大疆禪思 H20N相機(jī) 高倍變焦紅外熱成像
無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)距離隱蔽偵察及熱成像技術(shù)
記錄藏羚羊夜間活動(dòng)
在高原平灘上,整個(gè)藏羚群與大地融為一體,難以識(shí)別,但通過(guò)禪思 H20N 高倍變焦快速鎖定集群,能在 500-600 米的距離之外進(jìn)行觀察,讓白天的跟蹤拍攝有了更輕便的手段,并且能有效減輕工作強(qiáng)度,同時(shí)也提高了計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確度。
經(jīng)緯 M300 RTK 搭載禪思 H20N
到了夜間,具備夜視能力的無(wú)人機(jī)加紅外熱成像鏡頭負(fù)載,進(jìn)一步發(fā)揮了野外動(dòng)物拍攝尤其是夜間拍攝的關(guān)鍵作用。
連新明透露,自己從二十年前讀書(shū)時(shí)起就開(kāi)始研究藏羚羊,到現(xiàn)在第二十個(gè)年頭,卻一直不知道藏羚確切的過(guò)夜地點(diǎn)。即便是曾深入可可西里進(jìn)行采樣調(diào)查,也只見(jiàn)到了藏羚經(jīng)常夜宿地點(diǎn)日積月累堆積的“羊圈”,但還從未在太陽(yáng)落山后真正開(kāi)展對(duì)藏羚群的調(diào)查工作。
不同模式下的紅外熱成像對(duì)比畫(huà)面
左邊藏羚羊,右邊藏野驢
“我們很想看看藏羚羊晚上在哪里過(guò)夜。因?yàn)檫@邊入夜后溫度很低,動(dòng)物的體溫和環(huán)境形成溫差,很容易被熱成像相機(jī)觀測(cè),而且無(wú)人機(jī)有一個(gè)測(cè)距的功能,可以在 1200 米以?xún)?nèi)對(duì)藏羚夜宿地進(jìn)行打點(diǎn)定位。在這種情況下,如果我們知道了它的夜宿地,收集到足夠多的夜宿地的數(shù)據(jù),就可以獲取夜宿地的環(huán)境因子偏好,同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蜃樱涂梢赃M(jìn)一步研究藏羚的生境選擇偏好以及生存和捕食風(fēng)險(xiǎn)之間的權(quán)衡策略?!?/span>
夜間拍攝,藏野驢過(guò)馬路
,當(dāng)?shù)貢r(shí)間晚上九點(diǎn)半,可可西里開(kāi)始入夜,從卓乃湖產(chǎn)仔地遷徙至此的藏羚羊群逐漸停下了腳步,開(kāi)始由小群聚集成大群并開(kāi)始尋找宿營(yíng)地,為第二天穿越五北大橋積攢體能。藏羚羊警覺(jué)性很高,在夜間尤其對(duì)聲音極其敏銳,需要時(shí)刻保持查的隱蔽性。
“我們將無(wú)人機(jī)升空到 200米以上高度,轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)身進(jìn)行橫掃,因?yàn)橐归g溫度低,植被覆蓋少,地形很平坦,很快就通過(guò) H20N 的紅外熱成像鏡頭尋找到了一片疑似熱源點(diǎn)?!?/span>
但因?yàn)檫^(guò)去缺乏夜間追蹤的經(jīng)驗(yàn),因此連科研人員都不能確定發(fā)熱物體到底是什么動(dòng)物。如果要抵近,無(wú)人機(jī)的噪音就會(huì)驚擾到動(dòng)物,但通過(guò)高倍率變焦熱成像相機(jī)功能,可以在很遠(yuǎn)的距離外就得到非常清晰的紅外畫(huà)面,這時(shí)的噪音可以忽略不計(jì)。
紅外模式發(fā)現(xiàn)藏羚羊
畫(huà)面中心點(diǎn)距離無(wú)人機(jī)645米
拍攝團(tuán)隊(duì)從 600 多米遠(yuǎn)的距離逐步增大紅外變焦倍數(shù),慢慢看到更清晰的畫(huà)面。當(dāng)確定畫(huà)面中就是藏羚羊種群時(shí),整個(gè)團(tuán)隊(duì)都十分興奮。連新明形容當(dāng)時(shí)的感覺(jué),“看到一個(gè)個(gè)紅點(diǎn)或白點(diǎn)在屏幕上走動(dòng)、奔跑或跳躍,那種感覺(jué)就像長(zhǎng)江源的夜空到處燃放著篝火,靜謐而熱烈。”
連新明介紹,藏羚羊的紅外特征是看起來(lái)像四腳很長(zhǎng)的烏龜,這是因?yàn)樗麄冇兄E阅艿慕q毛,在身體和環(huán)境之間形成了的隔熱層,因此在背上形成了顏色不同的低溫區(qū),與之相比,毛發(fā)短且稀疏的藏野驢就是一個(gè)溫度均勻的熱源。
畫(huà)面中,移動(dòng)的藏羚羊羊群看起來(lái)靈動(dòng)活潑,非常有趣。連新明形容它們是快速移動(dòng)的“烏龜”。
藏野驢的不同紅外特征,畫(huà)面中心點(diǎn)距離無(wú)人機(jī)960米
此外,禪思 H20N 的 8 倍光學(xué)變焦熱成像功能,也為此次拍攝工作帶來(lái)不少新奇體驗(yàn)。
比如拍攝團(tuán)隊(duì)在同一片區(qū)域發(fā)現(xiàn)了兩組相似的熱點(diǎn),一開(kāi)始大家都當(dāng)成了藏羚進(jìn)行計(jì)數(shù),但通過(guò)放大查看后,發(fā)現(xiàn)了細(xì)微的差別,科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析得出結(jié)論,上方的溫度低而且沒(méi)有藏羚背部的紅外特征,應(yīng)該只是臥痕,也就是地面被藏羚趴熱了,需要在計(jì)數(shù)時(shí)加以區(qū)分。同時(shí)這些臥痕也可以用來(lái)研究藏羚的夜宿習(xí)性。
藏羚羊和其臥痕
“藏羚是有親緣關(guān)系的,通常是三五成群的帶著小羊往回走,因此科研團(tuán)隊(duì)需要撿拾羊群的糞便,看看不同年齡和性別間的親緣關(guān)系,有沒(méi)有近親繁殖。這對(duì)于藏羚羊的種群繁衍有非常重要的指導(dǎo)和科研價(jià)值?!?/span>
大疆工程師介紹,由于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)具有激光測(cè)距打點(diǎn)功能,因此可以將目標(biāo)的 GNSS 信息打點(diǎn)記錄在大疆司空 2 云平臺(tái)上。發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后,立即打點(diǎn)標(biāo)記。這對(duì)于在沒(méi)有參照物的廣闊無(wú)人區(qū)內(nèi),進(jìn)行動(dòng)物行動(dòng)坐標(biāo)標(biāo)記,并撿拾動(dòng)物糞便等,是非常有效的功能,使科研工作實(shí)現(xiàn)了“定位自由”。
野生動(dòng)物保護(hù)新應(yīng)用
“現(xiàn)在的技術(shù)可以很好地輔助夜間主動(dòng)跟蹤拍攝,這在過(guò)去是很難實(shí)現(xiàn)的?!边B新明認(rèn)為,夜間拍攝不僅給科研團(tuán)隊(duì)帶來(lái)一個(gè)全新的視角,也帶來(lái)了一種新的研究手段。在未來(lái)還可以探討其他的功能,比方說(shuō)同類(lèi)物種共存、競(jìng)爭(zhēng)等等,這些都是無(wú)人機(jī)技術(shù)在野生動(dòng)物調(diào)查和保護(hù)中的新應(yīng)用方向。