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Drones pour la surveillance de la faune et la conservation de la nature

Les drones ou les aéronefs sans pilote (UAV) sont, en fait, une technologie sous-utilisée dans la gestion de la faune, malgré le large éventail d'applications potentielles. Cependant, les drones sont un outil émergent pour fournir une alternative plus sûre, moins chère et plus silencieuse aux méthodes traditionnelles d'étude de la mégafaune marine dans un environnement naturel.

Ils présentent de nombreux avantages dans la surveillance de la faune et la conservation de la nature car ils sont moins chers que les avions pilotés. Ils peuvent être actionnés sur place et à des hauteurs et des bruits plus faibles, et leur utilisation est indépendante de la lumière du jour.

Heureusement, des drones sont actuellement testés dans le monde entier pour compter les rennes sauvages dans les habitats de montagne ouverts et les ongulés dans les forêts de pins et de hêtres dans des pays comme la Pologne. À mesure que la technologie se développe et que le marché augmente, les drones deviennent abordables pour les gestionnaires de la faune, les propriétaires fonciers et les autres parties prenantes impliquées dans la gestion de la faune.

Les drones dotés de capteurs pertinents peuvent relever les défis technologiques auxquels sont confrontées les techniques conventionnelles. Cette technologie peut contourner les obstacles en vol, offre de la place pour l'ajustement altitudinal et devient de plus en plus un outil de conservation prometteur dans la surveillance écologique. La technologie a le potentiel d'un déploiement plus rapide que les satellites ou les avions habités. Il est également utile pour les espèces fauniques qui sont sensibles aux techniques d'enquête au sol. Les données basées sur les drones fournissent des informations utiles pour des réponses de gestion opportunes et peuvent grandement compléter les techniques conventionnelles utilisées dans les recherches sur la faune, la surveillance écologique, la conservation et les pratiques de gestion.

Ce ne sont pas les drones eux-mêmes mais plutôt les caméras montées sur les drones qui déterminent l'utilité. Pour surveiller les animaux homéothermes, les caméras infrarouges thermiques (TIR) ​​qui enregistrent la chaleur émise par le corps peuvent être plus efficaces que les caméras optiques (RVB) qui enregistrent la lumière réfléchie par le corps, surtout si l'espèce est difficile à distinguer optiquement de l'environnement. .

Le succès de la détection à l'aide du TIR dépend de la hauteur de vol, de l'angle de la caméra, de la température et de l'humidité de l'environnement et de l'atmosphère, de la température de la peau/du poil de l'animal, de son comportement et de la sélection de son habitat.

Pour les relevés de la végétation, les caméras multispectrales qui, en plus du RVB, mesurent le NIR dans le proche infrarouge sont utiles pour l'estimation, par exemple, de l'indice de végétation par différence normalisée NDVI pour capturer des informations sur la biomasse de végétation verte vivante d'une plante ou d'une parcelle de végétation donnée.

Dans la cartographie de la végétation agricole, les images doivent généralement se chevaucher à environ 70 % pour créer des cartes de haute qualité. Les changements dans les conditions d'éclairage pendant la collecte des données peuvent entraîner de graves erreurs sur les cartes de végétation, souvent considérées comme des rayures sur une carte, et doivent être prises en compte lors du traitement des données.

Les drones comprennent différents types et tailles d'équipements, allant de quelques centaines de grammes à des milliers de kilogrammes. L'utilisation militaire des drones a longtemps été le moteur du développement technique. Pourtant, surtout au cours des dernières décennies, les utilisateurs agricoles, météorologiques et liés aux ressources naturelles ont commencé à utiliser de plus en plus les UAV.

Les types les plus appropriés pour la conservation de la nature et la surveillance de la faune sont les drones multirotors et les drones à voilure fixe. Les drones multi-rotors offrent la possibilité d'un décollage et d'un atterrissage verticaux avec une bonne précision des données grâce à la capacité de contrôler précisément la position et l'orientation de la caméra. La vitesse et le temps de vol limités limitent leur utilisation dans la surveillance de zones étendues. Les drones à voilure fixe ont des temps de vol plus longs en raison d'une utilisation efficace de l'énergie, et ils volent généralement plus haut que les drones multi-rotors pour couvrir de plus grandes zones en même temps de vol. Les inconvénients sont leur incapacité à planer sans mouvement à un endroit, la nécessité d'une piste ou d'une catapulte au décollage et un équipement d'atterrissage spécifique tel qu'un parachute. Les deux types peuvent être programmés pour suivre des itinéraires de vol spécifiques prédéterminés.

Les développements récents des drones, de l'intelligence artificielle et des systèmes d'imagerie thermique miniaturisés l'ont rendu plus flexible, abordable et précis pour la surveillance aérienne des ongulés. Il a été estimé que l'enquête basée sur les drones d'un territoire de 100 ha prend environ 10 fois moins de temps que les enquêtes analogues basées sur des visites de terrain traditionnelles. En examinant différentes études, les chercheurs ont conclu que les drones comptaient la faune avec plus d'exactitude et de précision que les humains.

Cependant, dans la plupart des cas, le comptage des animaux à partir des relevés aériens est encore effectué manuellement, le besoin d'automatisation du traitement des données est visible. L'automatisation pourrait également aider à utiliser différents systèmes de surveillance de manière fiable, car de nos jours, le comptage manuel peut réduire considérablement les résultats de densité de population. En Australie, les macropodes (kangourous) ont été comptés dans les hélicoptères et les drones équipés de caméras optiques, et par conséquent, le drone offre une densité de macropodes beaucoup plus faible par rapport à l'hélicoptère (3,2 contre 53,8 animaux km2 respectivement). L'analyse des lacunes de la recherche sur la peste porcine africaine réalisée par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA, 2019) a identifié les drones (en particulier ceux équipés de caméras thermiques) comme une source de données importante.

Les UAV sont devenus des outils de plus en plus populaires pour la recherche sur la faune; les lacunes et les défis de la recherche ont été identifiés dans plusieurs études de synthèse. Les chercheurs ont examiné les applications des drones pour la conservation dans les aires protégées, mis en évidence les défis potentiels qui peuvent aider à guider les recherches futures dans le domaine, fourni une brève classification des plates-formes en fonction des caractéristiques et de l'application, et un aperçu général des capteurs et des dispositifs couplés aux drones.

Ils ont également recueilli des recommandations sur les stratégies d'observation pour le suivi des animaux à l'aide de drones équipés de caméras thermiques. Tôt le matin est recommandé pour les levés thermiques en raison du contraste maximal entre l'objet cible et l'arrière-plan.

Cependant, les principaux défis de la méthode basée sur les données thermiques des drones sont les difficultés d'identification des espèces en raison de la résolution relativement faible des caméras thermiques, des réglementations limitant les opérations de drones à la ligne de visée visuelle et de la forte dépendance aux conditions météorologiques.

Défis associés aux drones dans la surveillance de la faune

Il existe de nombreux défis associés aux applications des drones dans différents types d'habitats pour les mammifères en tant qu'individus, espèces uniques ou groupes de plusieurs espèces en même temps.

1. Exigences légales et éthiques

L'émergence récente de la technologie des drones et ses utilisations civiles ont suscité des autorités de réglementation juridiques et éthiques dans de nombreux pays. Les exigences en matière de permis, y compris la ligne de visée visuelle (VLOS), réduisent les utilisations efficaces de l'UAV dans les travaux de recherche sur l'environnement et la conservation. Des considérations juridiques et éthiques régissent son utilisation, en fonction de cinq aspects clés :le type, la taille, l'utilisation prévue, les emplacements géographiques liés aux zones réglementées, le respect d'une procédure légale ou administrative spécifique, la vie privée des personnes, etc. drones dans la plupart des pays prend beaucoup de temps en raison des restrictions substantielles.

2. Défis techniques

L'application de petits drones ne nécessite pas de compétences sophistiquées. Néanmoins, les compétences techniques nécessaires sont inévitables pour garantir la sécurité des opérations de drones et du traitement des images afin de générer des données dans le cadre de la réalisation d'objectifs de surveillance écologique prédéterminés. Cela comprend la planification et l'exécution appropriées des missions de vol. D'autres défis techniques associés aux drones incluent les limitations de puissance et les temps de vol réduits qui peuvent affecter leurs performances.

3. Conditions météorologiques

Diverses conditions météorologiques sont les prochains grands défis, et elles ont différents niveaux d'impact sur les performances de vol des drones. Par exemple, la couverture nuageuse, la brume, le brouillard et la glaçure ont un impact modéré, tandis que le vent et la turbulence, la température, la pluie, l'humidité, la neige et les tempêtes solaires ont des effets néfastes. Les impacts graves sur les performances des drones sont principalement causés par les ouragans, les éclairs, les couloirs et les tornades.


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