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Quand il s'agit de compter la faune, les drones sont plus précis que les humains

Les écologistes utilisent de plus en plus des drones pour recueillir des données. Les scientifiques ont utilisé des avions pilotés à distance pour estimer la santé de mousses polaires fragiles, pour mesurer et prévoir la masse de phoques léopards et même pour ramasser la morve de baleine. Les drones ont également été qualifiés de changeurs de jeu pour la surveillance des populations d'animaux sauvages.

Mais une fois que la poussière de décollage est retombée, comment savoir si les drones produisent des données précises? Peut-être plus important encore, comment les données se comparent-elles à celles recueillies en utilisant une approche traditionnelle basée sur le sol?

Pour répondre à ces questions, nous avons créé le #EpicDuckChallenge, qui consistait à déployer des milliers de répliques de canards en plastique sur une plage d'Adélaïde, puis à tester diverses méthodes pour les comptabiliser.

Comme nous le rapportons aujourd'hui dans la revue Methods in Ecology and Evolution, les drones génèrent en effet des données précises sur la population faunique - encore plus précises que celles collectées à l'ancienne.

Jarrod Hodgson Jarrod Hodgson dans l'une des répliques de colonies d'oiseaux de mer construits pour le #EpicDuckChallenge. (S. Andriolo)

Évaluer l'exactitude des données sur le dénombrement de la faune est difficile. Nous ne pouvons pas être sûr du nombre réel d'animaux présents dans un groupe d'animaux sauvages. Ainsi, pour surmonter cette incertitude, nous avons créé des répliques de colonies d'oiseaux de mer de taille réelle, chacune avec un nombre connu d'individus.

Dans l'optique optimale et dans des conditions météorologiques idéales, des observateurs expérimentés de la faune ont compté les colonies du sol de manière indépendante à l'aide de jumelles et de télescopes. Au même moment, un drone capturait des photographies de chaque colonie à partir de plusieurs hauteurs. Les citoyens scientifiques ont ensuite utilisé ces images pour comptabiliser le nombre d'animaux qu'ils pouvaient voir.

Les comptages d'oiseaux dans les images obtenues par drones étaient meilleurs que ceux effectués par les observateurs de la faune sur le terrain. L’approche drone était plus précise et plus précise: elle produisait des comptes toujours plus proches du nombre réel d’individus.

Comparer les avantages Comparer les avantages: photographies prises avec des drones et la vue du compteur au sol. (J. Hodgson)

La différence entre les résultats n'était pas anodine. Les données obtenues par drones étaient entre 43% et 96% plus précises que les comptes au sol. La variation était due au nombre de pixels représentant chaque oiseau, ce qui est lié à la hauteur du drone et à la résolution de la caméra.

Ce n'était pas une surprise. Les compteurs au sol expérimentés ont bien fonctionné, mais le point de vue du drone était supérieur. En observant des photos prises d'en haut, les scientifiques citoyens n'ont pas à lutter contre les oiseaux obscurs qui se produisent souvent lors des dénombrements au sol. Les scientifiques citoyens ont également bénéficié des images, car ils pouvaient revoir numériquement leur nombre autant de fois que nécessaire. Cela a réduit la probabilité de perdre un individu et de compter un individu plus d'une fois.

Les scientifiques ont été assistés par de nombreux volontaires Les scientifiques ont été assistés par de nombreux volontaires, sans qui le #EpicDuckChallenge n'aurait pas été possible. (J. Hodgson)

Cependant, même s’il s’est avéré plus précis, il est toujours fastidieux et fastidieux de compter manuellement. Pour remédier à cela, nous avons développé un algorithme informatique dans l’espoir qu’il pourrait encore améliorer l’efficacité sans nuire à la qualité des données. Et ça l'a fait.

Nous avons délimité une proportion d'oiseaux dans chaque colonie afin de former l'algorithme à la reconnaissance de la manière dont l'animal d'intérêt apparaît dans les images. Nous avons constaté qu’utiliser 10% de données d’entraînement était suffisant pour produire un nombre de colonies comparable à celui d’un humain examinant l’ensemble de la scène.

Cette informatisation peut réduire le temps nécessaire au traitement des données, offrant ainsi la possibilité de réduire les coûts et les ressources nécessaires pour enquêter sur les populations d'espèces sauvages. Combinés à l'efficacité des drones pour les sites de levés difficiles d'accès à pied, ces économies peuvent être considérables.

Utilisation de la surveillance par drone sur le terrain

Nos résultats ont des implications importantes pour diverses espèces. Nous pensons qu'ils sont particulièrement utiles pour l'agrégation d'oiseaux, y compris les oiseaux de mer tels que les albatros, les manchots nichant en surface et les frégates, ainsi que les oiseaux aquatiques coloniaux tels que les pélicans.

D'autres types d'animaux facilement visibles d'en haut, notamment les phoques et les dugongs tirés à la traîne, conviennent parfaitement à la surveillance par drones. Les nids ou les traces d'animaux, tels que les orangs-outans et les tortues, peuvent également être utilisés pour déduire la présence.

Des expériences supplémentaires seront utiles pour évaluer la capacité des drones à enquêter sur les animaux préférant rester cachés et ceux vivant dans des habitats complexes. Ces évaluations nous intéressent, ainsi que les chercheurs du monde entier, et les enquêtes en cours portent sur la faune, comme les mammifères arboricoles et les cétacés.

Nous sommes toujours en train d'apprendre comment la faune réagit à la présence de drones et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour quantifier ces réponses dans une gamme d'espèces et d'environnements. Les résultats aideront à affiner et à améliorer les protocoles de surveillance des drones afin que ceux-ci aient un impact minimal sur la faune. Ceci est particulièrement important pour les espèces sujettes aux perturbations et pour lesquelles une proximité n'est pas possible ou souhaitable.

Le monde évolue rapidement et entraîne de nombreux résultats négatifs pour la faune. Les technologies telles que les drones peuvent aider les scientifiques et les gestionnaires à rassembler des données suffisamment rapidement pour permettre une évaluation rapide des implications de ces changements.

Lors de la surveillance de la faune, augmenter l'exactitude et la précision des enquêtes sur les animaux nous donne plus de confiance dans nos estimations de population. Cela fournit une base de preuves plus solide sur laquelle prendre des décisions de gestion ou des changements de politique. Pour les espèces et les écosystèmes menacés d'extinction ou de dommages irréparables, une action aussi rapide pourrait être une bouée de sauvetage littérale.


Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation. La conversation

Jarrod Hodgson, candidat au doctorat, Université d'Adélaïde

Aleks Terauds, chercheur principal / chef de section, Division antarctique australienne

Lian Pin Koh, professeur à l'Université d'Adélaïde

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