WhaleVis将一个多世纪的捕鲸数据转化为交互式地图

尽管鲸鱼是地球上最大的动物，但它们仍然很难追踪。因此，专家们经常利用历史捕鲸数据来为当前的研究提供信息。国际捕鲸委员会(IWC)维护的数据集包含有关商业鲸鱼捕捞的详细信息，超过210万条记录，主要是从1880年到1986年IWC禁止捕鲸为止。然而，对于研究人员来说，提取这些数据本身就是一项挑战。

华盛顿大学的一个团队创建了一个名为WhaleVis的在线交互式地图，让鲸鱼研究人员可以直观地看到IWC关于全球鲸鱼捕捞量和捕鲸路线的数据。由此，研究人员可以估计动物的空间分布和捕鲸者投入的捕猎努力。

通过将历史数据及其趋势与当前信息进行比较，科学家可以更好地了解鲸鱼种群随时间的变化、它们去过的地方，以及如何更好地保护仍然活着的鲸鱼。

华盛顿大学团队于10月25日在澳大利亚墨尔本(Narrm)举行的IEEEVIS会议上展示了其研究成果。该工具在线，但用户必须获得IWC的许可才能访问它。

“科学数据是大数据的一个非常重要的方面，但世界各地的科学家可以使用完全不同的硬件和软件。也许他们无法使用大型服务器来快速处理巨大的数据集，”资深作者LeilaniBattle说。华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与工程学院助理教授。“因此，在创建WhaleVis时，我们不得不问：我们如何设计一个可以可视化数百万个数据点的工具，但又不依赖超级强大的服务器?”

该团队通过多种方式解决了这个问题。首先，研究人员并没有尝试在全球地图上同时渲染超过200万个点，而是对计算机处理器造成负担，并创建“毛球可视化”(难以辨认的混乱的线条和点)，而是将鲸鱼捕获量聚集成簇。例如，南大西洋南乔治亚岛的一个大蓝点代表着130,611头鲸鱼的捕获量，其中大部分是长须鲸。随着研究人员继续开发该工具，他们将允许用户放大地图的某些部分以获取更多细节。

其次，他们为网络浏览器构建了该工具，而不是作为独立的应用程序，以使其能够在不同的计算平台上运行。

主要作者、艾伦学院的威斯康星大学博士生阿梅亚·帕蒂尔(AmeyaPatil)表示：“让这些数据易于访问非常重要，这样就可以轻松地使用它来生成可行的见解。”“这样的工具使信息更加具体和易于理解。”

WhaleVis是通过威斯康星大学的环境计算诞生的，该计划汇集了计算机和气候科学家的合作。这篇论文的合著者、威斯康星大学水产与渔业科学学院教授特雷弗·布兰奇(TrevorBranch)一直在研究IWC数据集，并希望帮助将其可视化，特别是通过这种方式来估计投入了多少努力。每条鲸鱼捕获。巴特尔和帕蒂尔正在寻找一个将环境科学与数据可视化相结合的项目，而IWC的数据集正好符合要求。

“能够像这样可视化数据有助于我们回答大量问题，”布兰奇说。“例如，很难区分蓝鲸的两个亚种——大型南极蓝鲸和大约20英尺短的侏儒蓝鲸。通过可视化捕获大型鲸鱼和侏儒鲸的探险活动，我们可以清楚、快速地看到两者之间的界限。这两个亚种。”

在当前的迭代中，WhaleVis使用某些区域的探险密度来让科学家估算捕鲸者在每次捕猎中投入的努力。如果研究人员能够量化这种努力，即这些探险中捕获的时间和距离，就可以更好地了解历史鲸鱼种群的大小、密度和位置。

未来，该团队计划完善估计捕鲸者努力程度的方法，对每次探险的捕捞间隔时间等因素进行标准化。研究人员还打算为不同的场景添加交互式预测模型，并将WhaleVis上使用的方法应用于其他动物种群。

“从研究人员的角度来看，已经在线的东西非常非常酷，”布兰奇说，“远远超过了迄今为止可用的任何东西。只有当你开始以良好的可视化方式处理数据时，你才会发现一些其中的异常和惊喜。”