Файл: Выбор полезной нагрузки бвс для посчета популяции животных в заповедниках.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 236
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для оценки экономической эффективности целесообразно выполнить расчеты для аэрофотосъемочных участков различных размеров (табл. 5)
Зависимость затрат на АФС от площади участка съемки
| Площадь км | Общие затраты на АФС работы, руб. | Общие затраты на единицу площади,руб | Индекс изменения затрат | ||
| бпла | Ан-2 | бпла | Ан-2 | ||
| 0,125 | 7654 | 55934 | 61232 | 447469 | 7,30 |
| 0,25 | 8154 | 55 934 | 32 616 | 223 734 | 6,86 |
| 0,5 | 10654 | 55 934 | 21 308 | 111 867 | 5,25 |
| 1 | 25654 | 55 934 | 15 654 | 55 934 | 3,57 |
| 2 | 45154 | 56 934 | 12 827 | 28 467 | 2,22 |
| 4 | 85151 | 59 434 | 11 289 | 14 858 | 1,32 |
| 8 | 165029 | 64 934 | 10 553 | 8 117 | 0,77 |
| 16 | 325341 | 75 434 | 10 168 | 4 715 | 0,46 |
| 32 | 644527 | 96 934 | 9 984 | 3 029 | 0,30 |
| 64 | 1 284 837 | 9 888 | 2 186 | 9 888 | 0,22 |
| 128 | 2 564 958 | 9 846 | 1 765 | 9 846 | 0,17 |
| 256 | 5 124 261 | 448 603 | 9 823 | 1 752 | 0,17 |
| 512 | 10 242 868 | 843 273 | 9 812 | 1 647 | 0,17 |
| 1024 | 20 481 519 | 1 632 612 | 9 806 | 1 594 | 0,16 |
| 2048 | 40 956 885 | 3 261 960 | 9 804 | 1 593 | 0,16 |
| 4096 | 81 908 115 | 6 520 656 | 9 802 | 1 592 | 0,16 |
| 8192 | 163 810 076 | 13 038 048 | 9 802 | 1 592 | 0,16 |
| 16384 | 327 615 436 | 25 970 492 | 9 801 | 1 585 | 0,16 |
| 32768 | 55 225 217 | 51 938 220 | 9 801 | 1 585 | 0,16 |
| 65536 | 655 225 217 | 103 873 176 | 9 801 | 1 585 | 0,16 |
Как видно из табл. 5, при увеличении площади аэрофотосъемочного участка стоимость аэрофотосъемочных работ на БПЛА стремительно увеличивается, стоимостная эффективность соответственно уменьшается, и уже при размере участка 4 км 2 абсолютное изменение затрат составляет 14 280 рублей, а индекс изменения затрат составляет всего 1,32. На рис. 1 и 2 показаны зависимости коэффициента изменения стоимостных затрат и индекса изменения затрат от размера аэрофотосъемочного участка. Согласно приведенным графикам на рис. 1 и 2, лимит экономической эффективности использования БПЛА при аэрофотосъемке лежит вблизи значения 5 км 2 . Однако следует также учесть большую гибкость использования БПЛА и меньшую совокупную стоимость оборудования, что несколько расширяет этот предел. Структура затрат при выполнении АФС работ с использованием БПЛА и АН-30 приведена на рис.
Рис. 1. График зависимости стоимости аэрофотосъемочных работ от площади участка
Рис. 2. График затрат на АФР на единицу площади в зависимости от площади участка
Экспериментальная часть, анализ, обобщение и разъяснение полученных данных.
В исследовании применялись 2 БПЛА: квадракоптер GJI Phantom и гексакоптер RC 690S Tarot 2. Данные аппараты являются одними из наиболее простых среди всех существующих на сегодняшний день БПЛА, однако даже с их помощью можно решать большой ряд географических, в том числе и зоогеографических задач.Существенная разница между DJI Phantom и более усовершенствованной моделью DJI Phantom 2 заключается в объеме аккумуляторов и форме пропеллеров, что позволяет сделать полет качественнее (возрастает устойчивость при порывах ветра) и продолжительнее по времени. В работе был использован DJI Phantom с камерой GoPro HD Hero 3. В связи с возможностью установки большей массы на гексакоптер, была прикреплена камера Sony Alpha NEX-5. Использование данной аппаратуры позволяет получать снимки большого охвата и с более высоким разрешением. Полевые работы проходили в несколько этапов на территории заповедников ЦентральноЧерноземном и «Белогорье», национального парка «Русский Север», Соловецкого государственного музея-заповедника. Набор географических задач определялся техническим оснащением (БПЛА) и научными мероприятиями, выполняемыми ООПТ. Больший упор делался на решение зоогеографических задач, одной из которых являлось исследование возможности использования имеющийся аппаратуры для учета животных. К сожалению, возможность непосредственно посчитать поголовье диких млекопитающих не представилась ни разу, даже на участке «Лес на Ворскле» заповедника «Белогорье», где велика плотность кабанов. Летом мешал густой древесный ярус с подлеском. Зимой, наоборот, просматриваемость кабанами местности и фактор «беспокойства» не позволил даже в местах их обычного скопления зафиксировать особей. Мелкие млекопитающие также летом не видны даже на степных участках, а зимой находятся в укрытиях. Однако можно ориентировочно оценить количество диких животных, например, кабанов, по косвенным дешифровочным признакам.
Такими признаками для них являются тропы, лежки и порывы (рис.2 левый). На склеенной и ортофототрансформированной мозаике были выделены кабаньи тропы. Зная площадь охвата полученного фотоплана (15500 м2 ) и длину троп на эту территорию (880 метров), была подсчитана плотность – 0,06 м/м2 или 56 км/км2 . Аналогичным способом была подсчитана плотность кабаньих троп на другом участке территории заповедника «Лес на Ворскле» – в садах. Были получены иные результаты – 0,112 м/м2 или 112 км/км2 . Следовательно, в осенний период кабаны чаще находятся на территории сада, очевидно, это связано с поисками пищи. Данные о плотности кабаньих троп, полученные в разное время года, позволяют определить предпочтения этих животных в различные периоды по кормовой базе и по пребыванию на территории заповедника и вне его границ в зависимости от сезона охоты [2]. Другой задачей было исследование возможности применения БПЛА для определения количества семей землеройных (по образу жизни) животных. На первом этапе объектом исследования были кротовины в Центрально-Черноземном заповеднике, размеры которых, в среднем, не превышают 30-40 сантиметров. Соответственно, их распознавание на космических снимках не представляется возможным. Применение наладонного GPSприемника для их картографирования не даст должного результата, т.к. его точность 2-5 метров, что свою очередь превышает возможное расстояние между кротовинами. Данные с БПЛА дали возможность специалистам определить ареалы распространения и количество особей. Следующей задачей стало исследование распространения слепышей на участке «Ямская степь» заповедника «Белогорье». Выделение семейств слепышей возможно только в период ранней весны, что связано с их годовым ритмом поведения. В апреле 2014 г. (сразу после схождения снега перед появлением травянистого покрова) была проведена съемка с БПЛА участка заповедника и слепышины были зафиксированы (рис.2 правый). Сурковины, визуально наблюдаемые на меловых выделах, плохо читаются на снимках с БПЛА. Птичье население активно изучается на ООПТ. При ограниченном количестве научных сотрудников удовлетворить интересы охраняемых территорий не только в количественных показателях, но и в сезонных и суточных ритмах довольно сложно. При ведении целенаправленных мониторинговых исследований маршрут должен быть постоянным и обследоваться, по возможности, одним и тем же наблюдателем. Если обследование проводит другой наблюдатель, то результаты следует воспринимать, как с другого маршрута или местности. Маршрутные методы неприменимы для учета колониальных и водоплавающих птиц. Передвижения этих птиц сложно поддаются учету. Эти методические положения проще реализовать с помощью БПЛА. Одной из главных задач в изучении птичьих популяций является ежегодный подсчет количества птенцов в гнездах, что позволяет оценить общую численность популяции. Однако в связи с тем, что крупные птицы часто располагают свои гнезда на высоких деревьях или опорах линий электропередач, определить с земли точное количество птенцов в гнезде бывает непросто или невозможно. Десятилетние наблюдения за птицами дали возможность предположить, что в гнездах, расположенных на опорах, количество птенцов, в среднем, больше, чем в гнездах на деревьях. Учитывая же, что в степных районах на опорах ЛЭП сейчас расположено около 40% всех гнезд, отсутствие точных данных о количестве птенцов может значительно искажать картину общего состояния популяции (к столбам ЛЭП можно подъехать на машине с подъемником, а в лесу сложнее найти гнездо, и тем более, забраться в него). Возможность же сравнения количества яиц и вылетающих птенцов позволяет оценить успешность размножения птицы. Использование гексакоптера позволит получить полные и достоверные данные по этой части зоогеографических исследований. В национальном парке «Русский Север» основной задачей было изучение возможности использования БПЛА для изучения краснокнижного вида – скопы. Для гнездования скопа чаще выбирает обширные, поросшие сосной верховые болота рядом с крупными водоемами, иногда гнезда Особо охраняемые природные территории 306 встречаются и среди моховых болот, чередующихся сухими грядами, покрытыми старыми ельниками, смешанными лесами или сосновыми борами, на больших расстояниях от населенных пунктов. Гнездо устраивается преимущественно на самых высоких соснах – на вершине дерева или чуть ниже. Скопа очень насторожено относится к людям и практически не позволяет приближаться к местам гнездования. Были изучены возможности космических снимков сверхвысокого пространственного разрешения, однако по ним не
только невозможно распознать гнезда, но даже выделить выдающиеся деревья. При проведении исследования было выявлено, что скопа не боится находиться рядом с БПЛА. В результате были получены снимки гнезд скопы как с большой высоты, так и с маленькой (рис. 3). На территории Соловецкого государственного музея-заповедника проводились работы по изучению колониальных и водоплавающих птиц. В последние годы в связи с увеличившимся потоком туристов наблюдается тенденция к перемещению колоний и гнезд (в зависимости от вида) на малые, непосещаемые острова (рис. 4а, б). Естественно, что подплывающий, а тем более, высаживающийся наблюдатель сильно обеспокоит птиц, особенно, если это произойдет в период гнездования. При проведении этой части исследования было отмечено, что средние и мелкие птицы меньше подвержены фактору «беспокойства» при подлете беспилотного аппарата, только при приближении на 2-3 м они начинают показывать свою реакцию
Помощь БПЛА на всей территории России
наша страна огромна, но видовое разнообразие животного мира на таких просторах надо тщательно охранять. Очевидно, что в скором будущем это будет практически невозможно без привлечения беспилотных технологий, которые по своей эффективности на голову превосходят традиционные методы, но при этом обходятся в разы дешевле. Однако определенная практика задействования дронов существует уже сегодня. Давайте посмотрим на удачные примеры из разных уголков нашей страны.
Дальний Восток и Приморье. Уникальный и богатый с точки зрения природного разнообразия регион одним из первых активно внедряет беспилотные технологии для охраны лесов. О том, как в Приморье осуществляется контроль за вырубкой лесов с привлечением дронов, мы уже писали в одной из своих статей. Но БПЛА доказали свою эффективность и в заповедниках края.
Приморье – природная среда обитания самого малочисленного вида из всех диких представителей семейства кошачьих, дальневосточного леопарда. Не так давно специалисты национального парка “Земля леопарда” привлекли в своей работе беспилотники для отслеживания перемещений этого хищника, его условий обитания и своевременного выявления возможных угроз. Помимо этого, удалось следить и за другими животными (преимущественно, нехищными копытными), которые составляют “кормовую базу” для леопардов и от числа которых зависит и численность хищных кошачьих.
Озеро Байкал. Специально созданное государственное учреждение “Заповедное Подлеморье” объединяет сразу три охраняемых заповедных территории на озере Байкал. Совсем недавно, в марте 2021 года, организация рассказала о том, что активно применяет в работе беспилотные летательные аппараты. Дикие животные не боятся летающих дронов, а значит у сотрудников заповедников и национальных парков есть возможность регулярно совершать облет, следя за условиями жизни диких животных, исключая возникновение лесных пожаров и отслеживая возможную незаконную деятельность браконьеров.