去年,科学家首次使用无人驾驶飞行器(UAV)从上方研究虎鲸。在本月发表的一篇文章中无人驾驶汽车系统学报,科学家们描述了他们如何配置无人机,把它变成一个精密的科学仪器。
国际科学家团队来自美国国家海洋和大气局渔业温哥华水族馆使用无人机直接拍摄了北部居民虎鲸的照片,这是一群经常出没于不列颠哥伦比亚省温哥华岛附近水域的动物,根据加拿大《濒危物种法案》,它们被列为受威胁动物。
无人机拍摄的照片不仅美得惊人,而且还包含了数据和诊断细节。
美国国家海洋和大气管理局(NOAA)渔业部门的海洋哺乳动物生态学家约翰·德班(John Durban)说:“我们给它们拍照不仅仅是因为它们好看,还因为我们可以对它们进行非常精确的测量。”“我们无法将鲸鱼称重,但我们可以使用航空图像来分析它们的身体状况——基本上,它们是胖还是瘦。”
通过分析照片,科学家们能够确定,除其他外,鲸鱼是否得到足够的食物。这很重要,因为北方居民主要以奇努克鲑鱼为食,科学家怀疑奇努克数量的减少可能会限制鲸鱼数量的增长。
一个精密仪器
该团队使用了一种名为“六旋翼”(hexacopter)的无人机,这是由6个直升机式旋翼架支撑的。根据这篇期刊文章,六刃飞行器的成功至少有两个特点。
首先,车辆相对安静。科学家们一直把这架六刃飞行器保持在鲸鱼上方至少100英尺的高度,在这个高度,鲸鱼似乎没有意识到它的存在。这很重要,因为海洋哺乳动物对声音非常敏感。为了将风险降到最低,科学家们接受了培训,以识别他们的活动是否干扰了鲸鱼,并根据研究许可证中规定的规则操作无人机。
第二,除了配备了高分辨率数码相机,六翼飞机还携带了压力高度计。通过知道每张照片拍摄的精确高度和相机镜头的焦距,科学家们能够计算出照片中物体的大小,误差不超过5厘米。
强大的新工具
几十年来,科学家们一直在使用载人飞机进行此类摄影测量研究。但载人飞机的操作成本很高,尤其是在偏远地区。此外,六翼飞机可以比载人飞机更接近鲸鱼,载人飞机为了安全和避免打扰鲸鱼,必须保持更高的高度。
能够接近鲸鱼是这项技术如此有用的原因。
德班说:“由于图像分辨率非常高,我们可以监测动物状况的微小变化,每年都是如此。”他指出,科学家可以根据虎鲸独特的色素沉积模式识别它们的个体。这将使科学家们能够分析奇努克鲑鱼数量的起伏如何影响虎鲸。
德班说:“我们正在根据这些动物的大小和形状,利用技术来回答一些非常简单的问题。”“我认为科学不需要复杂才能强大,而这是一个非常强大的新工具。”
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