大疆禪思H20N云臺相機(jī)
無人機(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
在高原平灘上，整個藏羚群與大地融為一體，難以識別，但通過禪思 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，同時也提高了計數(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時起就開始研究藏羚羊，到現(xiàn)在第二十個年頭，卻一直不知道藏羚確切的過夜地點。即便是曾深入可可西里進(jìn)行采樣調(diào)查，也只見到了藏羚經(jīng)常夜宿地點日積月累堆積的“羊圈”，但還從未在太陽落山后真正開展對藏羚群的調(diào)查工作。
不同模式下的紅外熱成像對比畫面
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夜。因為這邊入夜后溫度很低，動物的體溫和環(huán)境形成溫差，很容易被熱成像相機(jī)觀測，而且無人機(jī)有一個測距的功能，可以在 1200 米以內(nèi)對藏羚夜宿地進(jìn)行打點定位。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)險之間的權(quán)衡策略?！?/span>
夜間拍攝，藏野驢過馬路
，當(dāng)?shù)貢r間晚上九點半，可可西里開始入夜，從卓乃湖產(chǎn)仔地遷徙至此的藏羚羊群逐漸停下了腳步，開始由小群聚集成大群并開始尋找宿營地，為第二天穿越五北大橋積攢體能。藏羚羊警覺性很高，在夜間尤其對聲音極其敏銳，需要時刻保持查的隱蔽性。
“我們將無人機(jī)升空到 200米以上高度，轉(zhuǎn)動機(jī)身進(jìn)行橫掃，因為夜間溫度低，植被覆蓋少，地形很平坦，很快就通過 H20N 的紅外熱成像鏡頭尋找到了一片疑似熱源點?！?/span>
但因為過去缺乏夜間追蹤的經(jīng)驗，因此連科研人員都不能確定發(fā)熱物體到底是什么動物。如果要抵近，無人機(jī)的噪音就會驚擾到動物，但通過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面，這時的噪音可以忽略不計。
紅外模式發(fā)現(xiàn)藏羚羊
畫面中心點距離無人機(jī)645米
拍攝團(tuán)隊從 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面。當(dāng)確定畫面中就是藏羚羊種群時，整個團(tuán)隊都十分興奮。連新明形容當(dāng)時的感覺，“看到一個個紅點或白點在屏幕上走動、奔跑或跳躍，那種感覺就像長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像四腳很長的烏龜，這是因為他們有著保暖性能的絨毛，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溫度均勻的熱源。
畫面中，移動的藏羚羊羊群看起來靈動活潑，非常有趣。連新明形容它們是快速移動的“烏龜”。
藏野驢的不同紅外特征，畫面中心點距離無人機(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不少新奇體驗。
比如拍攝團(tuán)隊在同一片區(qū)域發(fā)現(xiàn)了兩組相似的熱點，一開始大家都當(dāng)成了藏羚進(jìn)行計數(shù)，但通過放大查看后，發(fā)現(xiàn)了細(xì)微的差別，科研團(tuán)隊通過分析得出結(jié)論，上方的溫度低而且沒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，需要在計數(shù)時加以區(qū)分。同時這些臥痕也可以用來研究藏羚的夜宿習(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，有沒有近親繁殖。這對于藏羚羊的種群繁衍有非常重要的指導(dǎo)和科研價值。”
大疆工程師介紹，由于無人機(jī)系統(tǒng)具有激光測距打點功能，因此可以將目標(biāo)的 GNSS 信息打點記錄在大疆司空 2 云平臺上。發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，立即打點標(biāo)記。這對于在沒有參照物的廣闊無人區(qū)內(nèi)，進(jìn)行動物行動坐標(biāo)標(biāo)記，并撿拾動物糞便等，是非常有效的功能，使科研工作實現(xiàn)了“定位自由”。
野生動物保護(hù)新應(yīng)用
“現(xiàn)在的技術(shù)可以很好地輔助夜間主動跟蹤拍攝，這在過去是很難實現(xiàn)的?！边B新明認(rèn)為，夜間拍攝不僅給科研團(tuán)隊帶來一個全新的視角，也帶來了一種新的研究手段。在未來還可以探討其他的功能，比方說同類物種共存、競爭等等，這些都是無人機(jī)技術(shù)在野生動物調(diào)查和保護(hù)中的新應(yīng)用方向。
