Тисяча пластикових качок довела ефективність дронів у підрахунку популяцій

Австралійські вчені порівняли ефективність двох способів підрахунку популяцій диких птахів: за допомогою спостерігачів з біноклями на землі і за допомогою ручної та напівавтоматичної оцінки фотографій, зроблених дронами з різної висоти. Для того, щоб точно знати число птахів у колонії, дослідники використовували близько тисячі штучних качок. Результати дослідження опубліковані в журналі.

Моніторинг окремих популяцій тварин на місцевості - трудомісткий і складний процес, що вимагає великої кількості спостерігачів і спеціальної техніки: від фото- і відеокамер до безпілотників і вертольотів. В останні роки дослідники намагаються автоматизувати цей процес, наприклад, за допомогою алгоритмів комп'ютерного зору, які дозволяють оцінити кількість особин за допомогою автоматичного аналізу зображень.

Використання таких технологій, однак, ускладнюється неможливістю точної оцінки ефективності їх роботи: порівнюючи результати підрахунку автоматичними системами і людськими спостерігачами, іноді неможливо оцінити точне число особин (особливо, птахів або комах). Для того, щоб оцінити ефективність роботи подібних систем, вчені з Університету Аделаїди в Австралії під керівництвом Ляня Пін Коха (Lian Pin Koh) використовували тисячу приманок для птахів (невеликих гумових реплік пернатих). Репліки розставили на одному з австралійських пляжів: дослідники варіювали число штучних птахів від 463 до 1017. Порахувати, таким чином, потрібно було десять численних колоній птахів.

Спочатку вчені порівняли, наскільки точно можна порахувати популяції птахів за фотографіями, зробленими дроном, з підрахунком спостерігачів з біноклями і зоровими трубами. Фотографії гумових птахів були зроблені з 30, 60, 90 і 120 метрів: на зображенні на кожну качку припадало по 275, 69, 30 і 17 пікселів відповідно.

Підрахунок особин за фотографіями, зробленими дронами з будь-якої висоти, виявився ефективнішим (p < 0,001) підрахунку спостерігачами з землі: ефективність такого методу була від 43 до 96 відсотків вищою (залежно від величини колонії), ніж традиційні методи оцінки за допомогою зорової труби або бінокля. Найточніше птахів вдалося порахувати за фотографіями, зробленими з висоти 30 і 60 метрів.

Потім дослідники оцінили ефективність напівавтоматичного методу оцінки величини популяції. Для цього вони використовували алгоритм, який, ґрунтуючись на даних про те, як виглядає особина з певної висоти (ці дані надає людина: йому достатньо виділити кілька птахів), відокремлює їх від загального фону і вважає. Такий підхід виявився практично таким же ефективним (94 відсотки), як і підрахунок птахів за фотографіями з повітря вручну.

Зрозуміло, валідність такого методу оцінки далека від ідеальної. У реальності птахи можуть збиватися в купи, непристойні навіть за фотографіями, зробленими з найменшої висоти; крім того, на зображення можуть потрапити артефакти руху птахів - і це також порушить ефективність такого методу. Тим не менш, вчені показали, що навіть з урахуванням обмежень, ефективність автоматичної оцінки чисельності популяцій в дикій природі не поступається - і навіть перевершує - роботу спостерігачів на землі, вимагаючи при цьому меншої кількості витрат за часом.

Інший спосіб автоматичного підрахунку особин у зграях птахів - це аналіз їхнього співу. Американські дослідники, наприклад, запропонували робити це за допомогою дронів, оснащених звукозаписними пристроями.