Drönare eller obemannade flygplan (UAV) är i själva verket underutnyttjad teknik inom viltförvaltning, trots det breda utbudet av potentiella tillämpningar. Drönare är dock ett framväxande verktyg för att tillhandahålla ett säkrare, billigare och tystare alternativ till traditionella metoder för att studera marin megafauna i en naturlig miljö.
De har många fördelar inom viltövervakning och naturvård eftersom de är billigare än bemannade flygplan. De kan manövreras på plats och på lägre höjder och ljud, och deras användning är oberoende av dagsljus.
Som tur är testas drönare för närvarande över hela världen för att räkna vildrenar i öppna bergsmiljöer och klövvilt i tall- och bokskogar i länder som Polen. När teknologin utvecklas och marknaden ökar, blir drönare överkomliga för djurförvaltare, markägare och andra intressenter som är involverade i viltförvaltning.
Drönare med relevanta sensorer kan hantera de tekniska utmaningar som konventionella tekniker står inför. Denna teknik kan kringgå hinder under flygning, ger utrymme för höjdjustering och blir alltmer ett lovande bevarandeverktyg inom ekologisk övervakning. Tekniken har potential för snabbare utbyggnad än satelliter eller bemannade flygplan. Det är också användbart för vilda djurarter som är känsliga för markundersökningstekniker. UAV-baserade data ger användbara insikter för snabba förvaltningssvar och kan avsevärt komplettera de konventionella tekniker som används i vildlivsbaserad forskning, ekologisk övervakning, bevarande och förvaltningsmetoder.
Det är inte drönarna i sig utan snarare kamerorna som är monterade på drönarna som avgör användbarheten. För att övervaka homeotermiska djur kan termiska infraröda kameror (TIR) som registrerar värme som avges från kroppen vara mer framgångsrika än optiska kameror (RGB) som registrerar ljuset som reflekteras av kroppen, särskilt om arten är svår att optiskt skilja från omgivningen. .
Detekteringsframgång med TIR beror på flyghöjd, kameravinkel, temperatur och luftfuktighet i omgivningen och atmosfären, djurets hud-/hårtemperatur och dess beteende och val av livsmiljö.
För vegetationsundersökningar är multispektrala kameror som, förutom RGB, mäter nära-infraröd NIR, användbara för uppskattning av t.ex. det normaliserade skillnaden vegetationsindex NDVI för att fånga information om levande grön vegetationsbiomassa för en given växt eller vegetationsplot.
Vid kartläggning av jordbruksvegetation måste bilder vanligtvis överlappa cirka 70 % för att skapa kartor av hög kvalitet. Förändringar i ljusförhållandena under datainsamling kan orsaka allvarliga fel på vegetationskartor, ofta ses som ränder på en karta, och måste beaktas under databehandling.
Drönare inkluderar olika typer och storlekar av utrustning, från bara några hundra gram till tusentals kilo. Den militära användningen av UAV har varit drivkraften för teknisk utveckling under lång tid. Ändå, särskilt under de senaste decennierna, har jordbruks-, meteorologiska och naturresurser-relaterade användare börjat använda UAV mer och mer.
De mest lämpliga typerna för naturvård och viltövervakning är flerrotordrönare och fastvingade drönare. Drönare med flera rotorer ger möjlighet till vertikal start och landning med god datanoggrannhet på grund av möjligheten att kontrollera kamerans position och orientering exakt. Begränsad hastighet och flygtid begränsar deras användning vid övervakning av stort område. Drönare med fasta vingar har längre flygtider på grund av effektiv kraftanvändning, och de flygs vanligtvis högre än flerrotordrönare för att täcka större områden samtidigt. Nackdelar är deras oförmåga att sväva utan rörelse på ett ställe, behovet av en bana eller katapult vid start och specifik landningsutrustning som en fallskärm. Båda typerna kan programmeras för att följa specifika förutbestämda flygrutter.
Den senaste utvecklingen inom drönare, artificiell intelligens och miniatyriserade värmeavbildningssystem gjorde det mer flexibelt, prisvärt och exakt för flygövervakning av klövdjur. Det har uppskattats att den UAV-baserade undersökningen av 100 ha stort territorium är ~10 gånger mindre tidskrävande än analoga undersökningar baserade på traditionella fältbesök. Genom att granska olika studier har forskare kommit fram till att drönare räknar vilda djur mer exakt och exakt än människor.
Men i de flesta fall utförs fortfarande djurräkning från flygundersökningar manuellt, behovet av automatisering av databehandling är synligt. Automatisering kan också hjälpa till att använda olika övervakningssystem på ett tillförlitligt sätt, eftersom manuell räkning nuförtiden kan minska resultaten av befolkningstätheten avsevärt. I Australien räknades makropoder (känguruer) i både helikoptrar och drönare med optiska kameror, och som ett resultat erbjuder drönaren mycket lägre makropoddensitet jämfört med helikopter (3,2 respektive 53,8 djur km2). Forskningsgapanalys om afrikansk svinpest utförd av Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA, 2019) har identifierat drönare (särskilt de som är utrustade med värmekameror) som en viktig datakälla.
UAV har blivit allt populärare verktyg för forskning om vilda djur; forskningsluckor och utmaningar har identifierats i flera översiktsstudier. Forskare granskade drönarapplikationer för bevarande i skyddade områden, lyfte fram potentiella utmaningar som kan hjälpa till att vägleda framtida forskning på området, gav en kort klassificering av plattformar enligt egenskaper och tillämpning, och en övergripande översikt över sensorer och enheter kopplade till drönare.
De har också samlat in rekommendationer om observationsstrategier för att övervaka djur med hjälp av UAV utrustade med värmekameror. Tidig morgon rekommenderas för termiska mätningar på grund av maximal kontrast mellan målobjektet och bakgrunden.
De största utmaningarna med den termiska databaserade metoden UAV är dock svårigheterna med artidentifiering på grund av värmekamerornas relativt låga upplösning, regler som begränsar drönaroperationer till visuell siktlinje och stort väderberoende.
Utmaningar förknippade med drönare vid övervakning av vilda djur
Det finns många utmaningar förknippade med användningen av drönare i olika livsmiljötyper för däggdjur som individer, enskilda arter eller grupper av många arter samtidigt.
1. Juridiska och etiska krav
Den senaste tidens framväxt av drönarteknik och dess civila användning har utlöst juridiska och etiska tillsynsmyndigheter i många länder. Tillståndskraven, inklusive den visuella siktlinjen (VLOS), minskar effektiv användning av UAV i miljö- och bevarandeforskningsarbeten. Det finns juridiska och etiska överväganden som reglerar användningen, beroende på fem nyckelaspekter:typ, storlek, avsedd användning, geografiska platser relaterade till begränsade områden, efterlevnad av särskilda rättsliga eller administrativa förfaranden, mänsklig integritet, etc. Följaktligen skaffa flygtillstånd drönare i de flesta länder tar mycket tid på grund av de betydande restriktionerna.
2. Tekniska utmaningar
Appliceringen av små drönare kräver inga sofistikerade färdigheter. Ändå är nödvändiga tekniska färdigheter oundvikliga för att säkerställa säker drönaroperation och bildbehandling för att generera data för att uppfylla förutbestämda ekologiska övervakningsmål. Detta inkluderar lämplig planering och genomförande av flyguppdrag. Andra tekniska utmaningar förknippade med drönare inkluderar kraftbegränsningar och låga flygtidsaspekter som kan påverka deras prestanda.
3. Väderförhållanden
Olika väderförhållanden är nästa stora utmaningar, och de har olika inverkan på drönarflygets prestanda. Till exempel orsakar molntäcke, dis, dimma och glasyr måttlig påverkan, medan vind och turbulens, temperatur, regn, luftfuktighet, snö och solstormar orsakar negativa effekter. Allvarliga effekter på drönarens prestanda orsakas främst av orkaner, belysning, hallar och tornados.