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設(shè)備與工具野生動物是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，保護它們關(guān)系到全球生態(tài)健康和安全。野生動物保護工作首先要調(diào)查種群資源，了解物種準(zhǔn)確分布、種群規(guī)模、棲息地變化等，為進一步評估物種的生存質(zhì)量、確定保護等級以及制定相應(yīng)保護策略提供科學(xué)依據(jù)。然而，這一重要的基礎(chǔ)性工作在山地林區(qū)條件下實現(xiàn)起來卻異常艱難。
日前，西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院秦嶺金絲猴研究團隊在秦嶺地區(qū)，將無人機和熱成像技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于野生川金絲猴分布和種群規(guī)模的調(diào)查工作中。研究團隊在調(diào)查區(qū)域采集到了三群川金絲猴野生種群的熱成像視頻，獲得了這些種群準(zhǔn)確的分布位置及種群規(guī)模。
傳統(tǒng)野生動物調(diào)查方法是怎樣的？
陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室動物保護專家何剛介紹，傳統(tǒng)野生動物調(diào)查通常是有經(jīng)驗的調(diào)查人員進入到調(diào)查區(qū)域，沿設(shè)計的樣線進行野外實地踏查，通過人工觀察記錄所過之處發(fā)現(xiàn)的動物實體和痕跡來判斷物種分布和規(guī)模。但是在山地林區(qū)條件下，調(diào)查人員首先要面對道路漫長、崎嶇危險的問題；其次，調(diào)查人員移動速度緩慢，難以發(fā)現(xiàn)動物并對其進行定位；此外，僅通過可見光，人們難以剝離動物和其所隱藏的環(huán)境，很難觀察到每一個個體。這極大影響了野生動物調(diào)查的準(zhǔn)確性和效率。何剛表示，無人機和熱成像技術(shù)為改變這一現(xiàn)狀帶來了新契機，兩項技術(shù)結(jié)合能有效解決傳統(tǒng)調(diào)查方法中難以克服的困難。
無人機和熱成像技術(shù)結(jié)合
何剛介紹，無人機技術(shù)能克服地形和視野的限制，熱成像技術(shù)通過動物與環(huán)境的溫度差異發(fā)現(xiàn)動物個體。
1. 無人機在林冠上快速飛行，能排除地面移動時所面對的地形、植被阻攔等問題，實現(xiàn)自由的移動，同時，無人機實際工作中，可以用15～20公里/小時的速度對調(diào)查區(qū)域進行精細掃描，大大提高調(diào)查行進速度。
2. 無人機從空中俯視的方式，具有大縱深、廣視角的特點，排除了低視角的視覺阻擋問題；另一方面，利用熱成像技術(shù)，探測的是紅外熱輻射而不再是可見光，可以使原本在林下隱藏的動物顯現(xiàn)出來，只要動物的體溫與環(huán)境溫度有明顯的溫差即可被發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)動物后，研究人員可人工操作對動物種群進行長時間移動跟蹤觀察，這能有效提高種群數(shù)量統(tǒng)計的及時性、準(zhǔn)確性。此外，無人機同步記錄的航跡信息可及時確認(rèn)種群的坐標(biāo)，并配圖提供客觀證據(jù)。
3. 無人機代替人力進行調(diào)查，能降低調(diào)查人員深入山地林區(qū)進行實地踏查的安全風(fēng)險；熱成像儀的非接觸特性，也會降低調(diào)查工作本身對野生動物的干擾。
回顧將兩項技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的探索之路，何剛說并非一路坦途。他回憶道，一開始，研究團隊僅想到應(yīng)用無人機技術(shù)，但測試結(jié)果很不理想。雖然無人機能實現(xiàn)空中俯視觀察，但普通的可見光鏡頭依然無法穿過茂密的林冠，發(fā)現(xiàn)隱藏其中的動物。不過，無人機的機動性和克服地面障礙的能力，讓研究團隊看到了其應(yīng)用的潛力?！昂髞?，在參與陜西省秦嶺珍稀瀕危動物保育重點實驗室進行的野生動物體溫測量研究時，我們注意到了熱成像技術(shù)，這瞬間打開了我們研究的新思路。”何剛說。
何剛分享，通過一系列實驗測試，研究團隊逐步完成了多種地形、生境、海拔條件下，無人機和熱成像技術(shù)的適用性測試。通過不斷總結(jié)測試結(jié)果，優(yōu)化無人機的飛行方案和熱成像儀的拍攝方案，研究團隊基本解決了熱成像儀分辨率、飛行高度等參數(shù)適配，飛行高度和速度與調(diào)查區(qū)域的面積計算，其他熱源對動物調(diào)查的干擾，山地林區(qū)安全起降、回收無人機，無人機的遙控傳輸阻擋、通訊信號衰減，山谷橫風(fēng)嚴(yán)重威脅無人機安全飛行等各類問題。
“無人機和熱成像技術(shù)結(jié)合可能是目前在山地林區(qū)條件下開展野生動物調(diào)查最好的技術(shù)選擇之一，該技術(shù)在其他草原、荒漠、水域等環(huán)境，理論上也會有很好的適用性?！焙蝿偙硎?，受熱成像分辨率、無人機觀測距離等技術(shù)因素的限制，目前在大型哺乳動物（例如金絲猴、大熊貓、羚牛等）調(diào)查中應(yīng)用此項技術(shù)效果更好。
2025-08-26 13:48
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