Тысяча пластиковых уток доказала эффективность дронов в подсчете популяций

Очень много резиновых уточек

ANDR3W A / flickr

Австралийские ученые сравнили эффективность двух способов подсчета популяций диких птиц: с помощью наблюдателей с биноклями на земле и с помощью ручной и полуавтоматической оценки фотографий, сделанных дронами с разной высоты. Для того, чтобы точно знать число птиц в колонии, исследователи использовали около тысячи искусственных уток. Результаты исследования опубликованы в журнале Methods in Ecology and Evolution.

Мониторинг отдельных популяций животных на местности — трудоемкий и сложный процесс, требующий большого количества наблюдателей и специальной техники: от фото- и видеокамер до беспилотников и вертолетов. В последние годы исследователи пытаются автоматизировать этот процесс, например, с помощью алгоритмов компьютерного зрения, которые позволяют оценить количество особей с помощью автоматического анализа изображений.

Использование таких технологий, однако, осложняется невозможностью точной оценки эффективности их работы: сравнивая результаты подсчета автоматическими системами и человеческими наблюдателями, иногда невозможно оценить точное число особей (в особенности, птиц или насекомых). Для того, чтобы оценить эффективность работы подобных систем, ученые из Университета Аделаиды в Австралии под руководством Ляня Пин Коха (Lian Pin Koh) использовали тысячу приманок для птиц (небольших резиновых реплик пернатых). Реплики расставили на одном из австралийских пляжей: исследователи варьировали число искусственных птиц от 463 до 1017. Сосчитать, таким образом, нужно было десять многочисленных колоний птиц.

Сначала ученые сравнили, насколько точно можно сосчитать популяции птиц по фотографиям, сделанным дроном, с подсчетом наблюдателей с биноклями и зрительными трубами. Фотографии резиновых птиц были сделаны с 30, 60, 90 и 120 метров: на изображении на каждую утку приходилось по 275, 69, 30 и 17 пикселей соответственно. 


Подсчет особей по фотографиям, сделанным дронами с любой высоты, оказался эффективнее (p < 0,001) подсчета наблюдателями с земли: эффективность такого метода была от 43 до 96 процентов выше (в зависимости от величины колонии), чем традиционные методы оценки с помощью зрительной трубы или бинокля. Точнее всего птиц удалось сосчитать по фотографиям, сделанным с высоты 30 и 60 метров.

Затем исследователи оценили эффективность полуавтоматического метода оценки величины популяции. Для этого они использовали алгоритм, который, основываясь на данных о том, как выглядит особь с определенной высоты (эти данные предоставляет человек: ему достаточно выделить несколько птиц), отделяет их от общего фона и считает. Такой подход оказался практически таким же эффективным (94 процента), как и подсчет птиц по фотографиям с воздуха вручную.


Разумеется, валидность такого метода оценки далека от идеальной. В реальности птицы могут сбиваться в кучи, неразличимые даже по фотографиям, сделанным с самой маленькой высоты; кроме того, на изображения могут попасть артефакты движения птиц — и это также нарушит эффективность такого метода. Тем не менее, ученые показали, что даже с учетом ограничений, эффективность автоматической оценки численности популяций в дикой природе не уступает — и даже превосходит — работу наблюдателей на земле, требуя при этом меньшего количества затрат по времени. 

Другой способ автоматического подсчета особей в стаях птиц — это анализ их пения. Американские исследователи, например, предложили делать это с помощью дронов, оснащенных звукозаписывающими устройствами.

Елизавета Ивтушок

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.