Notícias

Dec 24, 2023

O aprendizado profundo ajuda na estimativa global das concentrações de pigmento do fitoplâncton

30 de maio de 2023 Este artigo

30 de maio de 2023

Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

verificado

fonte confiável

revisar

por LI Yuan, Academia Chinesa de Ciências

A estrutura da comunidade do fitoplâncton pode refletir as mudanças no ambiente marinho e nos ajudar a entender os fatores determinantes da evolução ecológica. A quantificação da concentração de pigmentos no fitoplâncton é crucial para uma avaliação abrangente da classificação taxonômica e da estrutura da comunidade.

Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Li Xiaofeng, do Instituto de Oceanologia da Academia Chinesa de Ciências (IOCAS), fez progressos na inversão das concentrações globais de pigmentos de fitoplâncton usando algoritmos de aprendizado profundo. Eles desenvolveram um modelo baseado em aprendizado profundo (modelo DL-PPCE) para estimar as concentrações de 17 diferentes pigmentos de fitoplâncton globalmente usando dados de satélite.

O estudo foi publicado no Remote Sensing of Environment.

As entradas do modelo incluem parâmetros de cor do oceano, parâmetros ambientais derivados de satélite e a inclinação da refletância de sensoriamento remoto acima da superfície. O modelo foi validado contra dados de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e mostrou-se vantajoso para analisar a dinâmica da comunidade fitoplanctônica em grande escala espaço-temporal.

Usando o modelo DL-PPCE estabelecido, os pesquisadores conduziram análises de séries temporais das concentrações globais de pigmentos recuperadas pelo espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada (MODIS) durante o período de 2003-2021. Eles descobriram que a área dominada por procariotos se estendia para o leste de 180°E a 150°W durante o evento El Niño de 2015/2016. De 2003 a 2021, a abundância procariótica foi positivamente correlacionada com a intensidade do El Nino, mas negativamente correlacionada com a abundância de toda a comunidade fitoplanctônica.

O sensoriamento remoto da cor do oceano permite a recuperação da absorção do fitoplâncton, que está diretamente ligada à concentração de pigmentos. “No entanto, a recuperação simultânea de múltiplas concentrações de pigmento globalmente é desafiadora devido à variabilidade da propriedade óptica na água do mar e ao efeito de empacotamento na absorção do fitoplâncton”, disse Li Xiaolong, primeiro autor do estudo.

"Em nosso estudo, empregamos uma nova abordagem para estimar as concentrações globais de pigmento de fitoplâncton", disse o Prof. Li, autor correspondente do estudo. "Evitando suposições sobre espectros de absorção de pigmentos e empregando aprendizado profundo, estabelecemos relações não lineares entre variáveis ​​de sensoriamento remoto e concentrações de pigmentos de fitoplâncton. Essa abordagem rendeu alta precisão na estimativa de concentrações de pigmentos."

Mais Informações: Xiaolong Li et al, Estimativa global das concentrações de pigmentos de fitoplâncton a partir de dados de satélite usando um modelo baseado em aprendizado profundo, Sensoriamento remoto do ambiente (2023). DOI: 10.1016/j.rse.2023.113628

Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências