Gli ecologi utilizzano sempre più droni per raccogliere dati. Gli scienziati hanno utilizzato velivoli a pilotaggio remoto per stimare la salute dei fragili muschi polari, misurare e prevedere la massa di foche leopardo e persino raccogliere il moccio di balena. I droni sono stati anche etichettati come game-changer per il monitoraggio della popolazione selvatica.
Ma una volta che la polvere di decollo si deposita, come facciamo a sapere se i droni producono dati precisi? Forse ancora più importante, come si confrontano i dati con quelli raccolti usando un approccio tradizionale basato sul terreno?
Per rispondere a queste domande abbiamo creato #EpicDuckChallenge, che prevedeva il dispiegamento di migliaia di anatre di plastica replica su una spiaggia di Adelaide, e quindi il test di vari metodi per calcolarle.
Come riportiamo oggi sulla rivista Methods in Ecology and Evolution, i droni generano effettivamente dati precisi sulla popolazione della fauna selvatica, persino più accurati di quelli raccolti alla vecchia maniera.
Jarrod Hodgson in piedi in una delle colonie replicate di uccelli marini costruite per #EpicDuckChallenge. (S. Andriolo) È difficile valutare l'accuratezza dei dati relativi al conteggio della fauna selvatica. Non possiamo essere sicuri del vero numero di animali presenti in un gruppo di animali selvatici. Quindi, per superare questa incertezza, abbiamo creato colonie di uccelli marini replica a grandezza naturale, ognuna con un numero noto di individui.
Dal punto di vista ottimale e in condizioni meteorologiche ideali, osservatori della fauna selvatica con esperienza hanno contato indipendentemente le colonie da terra usando binocoli e telescopi. Allo stesso tempo, un drone ha catturato fotografie di ogni colonia da una gamma di altezze. Gli scienziati cittadini hanno quindi usato queste immagini per calcolare il numero di animali che potevano vedere.
I conteggi degli uccelli nelle immagini derivate dai droni erano migliori di quelli fatti dagli osservatori della fauna selvatica sul terreno. L'approccio con i droni era più preciso e più accurato: produceva conteggi che erano costantemente più vicini al numero reale di individui.
Confronto tra i vantaggi: fotografie derivate da droni e vista del banco di terra. (J. Hodgson) La differenza tra i risultati non era banale. I dati derivati dai droni erano tra il 43 percento e il 96 percento più precisi dei conteggi a terra. La variazione era dovuta al numero di pixel che rappresentavano ciascun uccello, che a sua volta è correlato all'altezza di volo del drone e alla risoluzione della telecamera.
Questa non è stata una sorpresa. Gli esperti segnalini di terra hanno fatto bene, ma il punto di vista del drone era superiore. Osservare le foto scattate dall'alto significava che i cittadini scienziati non dovevano fare i conti con gli uccelli oscurati che spesso si verificano durante il conteggio dei terreni. Le immagini hanno anche giovato ai cittadini scienziati perché potevano rivedere digitalmente i loro conteggi tutte le volte che ne avevano bisogno. Ciò ha ridotto la probabilità sia di perdere un individuo che di contarlo più di una volta.
Gli scienziati sono stati assistiti da molti volontari, senza i quali #EpicDuckChallenge non sarebbe stato possibile. (J. Hodgson) Tuttavia, anche se si è rivelato più accurato, fare conteggi digitali manuali è ancora noioso e richiede tempo. Per ovviare a questo, abbiamo sviluppato un algoritmo informatico nella speranza che potesse migliorare ulteriormente l'efficienza senza ridurre la qualità dei dati. E lo ha fatto.
Abbiamo delineato una proporzione di uccelli in ogni colonia per addestrare l'algoritmo per riconoscere come appariva l'animale di interesse nelle immagini. Abbiamo scoperto che l'utilizzo dei dati di addestramento del 10% era sufficiente per produrre un conteggio delle colonie paragonabile a quello di un umano che stava esaminando l'intera scena.
Questa informatizzazione può ridurre il tempo necessario per elaborare i dati, offrendo l'opportunità di ridurre i costi e le risorse necessari per il rilevamento delle popolazioni di animali selvatici. Se combinati con l'efficienza, i droni forniscono siti di rilevamento difficili da raggiungere a piedi, questi risparmi possono essere considerevoli.
Utilizzando il monitoraggio dei droni sul campo
I nostri risultati hanno importanti implicazioni per una serie di specie. Pensiamo che siano particolarmente rilevanti per l'aggregazione di uccelli, compresi uccelli marini come albatri, pinguini nidificanti di superficie e fregate, nonché uccelli acquatici nidificanti coloniali come i pellicani.
Altri tipi di animali facilmente visibili dall'alto, tra cui foche e dugonghi trasportati, sono molto adatti al monitoraggio dei droni. I nidi o le tracce di animali, come gli oranghi e le tartarughe, possono anche essere usati per inferire la presenza.
Ulteriori esperimenti saranno utili per valutare la capacità dei droni di rilevare animali che preferiscono rimanere nascosti e quelli all'interno di habitat complessi. Tali valutazioni sono interessanti per noi e per i ricercatori di tutto il mondo, con le attuali ricerche incentrate su animali selvatici come mammiferi arborei e cetacei.
Stiamo ancora imparando come la fauna selvatica reagisce alla presenza di droni e sono necessarie ulteriori ricerche per quantificare queste risposte in una gamma di specie e ambienti. I risultati aiuteranno a perfezionare e migliorare i protocolli di monitoraggio dei droni in modo che i droni abbiano un impatto minimo sulla fauna selvatica. Ciò è particolarmente importante per le specie che sono soggette a disturbi e in cui la stretta vicinanza non è possibile o desiderabile.
Il mondo sta cambiando rapidamente, con molti esiti negativi per la fauna selvatica. La tecnologia come i droni può aiutare scienziati e manager a raccogliere dati abbastanza velocemente da consentire una valutazione tempestiva delle implicazioni di questi cambiamenti.
Quando si monitora la fauna selvatica, aumentare l'accuratezza e la precisione delle indagini sugli animali ci dà maggiore fiducia nelle stime della nostra popolazione. Ciò fornisce una base di prova più forte su cui prendere decisioni di gestione o modifiche alle politiche. Per le specie e gli ecosistemi minacciati di estinzione o danni irreparabili, tale azione rapida potrebbe essere un'ancora di salvezza letterale.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation.
Jarrod Hodgson, PhD Candidate, University of Adelaide
Aleks Terauds, ricercatore senior / capo sezione, divisione antartica australiana
Lian Pin Koh, Professore, Università di Adelaide
