שימוש בנתונים של GPS לתמיכה שימור הסביבה וחיות חיות מפה

הטכנולוגיה של מערכת מיקום גלובלית (GPS) עיצבה מחדש את האופן שבו חוקרי שימור ואקולוגים לומדים ומגנים על העולם הטבעי.על ידי מתן נתונים מדויקים, בזמן אמת, GPS מאפשר לחוקרים למפות בתי גידול חיות בר עם דיוק חסר תקדים, לפקח על התנהגות בעלי חיים על נופים עצומים, ולהגיב דינמי לאיומים סביבתיים. מאמר זה בוחן את התפקיד הרב-פני GPS לשימור, מעקב אחר בעלי חיים בודדים כדי ליצור החלטות ביו-מגוון.

כיצד טכנולוגיית GPS עובדת במחקר שדה

GPS מסתמכ על קבוצת לווינים המקיפים את כדור הארץ אשר מעבירה באופן רציף אותות. מקלט GPS - בין אם ביחידה חסינה, צווארון חיות בר או מזל"ט - חישוב המיקום שלו על ידי חיתוך אותות מלפחות ארבעה לווינים. מקלטים מודרניים יכולים להשיג דיוק בתוך כמה מטרים, ועם תיקון זמני (DGPS) או טכניקות דיוק בזמן אמת (RTK) יכול להגיע לרמה זו של מקורות מסחררמטיים, כגון מיפוי מים קריטי.

בעבודות השימור, יחידות GPS משולבות לעתים קרובות צווארון עמיד, מזג אוויר או תגים שיכולים לעמוד בסביבה קשה.מכשירים אלה נתונים מיקום נתונים במרווחים קבועים (למשל, בכל שעה או פעם ביום) ועשויים להעביר נתונים באמצעות לוויינים או רשתות סלולריות, המאפשרים לחוקרים לגשת להיסטוריית מיקום ללא התחדשות פיזית.

מעבר למעקב אחר בעלי חיים בודדים, GPS משמש למפות צמחייה, גופי מים, ותכונות אנתרוגניות כגון כבישים ופיתוח.על ידי דחיית נקודות GPS על תמונות לוויין או רחפנים או טטומומיסים, השימורים יוצרים מפות מפורטות לגילוי קרקעות המחשפות חיבורי בית גידול קריטיים ופיצול.

GPS ותנועת חיות הבר אקולוגיות

הגירה קוריצררים ו-Stopover Sites

אחת האפליקציות החזקות ביותר של מעקב GPS היא זיהוי של נתיבי הגירה ותחנות עצירה.לדוגמה, Caribou ב-GPS-Colle הארקטי חושף מסלולים רב-שנתיים שעוברים צומת מרוחקים ונהרות. נתונים אלה שימשו כדי להתאים את התזמון של פעילויות תעשייתיות ולתכנן מסדרונות מוגנים המאפשרים לבעלי חיים לנוע בחופשיות בין טווחי קיץ וחורף.

אתרי עצירה חשובים באותה מידה עבור מינים רבים של ציפורים.ג'ר GPS על גודווטים בר זנב הראו כי ציפורי החוף האלה מסתמכים על קומץ של בועות בונקרים בין-לידי הים הצהובים לאורך הים הצהוב כדי לתדלוק במהלך הגירה של יותר מ -11,000 ק"מ.

רכס בית וטריטוריה Mapping

צווארוןי GPS מספקים את הנתונים הדרושים כדי לחשב טווחי בית ואזורי ליבה באמצעות שיטות כמו פוליגון מינימלי או דחיסות הקרנל estimation. עבור מינים טריטוריאליים כגון זאבים או נמרים, הבנת הגודל והחפיפות של טווחי בית מסייע להעריך את היכולת לזהות אזורי מגע גבוהים שבו קונפליקט עם בני אדם או בעלי חיים עלולים להתעורר.

בחירת התנהגות ומקורות | Fine-Scale Behavior and Resource Selection

גבוה ⁇ GPS logging (למשל, אחד תיקון לדקה) יכול לחשוף התנהגויות בקנה מידה בסדר כגון תבניות או אינטראקציות טרום-קדם-קדם-קדם-קדם-קדם-פרו-מטר צווארון על כלבים פרועים אפריקאים להראות כיצד חברי הלהקה לתאם רודף דרך שרביט. כאשר נתונים אלה משולבים עם מפות צמחייה, החוקרים יכולים לבנות פונקציות של משאבים (RSFs) אשר חוזים בתי גידול בעלי חיים כאלה הם מודלים קריטיים עבור פיתוח, או צינורות קריטיים, אשר מונעים, כי הם מודלים קריטיים, כי הם מודלים של צינורות קריטיים, כי הם מודלים של התפתחותיים, או צינורות קריטיים, כי הם מודלים אלה.

מיפוי וזיהוי שינוי

יצירת בסיס

סקרי שדה GPS הם לעתים קרובות הצעד הראשון בהקמת מפות בית גידול בסיס.צוותים צועדים עם יחידות GPS מוחזקים, להקליט את המקומות של קהילות צמחיות, סוגי אדמה, מקורות מים, וסימנים של פעילות בעלי חיים.נקודות אלה של אמת הקרקע משמשים אז כדי לסווג תמונות לוויין (למשל, לנדסאט או Sentinel-2) לתוך סוגי בתי גידול.

עקבו אחרי Habitat Degradation

סקרי GPS חוזרים לאורך זמן מאפשרים לשומרונים לכמת את הדפוס המרחבי של אובדן בתי הגידול.לדוגמה, באמזון הברזילאי, ניטור מבוסס GPS של עתודות יער משפטיות הראה שגם אזורים מוגנים סובלים מאפקטים קצה - עד כמה מאות מטרים ליער - שבו לחות נמוכה יותר ולהגדיל את האור מקדם גידול הגפן ולהפחית את צפיפות העץ.

Corridor Design and Connectivity Analysis

נתונים GPS ממינים מרובים יכולים להיות משולבים כדי לעצב מסדרונות חיות בר המאפשרים תנועה על פני נופים מפוסקים.מודלים קישוריות להשתמש נקודות GPS כדי לזהות נתיבים בעלות נמוכה - מסלולים הממזערים את צריכת האנרגיה או הסיכון לפיזור בעלי חיים.בקליפורניה, מעקב אחר אריות הרים ובבוטקים הודיע על המיקום של עקפים ועקפיפות מעבר לכבישים מהירים, צמצום שיעורי משככי דרכים על ידי יותר מ -80 אחוזים באירופה השתמשו בנתונים דומים.

GPS עם טכנולוגיות אחרות

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

נתוני מיקום GPS הופכים אפילו חזקים יותר כאשר משולבים עם מערכות מידע גיאוגרפי (GIS) ו- חישה מרחוק. GIS שכבות של גובה, גשם, כיסוי קרקע, תשתיות אנושיות ניתן overlaid עם מסלולים GPS כדי לבדוק השערות על מה מניע תנועת בעלי חיים. לדוגמה, חוקרים הלומדים leopards שלג במתקני ההמלאיה המשולבים GPS עם מפות שלג הנגזרות מדימוי MODIS, אשר מגלים כעת את קווי המצלמות של מצלמות ה-S ומצלמות של החורף.

סקרים ואוויריים

כלי רכב אוויריים בלתי מאוישים (UAVs) מצוידים בטייסי GPS מבוססי GPS יכולים לעוף טרנזיטים שיטתיים על פני אזורים גדולים, ללכוד תמונות ברזולוציה גבוהה ווידאו תרמי.כאשר בשילוב עם מעקב GPS מבוסס קרקע, מזל"טים מספקים נוף עין הציפור של שימוש בתי גידול.למשל, טיסות מזל"טים על פני חופים קינון ים בקוסטה ריקה יש נקודות קן כי הם החמיצו על ידי רצפה וסימנים של GPS, ואז הם רגילים כדי להגן על ידי מטוסי GPS.

מדע האזרח ואפליקציות ניידות

יישומים סמארטפונים שיאשו את קואורדינטות GPS מאפשרים למדענים אזרחיים לתרום למיפוי בתי גידול.פלטפורמות כמו iNaturalist או eBird לאסוף מיליוני תצפיות גאוטנדות בכל שנה, אשר החוקרים משתמשים כדי לעדכן מפות הפצה של מינים. בעוד דיוק GPS ברמת הצרכן נמוך יותר, נפח של תגמולי נתונים, המאפשר ניתוחים טרנדיים של פנולוגיה וטווח תחת שינויי אקלים.

מחקרים בנושא GPS-Driven Conservation

תנועת פילים ואנטי-פולינג באפריקה

צווארון GPS על פילים של סוואנה האפריקאית חשף כי בעלי חיים אלה משתמשים מעגלי מים צפויים במהלך העונה היבשה. קבוצות השימור של היום סיורים אלה חורי מים עם טווחים חמושים עם יחידות GPS מקושרות לווייני, יירוטו חוטפים לפני התקפות להתרחש.הפל:0FLT:1World Wildlife FundFLT:2s:2שערים של GPS: דוחות GPS מונחה כאלה הפחיתו את החיישנים של צינורות בפועל על ידי יבולים של צינורות גזים מ- 60% מהנהר היבולים.

ים צבים נסטינג וחיל הנחתים מוגנים

ביולוגים ימיים מייחסים תגי GPS לצבים ימיים ללמוד את התנועות הבין-מחדשות שלהם ובסיסי היגוי.לדוגמה, ccFLT:0reaFLT:1Sea Turtle ConservancyFLT:2suaFLT:3 השתמש בגיות GPS-Sateite על צבבים בעורקים הקריביים כדי לזהות אזורים קריטיים הנמצאים מחוץ לאזורים הגאות הימיות הנוכחיות (Asggate) ומכסה את הנתונים של ג'לוקסט.

זאבים וסכסוכים Livestock

במערב האמריקאי, זאבים אפורים משומרי GPS עוזרים לחוואים לצפות היכן חבילות צפויות לחצות מרעה מרעה.לא-לנשוף הרתעה - כגון חליפת, אורות סטרבים וכלבים שומרים - הם מוצבים על בסיס הזנת GPS בזמן אמת.ה-FLT:0FLT:1 שירות לאומי פארק לאומי;2LTF3, מניות מוכחות על ידי אגודות קטלניות יותר מ- GPS, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל יותר מאשר אגודות פחמן-FLT1, 000 יעיל יותר מאשר , 000 של שליטה על ידי אקטיביות על ידי אקטיביות על ידי להקות קטלני יותר מאשר להקות של פחמן של אקטיביות על ידי אקטיביות על ידי להקות קטלני יותר מאשר אקטיביות על ידי להקות של פחמן של פחמן של פחמן של פחמן של פחמן קרבן של אקטיביות על ידי אקטיביות על ידי אקטיביות על ידי אקטיביות על ידי אקטיביות על ידי להקות קטלני יותר מאשר להקות של פחמן GPS, 000.

אתגרים ומגבלות של GPS לשימור

טרנדים טכניים

תגי GPS יכולים להיות כבדים וכבדים, הגבלת השימוש שלהם לבעלי חיים גדולים יותר.למרות שמיניטוריזציה מתקדמת, ציפורים קטנות וחרקים עדיין דורשים חלופות קלות משקל, כגון רדיו מטלמטרי או גיאוקלוריות. חיי סוללה הם עוד מעצורים: התכופים תכופים תכופים לעתים קרובות מנקנים כוח במהירות, והחלפת סוללות דורשות לעתים קרובות להחלפת חיות.

נפח נתונים וניתוח

צווארון GPS יחיד כל 15 דקות יכול לייצר אלפי נקודות נתונים בחודש. סטינג, ניקוי וניתוח נתונים אלה דורש משאבים חישוביים משמעותיים ומומחיות. Missing or wrong תיקונים בשל כיסוי קאנופי, קירות canyon, או מזג אוויר חייב להיות מסונן.בנוסף, החוקרים חייבים לקחת בחשבון עבור קורלציה בנתונים - מיקומים מצטברים אינם עצמאיים - חיוני שיטות מיוחדות כמו פונקציות של בחירות או חלל.

פרטיות ודאגות מוסריות

נתונים GPS ברזולוציה גבוהה יכולים לחשוף את מיקומים של מינים בסכנת הכחדה ל poachers או אספנים מסחריים. במקרים מסוימים, החוקרים מעכבים פרסום נתונים או לדרג את הדיוק המרחבי (למשל, לתאם סביב ל-0.10 מעלות הקרובות) כדי להגן על אוכלוסיות רגישות.יש גם חששות לגבי רווחת בעלי חיים נושאים; עיצובים מתאימים למזער כלולים או סבוכים, אך תופעות ארוכות טווח על התנהגות מתמשכת.

כיוונים עתידיים וחדשנות

Machine Learning and Predictive Modeling

שילוב נתוני GPS עם אלגוריתמים של למידת מכונות מבטיח לחיזוי ימי תנועות בעלי חיים או שבועות מראש.מודלים כאלה יכולים להזהיר מנהלים כדי לעצור את הסכסוך של חיי האדם או לצפות כיצד שינויים בתי הגידול תחת תרחישים אקלים ישפיעו על נתיבי הגירה.גישות למידה עמוקה משמשים גם לסווג באופן אוטומטי התנהגויות (למשל הליכה, מנוחה, ציד) מהנתונים של GPS-accelometer.

שילוב עם חיישנים

האינטרנט של הדברים (IoT) מרחיב את התפקיד של GPS ניטור סביבתי.שערי GPS המופעלים על ידי השמש מפוזרים על פני מילואים יכולים לזהות כלי רכב לא-נרודרים, להעביר נתונים ברמת המים, או לגרום מלכודות מצלמה.ב-FLT:0reaFLT:1NASA TEMPOFLT:2FLT 3, GPS-able Air-of-of-of-of-R הם חיישנים לפרוקציה כדי למדוד את האווירה הלאומית לשינויים.

נתונים ופלטפורמות גלובליות

יוזמות כמו Movingbank ו- Global Biodiversity Information Facility (GBIF) לאסוף נתוני מעקב GPS מאלפי מחקרים, מה שהופך אותם נגישים למדענים וקובעי מדיניות ברחבי העולם. metadata סטנדרטיים ומדיניות גישה פתוחה מאיצים את קצב הגילוי. כמו יותר ארגוני שימור לאמץ טכנולוגיית GPS, בסיס הידע הגלובלי למיפוי בתי הגידול ימשיך לגדול, ומאפשר החלטות מבוססות ראיות בקנה מידה גדול יותר מרחבי וזמני.

צעדים מעשיים לארגונים לשימור

1. (FLT:0) מטרות ברורות של ההרחבה 1 - לפני פריסת תגי GPS, להחליט אם המטרה היא מיפוי הגירה, שימוש בבתי גידול, נגד התפוצצות, או משהו אחר.זה קובע מפרט תג (מחזור זמני, משקל, שיטת שידור).
2. (FLT:0) בחרה חומרת חומרה מתאימה של חומרת FLT:1 - עבור יונקים גדולים, לשקול תגי צווארון ארוך חיים עם קישור לווייני.עבור ציפורים, השתמש בגלי GPS קלים המופעלים על ידי השמש.
3. (FLT:0) אינטגרט עם GISFIRLT 1 קיים - ודא כי נתוני GPS יכולים להאכיל לתוך פלטפורמת GIS מרכזית. כלים כמו QGIS או ArcGIS מאפשרים overlay עם שימוש בקרקע, אקלים ושכבות פעילות אנושית.
4. (FLT:0) פרוטוקולי שיתוף נתונים של שיתוף נתונים (FLT:1) - החליטו על תקופת אממברגו (למשל, שנה אחת) להגן על מינים רגישים תוך תרומה למאגרי מידע פתוחים כמו הזיזבנק.
5. (FLT:0) אנליז עם שיטות מתאימות של קואליציולוגים או ביוסטטיסטים כדי ליישם את פונקציות הבחירות של שלב, הערכות צפיפות הקרנל או מודלים נסתרים של מרקוב המותאמים לשאלה המחקרית.
6. (FLT:0) תרגום תוצאות לפעולה: 1 - יצירת מפות ברורות והמלצות ניהול עבור קובעי מדיניות, קהילות מקומיות וטווחים. השתמש בדמיון המדגישים אזורי שימור עתיריות גבוהה.

מסקנה: התפקיד הגדל של GPS בעולם משתנה

טכנולוגיית GPS מציעה לשומרים עדשות חזקות שבאמצעותן ניתן לראות את העולם הטבעי.מעקב אחר ההגירה האפית של לווייתנים למיפוי המיקרו-האביטטים של הממזהמים, נתוני GPS מספקים את הדיוק המרחבי הדרוש כדי לקבל החלטות מושכלות, פרואקטיביות. כמו שינויי אקלים, פיצול בתי גידול, ואובדן המגוון הביולוגי מתעצם, היכולת לפקח ולהגיב בזמן הופך להיות קריטי יותר.

הדוגמאות במאמר זה מראות כי GPS הוא לא פתרון עמידה, אלא כלי שעובד הכי טוב בשילוב עם מחקר שדה, חישה מרחוק, מעורבות קהילתית ומסגרות מדיניות חזקות. כמו עלויות חומרה טיפות וטכניקות אנליטיות לשפר, אפילו קבוצות שימור קטנות יכולות למנף GPS כדי להגן על מערכות אקולוגיות מקומיות.עתיד השימור הסביבתי יהיה מונחה על נתונים, ו- GPS יישאר בלב השינוי הזה - מבטיח כי אנחנו לא רק לתמוך את מערכות החיים שלה, אלא גם לא נתמוך באופן פעיל.