Le système d’imagerie sous-marine à champ sombre porté par bouée améliore la capacité de surveillance du plancton marin

Le système d'imagerie sous-marine à champ sombre porté par bouée améliore la capacité de surveillance du plancton marin

Fig. 1 Exemples de ROI de particules mésoplanctoniques et non planctoniques capturées par l’imageur sous-marin lors d’essais de radeaux côtiers. Crédit : L’équipe de LI Jianping

Le mésoplancton fait référence au plancton dont la taille corporelle est comprise entre 200 et 20 000 m. Étant donné que le mésoplancton est l’élément clé des écosystèmes côtiers, son abondance et sa composition peuvent rapidement refléter les changements environnementaux de l’eau de mer locale.

Une équipe de recherche dirigée par le Dr Li Jianping de l’Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT) de l’Académie chinoise des sciences a développé un système d’imagerie sous-marine à champ sombre porté par bouée qui peut étendre les capacités de surveillance géographique et temporelle du plancton marin d’une surface réseau de bouées. Les résultats pertinents ont été publiés dans IEEE Journal of Oceanic Engineering le 20 octobre.

Le nouvel imageur du système d’essai comprend un nouvel éclairage à LED stroboscopique avec une conception d’éclairage laminaire convergente vers l’intérieur à 360 °. Une telle conception optique facilite non seulement la photographie couleur sous-marine en fond noir de haute qualité du plancton marin, mais réduit également les fuites de lumière vers l’environnement sous-marin local et minimise ainsi la distorsion de leur distribution causée par l’agrégation de zooplancton induite par la phototaxie.

De plus, l’installation de différents objectifs permet à l’imageur de prendre en charge des grossissements commutables pour l’imagerie d’une plage de tailles de 200 m à 40 mm. Pour réduire les charges de stockage et de transmission des données, l’imageur est équipé d’un ordinateur embarqué pour effectuer un prétraitement de détection d’objets en ligne après l’acquisition d’images.

Le système d'imagerie sous-marine à champ sombre porté par bouée améliore la capacité de surveillance du plancton marin

Fig. 2 Exemples de ROI de plancton collectés par l’imageur sous-marin lors d’un essai de bouée. Crédit : L’équipe de LI Jianping

Le système peut détecter le plancton individuel et les particules en suspension à partir d’images brutes. Il peut ensuite transmettre instantanément les vignettes de la région d’intérêt (ROI) recadrée à un serveur distant, où elles sont ensuite identifiées et quantifiées par des algorithmes d’apprentissage en profondeur basés sur le cloud computing pour obtenir des informations de surveillance pour la récupération à distance par les utilisateurs finaux.

Grâce à des essais de radeaux et de bouées, 46 804 images de plancton et de particules en suspension ont été annotées grâce à un effort mutuellement assisté par l’homme et la machine. Le résultat est un ensemble de données avec 90 catégories.

Le système d’imagerie a été intégré à la bouée de surface et déployé dans la baie de Daya dans le nord de la mer de Chine méridionale pendant huit mois. Il a transmis un total de 1 545 187 images de région d’intérêt au serveur, grâce à sa capacité d’échantillonnage continu à haute fréquence et à long terme.

Il a également observé des phénomènes de migration verticale journalière du plancton avec une résolution temporelle plus élevée et, pour la première fois, une épidémie sans précédent de Creseis acula dans les eaux proches de la côte sud-ouest de la baie de Daya.

« Il s’agit du premier essai réussi de déploiement d’un imageur submersible sous une bouée de surface amarrée pour une surveillance à long terme, continue, à haute fréquence et in situ du plancton marin dans les eaux côtières », a déclaré le Dr Li. « La vulgarisation d’un tel paradigme, en particulier avec un déploiement en réseau, réduira le coût, élargira la couverture spatiale, augmentera la fréquence d’échantillonnage et prolongera la durée de déploiement des programmes de surveillance du plancton marin. »


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Plus d’information:
Jianping Li et al, Développement d’un système d’imagerie sous-marine à bouée pour la surveillance in situ du mésoplancton des eaux côtières, IEEE Journal of Oceanic Engineering (2021). DOI : 10.1109 / JOE.2021.3106122

Fourni par l’Académie chinoise des sciences

Citation: Le système d’imagerie sous-marine à champ sombre porté par bouée améliore la capacité de surveillance du plancton marin (2021, 28 octobre) récupéré le 28 octobre 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-10-buoy-borne-underwater-dark-field-imaging .html

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