Ecologii folosesc din ce în ce mai mult drone pentru a strânge date. Oamenii de știință au folosit aeronave pilotate de la distanță pentru a estima starea de sănătate a mușchilor polari fragili, pentru a măsura și prezice masa sigiliilor de leopard și chiar pentru a colecta snot de balenă. Dronele au fost, de asemenea, etichetate ca schimbătoare de jocuri pentru monitorizarea populației de animale sălbatice.
Dar odată ce praful de decolare se instalează, cum știm dacă drone produc date precise? Poate chiar mai important, cum se compară datele cu cele adunate folosind o abordare tradițională bazată pe sol?
Pentru a răspunde la aceste întrebări, am creat #EpicDuckChallenge, care a implicat desfășurarea a mii de rațe de plastic replică pe o plajă Adelaide, și apoi testarea diferitelor metode de corelare a acestora.
După cum raportăm astăzi în revista Methods in Ecology and Evolution, drone generează într-adevăr date precise despre populația faunei sălbatice - chiar mai exacte, de fapt, decât cele colectate în mod vechi.
Jarrod Hodgson stând într-una dintre coloniile de replici de păsări marine construite pentru #EpicDuckChallenge. (S. Andriolo) Evaluarea exactității datelor privind numărul de animale sălbatice este dificilă. Nu putem fi siguri de adevăratul număr de animale prezente într-un grup de animale sălbatice. Așadar, pentru a depăși această incertitudine, am creat colonii de păsări de mare cu replici de dimensiuni de viață, fiecare având un număr cunoscut de indivizi.
Dintr-o perspectivă optimă și în condiții meteorologice ideale, localnici experimentați de animale sălbatice au numărat independent coloniile de la sol folosind binocluri și telescoape. În același timp, o dronă a capturat fotografii ale fiecărei colonii dintr-o serie de înălțimi. Oamenii de știință cetățeni au folosit apoi aceste imagini pentru a regla numărul de animale pe care le-au putut vedea.
Numărul de păsări din imagini derivate din drone au fost mai bune decât cele făcute de observatorii de animale sălbatice pe teren. Abordarea dronei a fost mai precisă și mai precisă - a produs numărate care erau în mod constant mai aproape de numărul real de indivizi.
Compararea avantajelor: fotografii derivate din drone și vederea contorului de la sol. (J. Hodgson) Diferența dintre rezultate nu a fost banală. Datele derivate din drone au fost cuprinse între 43% și 96% mai exact decât numărul de teren. Variația s-a datorat câți pixeli reprezentau fiecare pasăre, ceea ce la rândul său este legat de înălțimea pe care droneul a fost arborat și rezoluția camerei.
Nu a fost o surpriză. Contoarele de teren experimentate s-au descurcat bine, dar punctul de vedere al dronei a fost superior. Observarea fotografiilor făcute de sus a însemnat că oamenii de știință cetățeni nu au fost nevoiți să se confrunte cu păsări obscure care apar adesea în timpul numărului solului. De asemenea, imaginile au beneficiat oamenii de știință cetățeni, deoarece au putut să-și revizuiască digital numărul de câte ori este nevoie. Acest lucru a redus probabilitatea de a lipsi atât de o persoană, cât și de a număra o persoană de mai multe ori.
Oamenii de știință au fost ajutați de mulți voluntari, fără de care #EpicDuckChallenge nu ar fi fost posibil. (J. Hodgson) Cu toate acestea, chiar dacă s-a dovedit a fi mai precis, efectuarea numărătoarelor digitale manuale este încă obositoare și consumă mult timp. Pentru a rezolva acest aspect, am dezvoltat un algoritm computerizat în speranța că poate îmbunătăți și mai mult eficiența fără a diminua calitatea datelor. Și a făcut-o.
Am delimitat o proporție de păsări din fiecare colonie pentru a antrena algoritmul pentru a recunoaște modul în care animalul de interes a apărut în imagini. Am descoperit că utilizarea datelor de instruire de 10% a fost suficientă pentru a produce un număr de colonii care a fost comparabil cu cel al unui om care revizuia întreaga scenă.
Această computerizare poate reduce timpul necesar procesării datelor, oferind posibilitatea de a reduce costurile și resursele necesare pentru a analiza populațiile de animale sălbatice. Dacă sunt combinate cu eficiența, dronele prevăd situri de sondaj greu accesibile pe jos, aceste economii pot fi considerabile.
Utilizarea monitorizării drone în câmp
Rezultatele noastre au implicații importante pentru o serie de specii. Credem că sunt deosebit de relevante pentru agregarea păsărilor, inclusiv păsări de mare ca albatrosele, pinguinii de cuibărire de suprafață și păsărele frigate, precum și păsările de cuib coloniale, precum pelicanii.
Alte tipuri de animale care se văd cu ușurință de sus, inclusiv garniturile aruncate și digongurile, sunt foarte potrivite pentru monitorizarea dronei. Cuiburile sau urmele de animale, cum ar fi orangutanele și țestoasele, pot fi de asemenea folosite pentru a deduce prezența.
Experimente suplimentare vor fi utile pentru a evalua capacitatea droneilor de a cerceta animalele care preferă să rămână ascunse și cele din habitatele complexe. Astfel de evaluări ne interesează pe noi și pe cercetătorii de pe glob, cercetările curente concentrându-se asupra vieții sălbatice, cum ar fi mamiferele arborele și cetaceele.
Încă învățăm despre modul în care reacția vieții sălbatice la prezența drone și este necesară mai multe cercetări pentru a cuantifica aceste răspunsuri într-o serie de specii și medii. Rezultatele vor ajuta la perfecționarea și îmbunătățirea protocoalelor de monitorizare a dronei, astfel încât drone să aibă un impact minim asupra vieții sălbatice. Acest lucru este deosebit de important pentru speciile care sunt predispuse la tulburări și unde apropierea nu este posibilă sau de dorit.
Lumea se schimbă rapid, cu multe rezultate negative pentru viața sălbatică. Tehnologia precum drone poate ajuta oamenii de știință și managerii să strângă date suficient de rapid pentru a permite evaluarea în timp util a implicațiilor acestor schimbări.
Atunci când monitorizăm fauna sălbatică, creșterea preciziei și preciziei sondajelor la animale ne oferă mai multă încredere în estimările populației noastre. Aceasta oferă o bază de dovezi mai puternică pe baza căreia se pot lua decizii de management sau schimbări de politică. Pentru speciile și ecosistemele amenințate de dispariție sau daune ireparabile, o astfel de acțiune rapidă ar putea fi o linie de salvare literală.
Acest articol a fost publicat inițial pe The Conversation.
Jarrod Hodgson, candidat la doctorat, Universitatea din Adelaide
Aleks Terauds, cercetător principal / șef de secție, Divizia Antarctică australiană
Lian Pin Koh, profesor, Universitatea din Adelaide
