Ekologové stále častěji používají drony ke sběru dat. Vědci použili dálkově řízená letadla k odhadu zdravotního stavu křehkých polárních mechů, k měření a předpovídání množství tuleňů leopardů a dokonce ke sběru velrybího uzlu. Drony byly také označeny jako měniče her pro sledování populace volně žijících živočichů.
Ale jakmile se usazovací prach usadí, jak víme, že drony produkují přesná data? A co možná ještě důležitější je, jak se údaje porovnají s údaji získanými pomocí tradičního pozemního přístupu?
Abychom odpověděli na tyto otázky, vytvořili jsme #EpicDuckChallenge, která zahrnovala rozmístění tisíců plastových replik kachen na pláži Adelaide a poté testování různých metod jejich seskupení.
Jak dnes uvádíme v časopise Methods in Ecology and Evolution, drony skutečně vytvářejí přesné údaje o populaci volně žijících živočichů - ve skutečnosti ještě přesnější než ty, které byly shromážděny staromódním způsobem.
Jarrod Hodgson stojící v jedné z replik kolonií mořských ptáků konstruovaných pro #EpicDuckChallenge. (S. Andriolo) Posouzení přesnosti údajů o počtu volně žijících živočichů je obtížné. Nemůžeme si být jisti skutečným počtem zvířat přítomných ve skupině divokých zvířat. Abychom překonali tuto nejistotu, vytvořili jsme kolonie mořských ptáků v životní velikosti, každá se známým počtem jedinců.
Z optimálního pohledu a za ideálních povětrnostních podmínek zkušení pozorovatelé divočiny nezávisle počítali kolonie ze země pomocí dalekohledu a dalekohledů. Současně dron zachytil fotografie každé kolonie z různých výšek. Občanští vědci pak použili tyto obrázky k zaznamenání počtu zvířat, která mohli vidět.
Počty ptáků ve snímcích odvozených od dronů byly lepší než počty pozorovatelů divoké zvěře na zemi. Droneův přístup byl přesnější a přesnější - vytvářel počty, které byly stále blíže skutečnému počtu jednotlivců.
Porovnání výhod: fotografie odvozené od dronů a pohled na pozemní pult. (J. Hodgson) Rozdíl mezi výsledky nebyl triviální. Data odvozená z robotů byla o 43 až 96 procent přesnější než počet pozemních. Tato odchylka byla způsobena tím, kolik pixelů reprezentovalo každého ptáka, což zase souvisí s výškou, kterou byl dron letěl, a rozlišením kamery.
To nebylo překvapení. Zkušení pozemní čítače si vedli dobře, ale výhodný bod dronu byl lepší. Pozorování fotografií pořízených shora znamenalo, že občanští vědci se nemuseli potýkat se zakrytými ptáky, které se často vyskytují během pozemních sčítání. Snímky také prospívaly občanským vědcům, protože mohli digitálně revidovat svůj počet tolikrát, kolikrát potřebovali. Tím se snížila pravděpodobnost, že jednotlivci budou chybět a že se bude jednotlivce počítat více než jednou.
Vědcům pomohlo mnoho dobrovolníků, bez nichž by #EpicDuckChallenge nebyla možná. (J. Hodgson) Přestože se ukázalo, že je přesnější, je manuální digitální počítání stále únavné a časově náročné. Abychom to vyřešili, vyvinuli jsme počítačový algoritmus v naději, že by mohl dále zlepšit účinnost bez snížení kvality dat. A stalo se.
Určili jsme část ptáků v každé kolonii, abychom vyškolili algoritmus, abychom rozpoznali, jak se zájmové zvíře objevilo ve snímcích. Zjistili jsme, že použití 10% tréninkových údajů bylo dostatečné k vytvoření počtu kolonií, který byl srovnatelný s počtem lidí, kteří sledovali celou scénu.
Tato automatizace může zkrátit čas potřebný ke zpracování dat, což poskytuje příležitost snížit náklady a zdroje potřebné pro průzkum populací volně žijících živočichů. V kombinaci s efektivitou drony poskytují průzkumné weby, které jsou obtížně přístupné pěšky, mohou být tyto úspory značné.
Využití monitorování dronů v terénu
Naše výsledky mají důležité důsledky pro řadu druhů. Domníváme se, že jsou zvláště relevantní pro shlukování ptáků, včetně mořských ptáků, jako jsou albatrosi, povrchové hnízdní tučňáci a fregata, stejně jako koloniální hnízdící vodní ptáky jako pelikány.
Jiné druhy zvířat, které jsou snadno vidět shora, včetně vytažených tuleňů a dugongů, jsou velmi vhodné pro monitorování dronů. Hnízda nebo stopy zvířat, jako jsou orangutani a želvy, lze také použít k odvození přítomnosti.
Další experimenty budou užitečné pro posouzení schopnosti dronů zkoumat zvířata, která raději zůstávají skryta a zvířata v komplexních stanovištích. Tato hodnocení jsou pro nás a pro vědce po celém světě zajímavá. Současná vyšetřování se zaměřují na volně žijící živočichy, jako jsou savci a kytovci.
Stále se učíme o tom, jak volně žijící živočichové reagují na přítomnost bezpilotních letounů, a pro kvantifikaci těchto reakcí v řadě druhů a prostředí je nutný další výzkum. Výsledky pomohou upřesnit a vylepšit protokoly pro monitorování dronů tak, aby drony měly minimální dopad na volně žijící zvířata. To je zvláště důležité pro druhy, které jsou náchylné k narušení a kde není možná ani žádoucí těsná blízkost.
Svět se rychle mění a má mnoho negativních výsledků pro volně žijící zvířata. Technologie, jako jsou drony, mohou vědcům a manažerům pomoci shromažďovat data dostatečně rychle, aby bylo možné včas posoudit důsledky těchto změn.
Při sledování volně žijících živočichů nám zvyšování přesnosti a přesnosti průzkumů na zvířatech dává větší důvěru v odhady populace. To poskytuje silnější důkazní základnu, na které lze provádět rozhodnutí managementu nebo změny politiky. U druhů a ekosystémů ohrožených vyhynutím nebo nenapravitelným poškozením by mohla být taková rychlá akce doslovným záchranným lanem.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Jarrod Hodgson, PhD kandidát, University of Adelaide
Aleks Terauds, vedoucí vědecký pracovník / vedoucí sekce, australská antarktická divize
Lian Pin Koh, profesor, University of Adelaide
