Ökologen verwenden zunehmend Drohnen, um Daten zu sammeln. Wissenschaftler haben ferngesteuerte Flugzeuge eingesetzt, um den Gesundheitszustand zerbrechlicher Polarmoose abzuschätzen, die Masse von Leopardenrobben zu messen und vorherzusagen und sogar Walrotze zu sammeln. Drohnen wurden auch als Wegbereiter für die Überwachung der Wildtierpopulationen eingestuft.
Aber woher wissen wir, wenn sich der Startstaub gelegt hat, ob Drohnen genaue Daten liefern? Was vielleicht noch wichtiger ist: Wie vergleichen sich die Daten mit denen, die mit einem traditionellen bodenbasierten Ansatz erfasst wurden?
Um diese Fragen zu beantworten, haben wir die #EpicDuckChallenge entwickelt, bei der Tausende von Plastik-Enten an einem Strand in Adelaide stationiert und anschließend verschiedene Methoden zu deren Auswertung getestet wurden.
Wie wir heute in der Zeitschrift Methods in Ecology and Evolution berichten, erzeugen Drohnen in der Tat genaue Wildtierpopulationsdaten - sogar genauer als die, die auf altmodische Weise erfasst wurden.
Jarrod Hodgson steht in einer der nachgebildeten Kolonien von Seevögeln, die für die #EpicDuckChallenge konstruiert wurden. (S. Andriolo) Es ist schwierig, die Genauigkeit der Zähldaten für wild lebende Tiere zu bestimmen. Wir können nicht sicher sein, wie viele Tiere tatsächlich in einer Gruppe von Wildtieren vorkommen. Um diese Unsicherheit zu überwinden, haben wir lebensgroße Nachbildungen von Seevogelkolonien mit jeweils einer bekannten Anzahl von Individuen erstellt.
Aus der optimalen Perspektive und bei idealen Wetterbedingungen zählten erfahrene Tierbeobachter die Kolonien mithilfe von Ferngläsern und Teleskopen unabhängig vom Boden aus. Gleichzeitig hat eine Drohne Fotos von jeder Kolonie aus verschiedenen Höhen aufgenommen. Bürgerwissenschaftler verwendeten diese Bilder dann, um die Anzahl der Tiere zu bestimmen, die sie sehen konnten.
Die Anzahl der Vögel in von Drohnen abgeleiteten Bildern war besser als die von Wildbeobachtern am Boden. Der Drohnenansatz war präziser und genauer - er erzeugte Zählungen, die der tatsächlichen Anzahl von Individuen durchweg näher kamen.
Vergleich der Aussichten: von Drohnen abgeleitete Fotos und die Sicht des Bodenzählers. (J. Hodgson) Der Unterschied zwischen den Ergebnissen war nicht trivial. Von Drohnen abgeleitete Daten waren zwischen 43 Prozent und 96 Prozent genauer als Bodenzahlen. Die Abweichung ergab sich aus der Anzahl der Pixel pro Vogel, die sich wiederum auf die Flughöhe der Drohne und die Auflösung der Kamera bezog.
Das war keine Überraschung. Die erfahrenen Bodenzähler haben sich gut geschlagen, aber der Blickwinkel der Drohne war überlegen. Durch die Beobachtung der von oben aufgenommenen Fotos mussten sich die Bürgerwissenschaftler nicht mit verdeckten Vögeln herumschlagen, die häufig während der Bodenzählung auftreten. Die Bilder kamen auch den Bürgerwissenschaftlern zugute, da sie ihre Zählung so oft wie nötig digital überprüfen konnten. Dies verringerte die Wahrscheinlichkeit, dass sowohl eine Person vermisst wurde als auch eine Person mehrmals gezählt wurde.
Die Wissenschaftler wurden von vielen Freiwilligen unterstützt, ohne die die #EpicDuckChallenge nicht möglich gewesen wäre. (J. Hodgson) Obwohl es sich als genauer herausgestellt hat, ist es immer noch mühsam und zeitaufwendig, manuelle digitale Zählungen vorzunehmen. Um dies zu beheben, haben wir einen Computeralgorithmus entwickelt, mit dem die Effizienz weiter verbessert werden kann, ohne die Datenqualität zu beeinträchtigen. Und das tat es auch.
Wir haben einen Teil der Vögel in jeder Kolonie abgegrenzt, um den Algorithmus zu trainieren, um zu erkennen, wie das Tier von Interesse in den Bildern auftrat. Wir fanden heraus, dass die Verwendung von 10% Trainingsdaten ausreichend war, um eine Kolonienzählung zu erzielen, die mit der eines Menschen vergleichbar war, der die gesamte Szene überprüfte.
Diese Computerisierung kann die für die Datenverarbeitung erforderliche Zeit verkürzen und die Kosten und Ressourcen senken, die für die Erfassung der Wildtierpopulationen erforderlich sind. In Kombination mit der Effizienz, mit der Drohnen schwer zugängliche Standorte überwachen, können diese Einsparungen beträchtlich sein.
Einsatz der Drohnenüberwachung im Feld
Unsere Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf eine Reihe von Arten. Wir glauben, dass sie besonders für die Ansammlung von Vögeln relevant sind, darunter Seevögel wie Albatrosse, Oberflächen-Brutpinguine und Fregattvögel sowie koloniale Brutwasservögel wie Pelikane.
Andere Arten von Tieren, die von oben leicht zu sehen sind, einschließlich herausgezogener Seehunde und Dugongs, eignen sich hervorragend für die Überwachung von Drohnen. Die Nester oder Spuren von Tieren wie Orang-Utans und Schildkröten können ebenfalls verwendet werden, um auf Präsenz zu schließen.
Zusätzliche Experimente werden nützlich sein, um die Fähigkeit von Drohnen zu untersuchen, Tiere zu beobachten, die es vorziehen, versteckt zu bleiben, und solche, die sich in komplexen Lebensräumen befinden. Solche Einschätzungen sind für uns und Forscher auf der ganzen Welt von Interesse. Derzeit konzentrieren sich die Untersuchungen auf wildlebende Tiere wie Baumsäugetiere und Wale.
Wir lernen immer noch, wie wild lebende Tiere auf das Vorhandensein von Drohnen reagieren, und es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um diese Reaktionen in einer Reihe von Arten und Umgebungen zu quantifizieren. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, die Drohnenüberwachungsprotokolle zu verfeinern und zu verbessern, sodass Drohnen nur minimale Auswirkungen auf die Tierwelt haben. Dies ist besonders wichtig für Arten, die zu Störungen neigen und deren Nähe nicht möglich oder wünschenswert ist.
Die Welt verändert sich rasant, mit vielen negativen Folgen für die Tierwelt. Technologien wie Drohnen können Wissenschaftlern und Managern dabei helfen, Daten schnell genug zu erfassen, um die Auswirkungen dieser Änderungen rechtzeitig abschätzen zu können.
Bei der Überwachung von Wildtieren erhöht die Erhöhung der Genauigkeit und Präzision von Tierversuchen das Vertrauen in unsere Bevölkerungsschätzungen. Dies bietet eine stärkere Evidenzbasis, auf der Managemententscheidungen oder Richtlinienänderungen getroffen werden können. Für Arten und Ökosysteme, die vom Aussterben bedroht sind oder irreparable Schäden davontragen, könnte eine solche rasche Aktion eine buchstäbliche Rettungsleine sein.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Jarrod Hodgson, Doktorand, Universität von Adelaide
Aleks Terauds, Senior Research Scientist / Abteilungsleiter, Australian Antarctic Division
Lian Pin Koh, Professor an der Universität von Adelaide
