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Enregistrement W4293059516 · doi:10.3390/rs14133105

Underwater Multispectral Laser Serial Imager for Spectral Differentiation of Macroalgal and Coral Substrates

2022· article· en· W4293059516 sur OpenAlexaff
Matthieu Huot, Fraser Dalgleish, Eric Rehm, Michel Piché, Philippe Archambault

Notice bibliographique

RevueRemote Sensing · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueCoral and Marine Ecosystems Studies
Établissements canadiensUniversité Laval
Organismes subventionnairesUniversidad del AtlánticoFlorida Atlantic UniversityLink Foundation
Mots-clésUnderwaterRemote sensingMultispectral imageEnvironmental scienceCoral reefLidarHabitatOceanographyEcologyGeologyBiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The advancement of innovative underwater remote sensing detection and imaging methods, such as continuous wave laser line scan or pulsed laser (i.e., LiDAR—Light Detection and Ranging) imaging approaches can provide novel solutions for studying biological substrates and manmade objects/surfaces often encountered in underwater coastal environments. Such instruments can be used shipboard or coupled with proven and available deployment platforms as AUVs (Autonomous Underwater Vehicles). With the right planning, large areas can be surveyed, and more extreme and difficult-to-reach environments can be studied. A prime example, and representing a certain navigational challenge, is the under ice in the Arctic/Antarctic or winter/polar environments or deep underwater survey. Among many marine biological substrates, numerous species of macroalgae can be found worldwide in shallow down to 70+ m (clear water) coastal habitats and are essential ecosystem service providers through the habitat they provide for other species, the potential food resource value, and carbon sink they represent. Similarly, corals also provide important ecosystem services through their structure and diversity, are found to harbor increased local diversity, and are equally valid targets as “keystone” species. Hence, we expand current underwater remote sensing methods to combine macroalgal and coral surveys via the development of a multispectral laser serial imager designed for classification via spectral response. By using multiple continuous wave laser wavelength sources to scan and illuminate recreated benthic environments composed of macroalgae and coral, we show how elastic (i.e., reflectance) and inelastic (i.e., fluorescence) spectral responses can potentially be used to differentiate algal color groups and certain coral genus. Experimentally, three laser diodes (450 nm, 490 nm, 520 nm) are sequentially used in conjunction with up to 5 emission filters (450 nm, 490 nm, 520 nm, 580 nm, 685 nm) to acquire images generated by laser line scan pattern via high-speed galvanometric mirrors. Placed directly adjacent to a large saltwater imaging tank fitted with optical viewports, the optical system records target substrate spectral response using a photomultiplier preceded by a filter and is synchronously digitized to the scan rate by a high sample rate Analog-to-Digital Converter (ADC). Acquired images are normalized to correct for imager optical effects allowing for fluorescence intensity-based pixel segmentation via intensity thresholding. Overall, the multispectral laser serial imaging technique shows that the resulting high resolution data can be used for detection and classification of benthic substrates by their spectral response. These methods highlight a path towards eventual pixel-wise spectral response analysis for spectral differentiation.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,214
Écart entre enseignants0,203 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations7
Publié2022
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