无人机红外热成像助力蜘蛛猿等猿类物种研究

图中展示了无人机搭载的热像仪所拍摄的地面初步测量数据样本。从图中可以清晰地看到两只蜘蛛猿的活动迹象；图右侧则展示了伪彩色热成像温标。借助这些数据，我们可以估算蜘蛛猿的体表温度大约在30℃。

野生动物保护者通常依赖精确的动物种群数量来制定保护决策和行动。由于实地调查的难度大、成本高，对于大多数树栖物种，相关数据往往缺乏实时性。据麦姆斯咨询报道，一支研究团队为了克服这些挑战，使用了搭载红外热像仪（TIR camera）的无人机，在Los Arboles Tulum地区对吼猴、蜘蛛猿及猩猩等灵长类动物进行监控。Los Arboles Tulum是一个位于墨西哥金塔纳罗奥州图卢姆约14公里处的住宅开发区。

在这个区域，每2公顷的土地只允许占据5%的面积，尽管这片区域仅有400公顷，但其98%的土地仍然覆盖着森林。该研究项目证明了使用搭载红外热像仪的无人机，能够成功确认郁闭林冠森林中蜘蛛猿的存在及其数量。这种森林以高达30米的常绿乔木为主，地形相对平坦。

研究方法独具匠心。该技术可用于在树冠区域确定蜘蛛猿的分布和种群数量，即使存在其他体型相似的物种也无妨。红外热像仪能够准确区分蜘蛛猿和其他物种。由于蜘蛛猿的体温相对较高，因此它们在使用红外热像仪的观测下无所遁形。并且，由于蜘蛛猿经常在森林树冠顶部活动和睡觉，因此空中观测相比地面观测具有明显优势。自2016年11月以来，研究人员一直在持续研究Los Arboles Tulum的蜘蛛猿，它们已经习惯了人类的存在。

无人机搭载的融合相机所拍摄的红外热成像图片生动展示了研究过程中的细节。上图展示了无人机在A、B两点飞行期间所拍摄的红外热成像图片。左图是2018年6月20日19:30分的睡眠位置A，右图是2018年6月20日5:45分的睡眠位置B。两次飞行高度都在地面以上70米，大约位于树冠以上40至45米。右侧附带了相应的伪彩色热成像温标。蜘蛛猿的位置被箭头明确标出，而圆圈则代表地面的观察者正在统计猿类的数量。在研究这些热红外数据时，也会遇到一些混淆热源，尤其是在夜间侦查时，如白天吸收太阳热量的树枝，晚上会成为一个明亮的热源。

研究所使用的无人机是一架550毫米四轴飞行器，其挤制铝材框架由悬臂和玻璃纤维板构成，确保重量与强度的最佳平衡。该无人机由一块14.8伏锂聚合物电池提供动力，当安装红外热像仪时，该电池可以提供约10分钟的飞行时间。Pixhawk 2.1自动驾驶仪运行着开源的ArduCopter固件，为高度灵活的配置和操作系统提供了可能。自动驾驶仪可配置为手动驾驶或自动（预编程）飞行模式。在本研究中，热像仪始终在垂直角度下以90度向下观察。

为了比较地面勘查和无人机勘查中蜘蛛猿的数量，研究小组首先需要确定蜘蛛猿是否会在特定的时间段内出现在它们的睡眠位置。一旦确认后，他们将驾驶无人机飞越这些睡眠点，同时地面小组会在同一时间段内统计数量。接着在第二天日出之前再次进行统计并比较两种方法的数据。

测试过程及相关分析表明，为了对猿类进行空中调查，需要在睡眠位置地面以上60至70米的范围内进行预先编程的网格飞行。完成绕单棵树冠飞行的悬停飞行时间为五分钟。在选定的三个睡眠位置期间进行了多次无人机搭载红外热像仪的飞行。猿类对无人机的常见反应是改变位置或稍微向下移动几米。尽管有时会出现猿类对头顶上的无人机发出尖叫声的情况，但这些反应并没有引发任何异常变化。例如，正在玩耍的幼猿在整个飞行期间仍继续玩耍。与此地面观察员通过望远镜协助计算猿类数量并使用GPS标记其位置。最终的研究分析显示无人机计数与地面测量之间的高度一致性。研究综述：无人机红外热成像技术在蜘蛛猿计数与生态研究中的应用

研究概述

在研究团队进行的无人机物种计数实验中，将无人机搭载红外热像仪进行飞行探测，收集了大量的数据。通过对这些数据的深入分析，我们发现红外热成像技术已经成为研究森林中蜘蛛猿种群数量及分布情况的一种有效手段。本文将介绍如何通过把无人机拍摄的红外热成像视频编辑成多个短片来更好地应用这项技术。

红外热成像技术的优势与应用

在茂密的森林环境中，蜘蛛猿的观测和计数是一项极具挑战性的任务。借助搭载红外热像仪的无人机，研究人员能够轻松地获取森林中的热成像数据。通过对这些数据的分析，不仅可以确定蜘蛛猿的存在与否，还可以对其数量进行估算。这种技术还能提供关于蜘蛛猿分布和种群密度的宝贵信息。无人机灵活的飞行方式，如网格飞行和悬停飞行，使得探测和计数工作更为高效和准确。

视频编辑的重要性及其意义

为了更好地展示和分析无人机拍摄的红外热成像数据，我们将原视频的子样本进行了编辑处理，将原本的红外热成像视频分割成了20个时长为30秒的短片。这样的处理方式不仅使得数据更为直观和易于分析，也便于研究结果的分享和交流。通过这种处理方式，我们能够更深入地挖掘红外热成像数据中的信息，从而更准确地了解蜘蛛猿的分布和种群数量。这种处理方式也有助于我们发现和分析森林生态系统中的其他细节和特征。这对于推动生态研究和保护工作的进展具有重要意义。

项目资助与支持

本研究项目得到了美国国家地理学会（National Geographic Society）、英国科学和技术设施理事会全球挑战研究基金（UK Science and Technology Facilities Council Global Challenges Research Fund）以及Los Arboles Tulum的资助与支持。我们感谢这些机构对本研究项目的鼎力支持，并期待未来能够继续开展更多有意义的生态研究项目。