa, as extremidades estão claramente definidas e isto irá melhorar a precisão dos nossos métodos de medição."

Se pensa que medir o crescimento do coral é uma atividade do tipo ‘sim, cresceu/não, não cresceu’, não podia estar mais longe da realidade. A fotogrametria é uma ferramenta importante na monitorização de cada um dos seis locais, uma vez que ajuda o Dr. Craggs e os cientistas marinhos da Nature Seychelles a acompanhar e compreender o que está a acontecer: se o coral se adaptou ao seu novo ambiente, as taxas de sobrevivência e a forma, o tamanho e a estrutura do recife em crescimento. É utilizada em conjunto com outras medições, como a qualidade da água, a temperatura ou a penetração da luz, para ilustrar a saúde do recife ao longo do tempo.

A fotogrametria também fornece uma outra forma importante de realizar comparações ao longo do tempo. As representações em 3D podem ser niveladas e convertidas no que se chama um ‘ortomosaico‘. É aqui que os marcadores de escala codificados, que a Kate e os seus colegas mergulhadores colocaram em cada parcela, revelam toda a sua utilidade. "Garantem que tudo se alinha corretamente para criar uma imagem bidimensional a partir de centenas de fotografias", explica o Dr. Craggs. As parcelas medidas são um elemento permanente no recife, pois permitem à equipa captar réplicas periódicas do ‘mapa nivelado‘. "Em seguida, podemos sobrepô-las e medir diretamente o grau de crescimento de uma área de coral ao longo de seis meses, um ano ou mais."

Kate e a equipa da Nature Seychelles irão repetir o exercício regularmente, nadando para cima e para baixo, para a esquerda e para a direita, fotografando metodicamente as seis parcelas de coral: metade com a introdução de larvas adicionais e a outra metade sem as larvas adicionais. "Depois poderemos ampliar e ver onde estão os nossos corais bebés e começar o processo de medição", afirma o Dr. Craggs. "Em última análise, o objetivo é extrair os dados, analisá-los e modificar a nossa abordagem consoante necessário. É experimentar, testar, modificar, melhorar: é uma jornada constante."

Acompanhe o progresso do nosso trabalho com a Nature Seychelles e a Coral Spawning International aqui. E saiba mais sobre as soluções de fotogrametria da Canon.