Computer telt zeehonden snel en goed

Computer telt zeehonden snel en goed

Een computer kan razendsnel en betrouwbaar zeehonden tellen op luchtfoto’s. En op basis van verspreidingspatronen in de zeehondenkolonies kunnen de minuscule stipjes op die foto’s ook per soort herkend worden. Dat blijkt uit het proefschrift waar marien bioloog Jeroen Hoekendijk vandaag (26 januari) op promoveert in Wageningen. “Om beter te begrijpen of en hoe zeehonden last hebben van de klimaatverandering en het verdwijnen van zee-ijs, is deze hulp van kunstmatige intelligentie (AI) bij waarnemingen cruciaal”, zegt Hoekendijk. Hoekendijk voerde zijn promotieonderzoek uit bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) en Wageningen University & Research.

AI trainen met luchtfoto’s

De gewone en grijze zeehonden in de Waddenzee worden sinds de jaren 70 geteld met behulp van luchtfoto’s die jaarlijks vanuit een klein vliegtuigje worden gemaakt. Daardoor is er een grote hoeveelheid luchtbeelden beschikbaar met geverifieerde aantallen zeehonden van beide soorten. “We hebben stapels van die oude foto’s aan een computerprogramma laten zien en als het ware tegen die computer gezegd: 'zoek de vijftig grijze zeehonden die wij op deze foto hebben gezien.' Daardoor hebben we het computerprogramma extra snel kunnen trainen in het herkennen en tellen van zeehonden”, aldus Hoekendijk.

In eerdere gevallen werden computers getraind in het tellen van om het even welke objecten, door eerst elk individueel object handmatig te markeren op de beelden, wat een tijdrovende klus is.

Verspreidingspatronen

Grijze en gewone zeehonden gedragen zich ook anders, wanneer ze op de droogvallende zandplaten in de Waddenzee liggen. Gewone zeehonden liggen duidelijk meer verspreid dan grijze. “Op basis van dat specifieke verspreidingspatroon kunnen we nu dus tóch de soorten herkennen op beelden waarvan de resolutie te laag is om de soorten te onderscheiden op basis van hun uiterlijke kenmerken. Vervolgens kunnen we ze alsnog per soort tellen”, aldus Hoekendijk. 

Waddenzee-veldlab voor enorm Noordpoolgebied

De Waddenzee is volgens de promovendus een perfect ‘veldlaboratorium’ gebleken om deze nieuwe methodes te ontwikkelen, om vervolgens later op veel grotere schaal naar zeehonden te zoeken en ze te tellen in bijvoorbeeld het Arctisch gebied. “Als je niet weet waar je precies moet zoeken, dan is zelfs het zoeken naar zeven miljoen zadelrobben in het complete Noordpoolgebied als zoeken naar spelden in een hooiberg.” Die tellingen van zeezoogdieren als zadelrobben in het Noordpoolgebied zijn wel essentieel, stelt Hoekendijk. “Door het verdwijnen van zee-ijs is het de verwachting dat zeehonden die op dat ijs rusten, vervellen en hun jongen baren het steeds moeilijker krijgen. Om te weten wat de precieze consequenties zijn, zullen we de dieren jaar op jaar moeten vinden en tellen.” Het is de verwachting dat de Arctische Oceaan mogelijk in de zomer van 2035 al helemaal ijsvrij zal zijn.  

Satellietbeelden

In de toekomst verwacht Hoekendijk dat ook satellietopnames een steeds grotere rol gaan spelen bij dit werk. “De resolutie van satellietbeelden wordt steeds fijner. Eén pixel op een satellietfoto is tegenwoordig nog maar 31 bij 31 centimeter groot. Dat betekent dat je een individuele zeehond al vanuit de ruimte kan zien liggen. Tel daarbij op dat computers met zogeheten ‘deep learning’ steeds beter worden in het herkennen van details en je begrijpt dat ze onmisbaar worden in het onderzoek naar de consequenties van klimaatverandering voor zeezoogdieren.”

Tekst: NIOZ
Beeld: Jeroen Hoekendijk