Ekologit käyttävät yhä enemmän drooneja tiedon keräämiseen. Tutkijat ovat käyttäneet kauko-ohjattavia lentokoneita arkaluonteisten polaaristen sammalien terveyden arvioimiseksi, leoparditiivisteiden massan mittaamiseksi ja ennustamiseksi sekä jopa valaannuhan keräämiseksi. Droonit on myös merkitty riistanvaihtajiksi villieläinten populaation seurannassa.
Mutta kun lähtöpöly on asettunut, mistä tiedämme, tuottavatko droonit tarkkoja tietoja? Ehkä vielä tärkeämpää, kuinka tietoja verrataan perinteiseen maaperustaiseen lähestymistapaan kerättyihin tietoihin?
Näihin kysymyksiin vastaamiseksi loimme #EpicDuckChallengen, joka sisälsi tuhansien muovisten ankkojen sijoittamisen Adelaiden rannalle ja testaamisen sitten eri menetelmillä niiden keräämiseksi.
Kuten ilmoitamme tänään lehdessä Methods in Ecology and Evolution, droonit todellakin tuottavat tarkkoja villieläinpopulaatiotietoja - itse asiassa jopa tarkempia kuin vanhanaikaisesti kerätyt.
Jarrod Hodgson seisoo yhdessä #EpicDuckChallenge-rakennukseen rakennettujen merilintujen replikasioista. (S. Andriolo) Villieläinten lukumäärän tietojen tarkkuutta on vaikea arvioida. Emme voi olla varmoja villieläinten ryhmässä olevien eläinten todellisesta määrästä. Joten tämän epävarmuuden voittamiseksi loimme elämäkokoiset replikan merilintupesäkkeet, joissa jokaisessa on tunnettu määrä yksilöitä.
Optimaalisesta näkökulmasta ja ihanteellisissa sääolosuhteissa kokeneet villieläinten tarkkailijat laskivat pesäkkeet itsenäisesti maanpinnasta kiikareilla ja kaukoputkilla. Samanaikaisesti drooni otti valokuvia jokaisesta pesäkkeestä korkeusalueelta. Sitten kansalaisten tiedemiehet käyttivät näitä kuvia tarkkailemaansa eläinten määrää.
Lintujen lukumäärä droneista peräisin olevissa kuvissa oli parempi kuin villieläimistarkkailijoiden tekemät maassa. Droonimenetelmä oli tarkempi ja tarkempi - se tuotti laskelmia, jotka olivat jatkuvasti lähempänä todellista henkilöiden lukumäärää.
Vertaamalla hyötyjä: droonista peräisin olevat valokuvat ja maalaskurin näkemys. (J. Hodgson) Tulosten välinen ero ei ollut triviaali. Droonista johdetut tiedot olivat välillä 43 prosenttia - 96 prosenttia tarkempia kuin maan pinta-ala. Vaihtelu johtui siitä, kuinka monta pikseliä edusti kutakin lintua, mikä puolestaan riippuu droonin lentämisen korkeudesta ja kameran resoluutiosta.
Tämä ei ollut yllätys. Kokenut maalaskurit menestyivät hyvin, mutta droonin näkökulma oli parempi. Ylhäältä otettujen valokuvien tarkkailu merkitsi sitä, että kansalaistutkijoiden ei tarvinnut taistella piilevien lintujen kanssa, joita esiintyy usein maan laskemisen aikana. Kuvat hyödyksi myös kansalaistutkijoihin, koska he pystyivät digitaalisesti tarkistamaan lukumääränsä niin monta kertaa kuin tarvitsi. Tämä vähensi todennäköisyyttä, että sekä kadotetaan henkilö että lasketaan henkilö useammin kuin kerran.
Tutkijoita auttoi monia vapaaehtoisia, joita ilman #EpicDuckChallenge ei olisi ollut mahdollista. (J. Hodgson) Vaikka se osoittautui tarkemmaksi, manuaalisten digitaalilukujen tekeminen on silti työlästä ja aikaa vievää. Tämän ratkaisemiseksi kehitimme tietokonealgoritmin toivoen, että se voisi edelleen parantaa tehokkuutta heikentämättä tiedon laatua. Ja se tapahtui.
Rajasimme lintujen osuuden kussakin pesäkkeessä kouluttaaksemme algoritmin tunnistamaan, kuinka mielenkiintoinen eläin esiintyi kuvissa. Havaitsimme, että 10%: n koulutustietojen käyttö riitti tuottamaan pesäkkeiden määrän, joka oli verrattavissa koko kohtausta tarkistavan ihmisen lukumäärään.
Tämä tietokoneistaminen voi lyhentää tietojen käsittelyyn kuluvaa aikaa tarjoamalla mahdollisuuden leikata villieläinten populaatioiden tutkimiseen tarvittavia kustannuksia ja resursseja. Yhdistettynä hyötysuhteisiin dronit tarjoavat tutkimuspaikkoja, joihin on vaikea päästä jalan kautta, nämä säästöt voivat olla huomattavia.
Drone-seurannan käyttö kentällä
Tuloksillamme on tärkeitä vaikutuksia moniin lajeihin. Katsomme, että ne ovat erityisen merkityksellisiä lintujen lisääntymiselle, mukaan lukien merilintujen, kuten albatrossejen, pintapesättävien pingviinien ja fregattilintujen, sekä siirtomaa pesivien vesilintujen, kuten pelikaanien, kanssa.
Muun tyyppiset eläimet, jotka ovat helposti nähtävissä ylhäältä, mukaan lukien vedettävät sinetit ja dugongit, ovat erittäin sopivia dronevalvontaan. Eläinten, kuten orangutanien ja kilpikonnien, pesiä tai jälkiä voidaan myös käyttää päätelmään läsnäolosta.
Lisäkokeet ovat hyödyllisiä arvioitaessa droonien kykyä tutkia eläimiä, jotka mieluummin pysyvät piilossa, ja niitä, jotka ovat monimutkaisissa elinympäristöissä. Tällaiset arviot kiinnostavat meitä ja tutkijoita ympäri maailmaa. Nykyisissä tutkimuksissa keskityttiin villieläimiin, kuten arboreaalisiin nisäkkäisiin ja valaisiin.
Opimme vielä sitä, kuinka villieläimet reagoivat dronejen läsnäoloon, ja näiden reaktioiden kvantifioimiseksi monilla lajeilla ja ympäristöissä tarvitaan lisää tutkimusta. Tulokset auttavat tarkentamaan ja parantamaan droonien valvontaprotokollia siten, että drooneilla on minimaalinen vaikutus villieläimiin. Tämä on erityisen tärkeää lajeille, jotka ovat alttiita häiriöille ja joiden läheisyys ei ole mahdollista tai toivottavaa.
Maailma muuttuu nopeasti, ja villieläimille on monia kielteisiä seurauksia. Teknologian kaltaiset droonit voivat auttaa tutkijoita ja johtajia keräämään tietoja riittävän nopeasti, jotta näiden muutosten vaikutukset voidaan arvioida ajoissa.
Villieläinten seurannassa eläintutkimusten tarkkuuden lisääminen antaa meille enemmän luottamusta väestöennusteihimme. Tämä tarjoaa vahvemman näyttöpohjan johtopäätösten tai politiikan muutosten tekemiselle. Lajeille ja ekosysteemeille, joita uhkaa sukupuuttoon sukupuutto tai korjaamaton vahinko, tällainen nopea toiminta voi olla kirjaimellinen pelastuslinja.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
Jarrod Hodgson, tohtorikoulutettava, Adelaiden yliopisto
Aleks Terauds, vanhempi tutkija / osastonpäällikkö, Australian Etelämanner -osasto
Lian Pin Koh, professori, Adelaiden yliopisto
