De drones e guindastes tecnologia UAV ajuda a conservação de aves da Califórnia

Prévia do material em texto

1/5
De drones e guindastes: tecnologia UAV ajuda a
conservação de aves da Califórnia
Contar os Gruas de Sandhill pode ser um verdadeiro desafio. Como você estima o número de aves que
se reúnem aos milhares todas as noites? Uma nova tecnologia tem um grande potencial para ajudar.
Entre no Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV) – uma tecnologia que você pode conhecer melhor como
um drone.
Primeiro, um pouco de fundo. A Nature Conservancy vem demonstrando como uma fazenda de trabalho
pode ser gerenciada para suportar aves migratórias por mais de uma década em Staten Island, na Baía
Delta da Califórnia.
Milhões de aves migratórias na Pacific Flyway dependem do Vale Central e do Delta como uma
importante parada durante a migração da primavera e do outono, bem como do habitat vital de inverno.
Conduzimos contagens de aves para determinar como as aves estão respondendo à nossa gestão dos
recursos da ilha.
O Sandhill Crane é um foco especial do nosso trabalho, mas pode ser um desafio obter boas
estimativas de quantos guindastes estão dormindo e forrageando em Staten Island.
http://www.allaboutbirds.org/guide/sandhill_crane/id
http://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_aerial_vehicle
http://www.nature.org/ourinitiatives/regions/northamerica/unitedstates/california/index.htm
http://www.nature.org/ourinitiatives/regions/northamerica/unitedstates/california/newsroom/the-nature-conservancy-will-vigorously-protect-staten-island-habitat-for-san.xml
http://www.soscranes.org/
2/5
No final de um dia forrageando na paisagem circundante, os guindastes se reúnem em grande número
todas as noites e se acomodam para a noite, todos juntos em campos que a Conservancy inunda
intencionalmente - fornecendo seu habitat de poleiro preferido de 6-12 polegadas de água.
O cenário e os sons são primitivos ao pôr do sol no Delta, com milhares de pássaros voando para esses
campos.
Estimar quantos pássaros estão em poleiro nesses locais um verdadeiro desafio. A única opção até
agora tem sido contá-los enquanto voam antes do anoitecer, anotando seus números o mais rápido
possível. Mas eles não terminam de chegar e se movimentar até depois de escurecer, e contar vários
bandos como eles vêm de todas as direções não é fácil!
Para obter contagens precisas, o que você idealmente gostaria de fazer é esperar até depois de
escurecer, quando todos eles chegaram e se estabeleceram, depois contá-los de cima. Um desafio
sério.
Nesta primavera, testamos uma nova tecnologia que achamos que tem o potencial de fornecer
contagens de aves muito melhores regularmente e nos ajudará a rastrear populações de maneiras que
não conseguimos antes: Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs ou drones).
Os UAVs são o novo preto na tecnologia, como a Web 2.0. Estamos recebendo pelo menos uma
chamada ou e-mail a cada semana sobre uma start-up ou laboratório universitário que está procurando
novas maneiras de usar drones.
E tem havido algumas grandes aplicações de conservação por WWF e Conservationdrones.org. Em
seu núcleo, um UAV é qualquer tipo de aeronave (ala fixa ou multi-rotor) que pode ser voada de forma
autônoma, fornecendo pontos de caminho com software de planejamento de missão.
Seu valor para a Conservancy é que você pode adquirir dados geográficos quase em tempo real, seja
imagens aéreas, Lidar ou amostragem de água de forma semi-automatizado que se presta bem ao
monitoramento.
Essas aeronaves variam de plataformas DIY de US $ 3.000 com câmeras de ponto e tiro hackeadas zip
ligadas ao UAV a configurações de um quarto de milhão de dólares que suportam todos os tipos de
recursos (incluindo alguns que provavelmente preferiríamos não saber).
Em 26 de fevereiro de 2014, testamos a noção de que um drone poderia ser útil neste
empreendimento e voamos algum hardware que estava definitivamente mais perto da faixa DIY do
espectro.
No entanto, tinha um componente crítico: equipamos o UAV hexa-rotor com uma câmera de
infravermelho (IR) de alta resolução. Isso nos permitiria ver uma assinatura térmica de guindastes se
instalando durante a noite. Até o momento, nossos amigos no USGS têm liderado o caminho para testar
o conceito de contagem de guindastes com UAVs. Eles voaram configurações de asas fixas com
câmeras IR integradas e tiveram resultados positivos. Queríamos tentar imitar o seu trabalho, usando
equipamentos comerciais prontos para uso.
https://blog.nature.org/2014/03/03/platte-river-nebraska-sandhill-cranes-birding/
http://www.fastcompany.com/3003870/google-funded-drones-hunt-illegal-hunters
http://conservationdrones.org/
https://blog.nature.org/2013/02/11/tech-remote-controlled-conservation/
http://3drobotics.com/
http://rmgsc.cr.usgs.gov/UAS/pdf/sandhillcranes/raven_information_sandhill_cranes_may_2011.pdf
3/5
O drone noturno é criado para um voo de monitoramento. Crédito da
imagem: Rodd Kelsey/TNC
Começamos fazendo alguns voos de teste durante o dia para lidar com duas questões-chave: (1) isso
iria liberar os pássaros? e (2) havia resolução suficiente no sensor para pegar animais individuais?
Nosso objetivo final era voar uma missão noturna, sobre a água, com uma câmera muito cara, e de
uma forma que eliminasse qualquer risco de lavar um rebanho.
Os resultados foram impressionantes. Este primeiro vídeo mostra quanta resolução poderíamos chegar
voando a cerca de 50 metros; fomos capazes de ver American Coots individuais, sua plumagem preta
irradiando calor durante o dia e aparecendo branco brilhante.
De noite, descobrimos que, ao decolar de mais longe (500 metros), os guindastes prestavam pouca
atenção ao que estávamos fazendo. Uma vez em altitude, a unidade é quase insuível e a clareza visual
dos guindastes de Sandhill dormindo individuais no monitor IR foi uma bela visão que você pode ver no
segundo vídeo.
Durante a noite, os guindastes realmente aparecem mais frios do que a água circundante, porque eles
estão realmente irradiando menos calor, mantendo-o preso sob suas penas para se manter aquecido.
Como não sabíamos quais seriam os resultados desse voo noturno de teste, houve literalmente
aplausos e aplausos quando vimos as imagens, não inesperadas para um grupo de nerds de
pássaros técnicos.
https://s3-us-west-1.amazonaws.com/carogis/staten-uav-flight1.mp4
https://s3-us-west-1.amazonaws.com/carogis/staten-uav-flight3.mp4
4/5
Os guindastes aparecem como os pontos
pretos aqui.
A partir daqui, é fácil extrair uma fotografia da videografia; geo-referência é um pouco mais complicado,
mas pode até não ser necessário se você estiver voando um conjunto de transectos regulares em um
local de campo conhecido.
Os guindastes são um grande pássaro e estão na água (uma superfície de fundo muito uniforme),
portanto, criar maneiras automatizadas de converter a imagem em dados de contagem foi simples.
Ao testarmos esses métodos com outras espécies e em outras paisagens mais visualmente complexas,
precisaremos encontrar maneiras robustas de separar o sinal do ruído. Você pode ver nossos passos
para transformar as imagens em dados reais usando apenas algumas estatísticas espaciais e
processamento na geometria de cada ave.
A contagem de poleiros precisos em Staten Island e outros locais importantes para os guindastes de
Sandhill em todo o Vale Central será uma das maneiras mais valiosas de estimar a população invernante
desta ave relativamente rara.
Mais importante ainda, as contagens regulares e precisas de bandos de poleiro nos ajudam a rastrear
como os números do Sandhill Crane estão flutuando em resposta ao manejo da terra, ao clima ou a
outras mudanças ambientais nesta vasta paisagem agrícola. Somente com esse tipo de informação
podemos entender como os guindastes estão se saindo e melhorar nossas estratégias para garantir
que essa ave majestosa persista a longo prazo.
Temos certeza de que os UAVs serão tão valiosos para a conservação quanto em outros setores. Há
muito a descobrir aqui, incluindo privacidade, segurança, eficiência e uso desses dados; a Conservancy
precisará de parceiros para fazer o melhor uso dessas novas ferramentas. Masos resultados iniciais são
inspiradores.
Sim, podemos realmente fazer algo melhor do que entregar suas coisas da Amazon.
Publicado em
Participe da Discussão
https://s3-us-west-1.amazonaws.com/carogis/counting_cranes.gif
http://www.nature.org/ourinitiatives/regions/northamerica/unitedstates/california/newsroom/the-nature-conservancy-will-vigorously-protect-staten-island-habitat-for-san.xml
5/5