The fjords of the ringed seal : assessing the status of ringed seals in western Svalbard through machine learning

Abstract

The Svalbard Archipelago in the Norwegian High Arctic is one of the regions that has experienced the fastest rate of warming and the most marked reductions in sea ice extent in response to recent global warming. Ringed seals (Pusa hispida) are an Arctic-endemic true seal species that depends on sea ice for key life stages and life history functioning, which places them at risk given the ongoing deterioration of their habitat. In this study, UAS surveys were conducted in Isfjorden (2023, 2024, 2025), Van Mijenfjorden (2024–2025) and Kongsfjorden (2024), on the west coast of Spitsbergen, Svalbard, to generate high-resolution imagery to train an object detection model (proSeal) based on the YOLOv8 architecture to estimate the abundance of ringed seals in this region. The results demonstrate the effectiveness of the proSeal model that was developed, which detected 96% of the ringed seals present when exposed to new images. Use of the model reduced the human workload for post processing image analyses by 99.7%. From an ecological perspective, a decline in ringed seal abundance over the last two decades was demonstrated in two fjords (Kongsfjorden and Van Mijenfjorden) and confirmed in a third fjord system that was recently surveyed (Isfjorden). The interannual variability in abundance observed across fjords during this study underscores the importance of monitoring over several years to determine reasonable abundance estimates and understand variance. Overall, this research demonstrates an efficient, cost-effective pipeline for obtaining rapid and reliable abundance data for ringed seals in future monitoring surveys and offers insights into the ringed seals’ status and distribution in western Svalbard.

Svalbarðaeyjaklasinn á norðurslóðum Noregs er eitt þeirra svæða sem hefur orðið fyrir hraðastri hlýnun og mest áberandi minnkun hafísþekju í kjölfar hnattrænnar hlýnunar. Hringanórar (Pusa hispida) eru einlendur heimskauta-selur sem eru háðir hafís á lykilstigum lífsferilsins, sem gerir þá viðkvæma í ljósi versnandi búsvæða. Í þessari rannsókn voru framkvæmdar ómannaðar loftkannanir (UAS) í Ísfirði (2023, 2024, 2025), Van Mijenfirði (2024–2025) og Kongsfirði (2024) á vesturströnd Spitsbergen á Svalbarða. Markmiðið var að afla hágæða loftmynda til að þjálfa hlutgreiningarlíkan (proSeal), byggt á YOLOv8 arkitektúr, til að meta fjölda hringanóra á svæðinu. Niðurstöðurnar sýna fram á virkni proSeal líkansins, sem greindi 96% hringanóra á nýjum myndum. Notkun líkansins minnkaði vinnuálag við eftirvinnslu myndgreininga um 99,7%. Frá vistfræðilegu sjónarhorni sýna niðurstöðurnar fækkun hringanóra á undanförnum tveimur áratugum í tveimur fjörðum (Kongsfirði og Van Mijenfirði) og staðfesta sams konar þróun í þriðja fjarðakerfinu sem nýlega var rannsakaður (Ísfirði). Breytileiki í árlegum fjölda milli fjarða undirstrikar mikilvægi langtímavöktunar til að fá áreiðanlegar áætlanir um stofnstærð og skilja sveiflur milli ára. Heildarniðurstaðan er að þessi rannsókn sýnir fram á skilvirka og hagkvæma aðferð til að afla hraðra og áreiðanlegra gagna um fjölda hringanóra í framtíðarkönnunum og veitir innsýn í ástand og útbreiðslu tegundarinnar á vesturhluta Svalbarða.