Қозғалып бара жатқан ұшақтағы адам бақылаушы шамамен әрбір 10 пілдің 1-ін көрмей қалады. Алгоритм шаршамайды.
Жабайы жануарлар популяциясын зерттеу табиғатты қорғаудың негізі болып табылады. Браконьерлікке қарсы патруль маршруттарынан бастап тіршілік ортасын қорғау бюджеттеріне дейін - әрбір басқару шешімі сол жерде қанша жануар бар екенін білуге тәуелді. Ондаған жылдар бойы стандартты әдіс бірдей болды: ландшафт үстінен төмен ұшып, көргеніңді санау. Мәселе мынада: қозғалып бара жатқан ұшақтағы адам көздері бұл жұмысты жақсы орындай алмайды.
Дәстүрлі әуе зерттеу және оның шектеулері
Кәдімгі жабайы жануарлар зерттеуі былай жұмыс істейді: дайындалған бақылаушылар төмен ұшатын ұшақтан (әдетте жерден 60-100 метр биіктікте) еңкейіп, екі жағындағы белгіленген жолақта жануарларды санайды. Олар түрлерді, топ өлшемдерін және орналасқан жерлерін қағазға немесе дауыс жазғышпен жазады, көбінесе қатарынан 6-8 сағат бойы.
Мәселелер жақсы құжатталған. Бақылаушы шаршауы бірінші сағаттан кейін басталады және дәлдік тұрақты түрде төмендейді. Бір трансектіні санайтын әр түрлі бақылаушылар 10-30% ерекшеленетін нәтижелер береді. Көлеңкеде, бұталардың артында немесе алалы ормандықтағы жануарлар жиі байқалмайды. Ауа райы, турбуленттілік және биіктік қосымша өзгергіштік тудырады. Ұшулардың өздері де қымбат және қауіпті: төмен биіктікте зерттеу ұшулары табиғатты қорғаудағы ең жоғары тәуекелді іс-шаралардың бірі.
ЖИ санауды қалай өзгертеді
ЖИ көмегімен әуе зерттеулер жұмыс процесін өзгертеді. Жануарларды нақты уақытта байқау және санау үшін адам бақылаушыларына сенудің орнына, ұшақ (немесе дрон) бүкіл зерттеу аумағының жоғары ажыратымдылықтағы фотосуреттерін түсіреді. Жерде анықтау моделі әрбір суретті сканерлеп, тапқан әрбір жануарды белгілейді.
Анықтау моделі, әдетте RetinaNet сияқты конволюциялық нейрондық желі, суреттерді бір өтуде өңдейді. Ол жануарларды пішіні, өлшемі және фонмен контрастына қарай анықтайды, содан кейін әрбір анықтауға сенімділік балы бар маркер қояды. Адам тексеруші белгіленген суреттер мен шекаралық жағдайларды тексереді, бірақ негізгі санау автоматты түрде жүргізіледі.
Wageningen университетінің жануарлар популяциясы зерттеулерінде жарияланған зерттеу RetinaNet сарапшы адам аннотациясымен салыстырғанда піллердің 95%-ын, керіктердің 91%-ын және зебралардың 90%-ын анықтағанын, сонымен қатар адам аннотаторлары мүлдем байқамаған қосымша 2,8-4,0% жануарларды дұрыс анықтағанын көрсетті. Модель әрбір дұрыс оң нәтижеге тек 1,6-5,0 жалған оң нәтиже берді.
Frontiers in Conservation Science журналындағы зерттеу ЖИ көмегімен әдістер қол әдістерімен салыстырғанда популяция бағалау стандартты қатесін 31-67% азайта алатынын, бірдей шығынмен іріктеу күшінің 160-1.050% артуы мүмкіндігімен көрсетті. Бұл бір бюджетпен көбірек аумақтың, жиірек зерттелуін білдіреді.
Қай түрлер ең жақсы нәтиже береді
Әрбір түрді әуеден ЖИ арқылы санау бірдей оңай емес. Ең жақсы нәтижелер ірі, айқын түсті және ашық тіршілік ортасында кездесетін жануарлардан алынады.
Піллер, ірі қара мал, зебралар және гну - идеалды кандидаттар. Олардың өлшемі оларды анықтауды жеңілдетеді, ал ашық саванна күшті контраст жасайды.
Фламинголар, пингвиндер және теңіз құстары колониялары ашық жерде тығыз, көрінетін топтар түрінде отырады. ЖИ бір суретте мыңдаған жеке тұлғаларды санауда жоғары нәтиже көрсетеді.
Тюлеңдер, теңіз арыстандары мен моржтар жағалау бойында жоғарыдан айқын көрінеді. Жылулық бейнелеу екінші анықтау арнасын қосады.
Малшылар мен жабайы табиғат басқарушылары ашық жайылымдарда ірі қара мал, жылқылар мен бұғылар үшін бірдей әдістерді қолданады.
Аудитке жарамдылық артықшылығы
Фотосуретке негізделген зерттеулердің ең аз бағаланатын артықшылықтарының бірі - тұрақтылық. Дәстүрлі бақылаушы санауы планшеттегі сан ғана. Ұшудан кейін оны қайта тексеру, даулау немесе жақсарту мүмкін емес.
Фотосурет тұрақты дәлел. ЖИ зерттеуі кезінде түсірілген әрбір сурет мұрағатталып, әр түрлі тексерушілер қайта қарап, жылдар өткен соң жетілдірілген алгоритмдермен қайта өңделе алады. Егер жаңа модель өткен жылғыдан 5% дәлірек болса, оны өткен жылғы суреттерде іске қосып, қайтадан ұшпай-ақ жақсы тарихи бағалау алуға болады.
Бұл уақыт өте келе жақсаратын өсіп келе жатқан деректер базасын жасайды. Wild Me сияқты табиғатты қорғау ұйымдары дүние жүзіндегі зерттеушілерге әуе суреттерін ортақ пайдалануға және қайта талдауға мүмкіндік беретін ашық бастапқы кодты платформалар (Scout сияқты) құрды. Ғылыми жазба одан алынған санау емес, фотосуреттің өзі болады.
ЖИ санау әлі де қиындық тудыратын жерлер
ЖИ әуе санауы қуатты, бірақ әмбебап емес. Бірнеше жағдай әлі де шынымен қиын болып қала береді.
- Тығыз өсімдік жамылғысы - Қалың ағаш қабаты астындағы жануарлар стандартты камералар үшін көрінбейді. Орман піллері мен приматтарды әуеден зерттеу әлі де қиын.
- Түнгі түрлер - Тек түнде белсенді жаратылыстар жылулық немесе инфрақызыл бейнелеуді қажет етеді, оның кеңістіктік ажыратымдылығы күндізгі RGB камераларына қарағанда төмен.
- Су астындағы су жануарлары - Дельфиндер немесе балықтар сияқты су астындағы теңіз түрлерін әуе фотосуреттерінен сенімді түрде анықтау мүмкін емес.
- Кішкентай немесе камуфляждалған түрлер - Қоршаған ортаға сіңіп кететін жануарлар, мысалы құрғақ шөптегі қояндар, анықтау модельдерін шегіне дейін жетелейді.
- Экстремалды ауа райы - Бұлт жамылғысы, жаңбыр және қатты жел сурет сапасын нашарлатады және дрон мен ұшақ операцияларын толығымен тоқтата алады.
ЖИ арқылы жабайы жануарларды санауды бастау
- Платформаңызды таңдаңыз- Тұтынушылық дрон (DJI Mavic немесе ұқсас) шағын аумақтар үшін жұмыс істейді; пилотты ұшақтар немесе тұрақты қанатты дрондар үлкен қорықтарды қамтиды.
- Ұшу торыңызды жоспарлаңыз- Тұрақты биіктік пен суреттің қабаттасуымен толық аумақты қамту үшін автоматтандырылған бағдарлау нүктесі навигациясын пайдаланыңыз.
- Дұрыс уақытта түсіріңіз- Таңғы ерте немесе кешкі жарық қатты көлеңкелерді азайтады. Жануарлар көлеңке іздейтін түс кезінде түсіруден аулақ болыңыз.
- Анықтау моделімен өңдеңіз- Суреттерді ЖИ санау платформасына жүктеңіз. Ашық бастапқы кодты нұсқаларға жабайы табиғатқа арналған анықтау үшін Wild Me-нің Scout жүйесі кіреді.
- Белгіленген анықтауларды тексеріңіз- Сенімділік балы төмен маркерлер мен шекаралық жағдайларды қолмен тексеріңіз. Бұл гибридті тәсіл дәлдікті барынша арттырады.
- Бәрін мұрағаттаңыз- Түпнұсқа суреттерді санау деректерімен бірге сақтаңыз. Болашақ алгоритмдер бүгінгі фотосуреттерден одан да көп мән алады.
Қорытынды
Жабайы табиғатты қорғау дәл популяция деректеріне байланысты, ал ондаған жылдар бойы қолда бар ең жақсы құрал шулы ұшақтағы шаршаған бақылаушы болды. ЖИ арқылы әуе санауы табиғатты қорғаудағы адам тәжірибесін алмастырмайды, бірақ қол санау тығырығын жояды.
Келесі жолы қорыққа популяция бағалауы қажет болғанда, ең дәл жауап планшеттен емес, камерадан келеді. Планшеттен айырмашылығы, фотосуреттер он жылдан кейін де пайдалы болады.