Белый медведь
Государственный природный заповедник (ГПЗ) «Медвежьи острова» уделяет особое внимание мониторингу и охране белого медведя, который относится к числу особо охраняемых видов мировой фауны. В заповеднике ежегодно проводится осенний авиамониторинг. Его цель – сбор данных о распределении и численности белых медведей на архипелаге Медвежьи острова и побережье Нижнеколымского района Якутии, входящих в территорию заповедника.
В рамках мониторинга выполняются следующие задачи: поиск белых медведей на островах архипелага и побережье, оценка половозрастной структуры, поведения и физиологического состояния. Это особенно важно в период, когда животные вынуждены находиться на суше до образования устойчивого ледового покрова.
В сентябре 2023 года осуществлён инструментальный авиамониторинг с участием специалистов АНО «Экофактор». Подсчёт численности белых медведей на территории заповедника проводился с использованием беспилотного летательного аппарата (БЛА) «Орлан-10», оборудованного системой для аэрофотосъёмки с дальнейшим использованием нейросети для дешифровки снимков.
Техническое обеспечение и выполнение аэрофотосъёмки
Беспилотник «Орлан-10» выполнен по классической аэродинамической схеме с верхним
расположением крыла, четырёхтактным двигателем и тянущим винтом, обладающий лучшим аэродинамическим качеством среди применяемых для БЛА самолётных схем.
Съёмка осуществлялась с помощью следующих приборов:
· среднеформатный фотоаппарат PhaseOne iXM-50 (50 Мп) с объективом RSM 35 мм;
· неохлаждаемый тепловизор разрешением (704×576, 7,5–13,5 мкм);
· IP-видеокамера разрешением FullHD (1920×1080, 25 кадров/сек).
Съёмка производилась автоматически с соблюдением заданных параметров. Наземная часть комплекса являлась мобильной, транспортируемой на микроавтобусе и эксплуатируемой экипажем из 2 человек. В течение полёта производились передача данных телеметрии и информации на наземный пункт управления (НПУ). Полученные данные сохранялись, обрабатывались и визуализировались на экране компьютера НПУ.
Полёты выполнялись с двух площадок: о-в Четырёхстолбовой снимался с этого же острова во время 3-часовой посадки вертолёта, доставлявшего личный состав и оборудование до кордона «Кургидино-Крестовая». Полёты на выполнение авиамониторинга остальных 5 островов архипелага «Медвежьи острова» и материковой части ГПЗ «Медвежьи острова» выполнялись с территории вышеуказанного кордона.
Полёты производилсь в среднем на высоте 300 м, но в зависимости от условий беспилотники снижались до 250 м или поднимались до 400 м. При выполнении аэросъёмочных работ БЛА удерживался на линии заданного маршрута и проектной высоте полёта по информации, получаемой бортовым GNSS-приёмником. Информация о текущем положении самолёта и необходимая телеметрия с борта БЛА отображалась в реальном времени на мониторе оператора НПУ.
Аэрофотосъёмочные работы выполнялись с 8 до 18 ч местного времени. Полёты выполнялись на расстояние до 85 км от НПУ. Продолжительность одного полёта БЛА составляла до 9 часов, общее время выполнения аэросъёмочных работ составило 34 ч, общая длина аэросъёмочных маршрутов – 2726 км, общее количество аэрофотоснимков – 25 080.
Пространственное разрешение аэрофотоснимков составило 3-7 см/пиксель. Применение дифференциальных спутниковых наблюдений на базовой станции и бортовых GNSS-приёмниках позволило обеспечить точность определения координат центров фотоснимков (КЦФ) не хуже 0,15 м.
Общий вид стартовой позиции
Послеполётная экспресс-обработка материалов аэрофотосъёмки
Фотоснимки высокого разрешения с фотокамер PhaseOne iXM-50 сохранялись на съёмном носителе в RAW – формате фирмы PhaseOne (*.IIQ) и для удобства последующей работы с ними преобразовывались в формат JPEG. Перед конвертацией проводился просмотр исходных аэроснимков, в случае необходимости выполнялась тоновая коррекция аэроснимков. Общее время конвертации аэроснимков составило порядка 80 ч.
Спутниковые GNSS-наблюдения фиксировались бортовыми приёмниками Javad TRE-G3T и после полёта обрабатывались совместно с наблюдениями базовой станции c целью получения траектории полёта и координат центров снимков в ПО GrafNav 8.90 с точностью не хуже 0,10 м. Для наглядного представления строились картосхемы маршрутов авиасъёмки с указанием номеров фотоснимков.
Фото-, видео- и ИК-материалы просматривались после окончания каждого полётного дня с целью оценки качества получаемых материалов, оптимальной настройки авиасъёмочной аппаратуры перед следующими полётами. По материалам аэросъёмки построены ортофотопланы оптическим разрешением 7 см/пиксель на территорию общей площадью 325,4 кв. км.
Оперативная обработка с использованием нейросети проводилась после каждого полёта. Она была необходима для понимания реальной ситуации и позволяла оптимально строить последующие маршруты. Нейросеть была обучена по результатам авиасъёмки 2022 г. на острове Врангеля. Время обработки одного полёта составляло 8–10 часов.
Результатом работы нейросети был набор вырезок из исходных фотографий предполагаемых белых медведей с информацией об их местоположении на фото. Затем весь объём вырезок просматривался и удалялись дублирующие вырезки одного и того же медведя. После этого производилась координатная привязка обнаруженных медведей и нанесение на картосхему.
В результате с 15 по 21 сентября 2023 г. на территории ГПЗ «Медвежьи острова» были проведены авиаучёт белого медведя и экологическая авиасъёмка.
Заключение
Апробирован метод авиасъёмок для учёта белых медведей на территории природного заповедника с использованием звена БЛА «Орлан-10». Подготовлены картосхемы с обозначением мест встречи медведей и мест их обитания на Медвежьих островах, а также архив фотовырезок с зарегистрированными белыми медведями, их тропами и другими объектами.
Подготовлены итоговые таблицы основных обнаруженных объектов с привязкой к географическим координатам и ко времени:
· белые медведи – 175 особей, в том числе 31 детёныш;
· тропы белых медведей – 1700 мест;
· останки животных – 23 места;
· птицы – 1078;
· олени – 26 на материке;
· железо и бочки (200 л) – более 6000;
· а также плавники, пластик и другое.
В результате авиамониторинга создана цифровая карта всей береговой зоны заповедника «Медвежьи острова» с высоким пространственным разрешением (3–7 см) и точной географической привязкой (20 см).
Таким образом, в результате выполненного БЛА-обследования ГПЗ «Медвежьи острова» задокументировано около 11 тыс. объектов. Дополнительно выполнена детальная фотосъёмка всего побережья заповедника для построения цифровой карты береговой линии.
А.А. Семёнов Источник Публикуется в сокращении
