استخدام الطائرات بدون طيار لرصد وتقييم مجموعات التماسيح غير الغازية - أداة قابلة للتعميم وسهلة الاستخدام لأصحاب المصلحة في مجال الحفظ
الحل الكامل
مسوحات التماسيح بالطائرات بدون طيار
Clément Aubert
يجمع هذا الحل القياسي بين تكنولوجيا الطائرات بدون طيار والنهج القياسي المبتكر لمراقبة وتقييم أعداد التماسيح التي تواجه تهديدات كبيرة، مما يؤدي إلى انخفاض أعدادها حيث أن 50% من أنواع التماسيح الـ 27 مهددة بالانقراض، و25% منها مهددة بالانقراض. تلتقط الطائرات بدون طيار المزودة بكاميرات عالية الدقة صورًا للتماسيح المغمورة جزئيًا، مما يسمح بتقديرات دقيقة وغير جراحية للأطوال استنادًا إلى نسب قياس التماسيح من الرأس إلى الجسم. تتغلب هذه الطريقة على تحديات مثل القيود اللوجستية، والتكلفة، والحاجة إلى موظفين مدربين تدريباً عالياً، وتحيز المراقبين، وقابلية الكشف، وإزعاج الحياة البرية، ومخاطر السلامة في المسوحات التقليدية. ومن خلال تغطية المناطق النائية بكفاءة، يعزز هذا الحل من التنوع البيولوجي والرصد، ويوفر المعلومات لاستراتيجيات الحفظ، ويتيح جمع مجموعة واسعة من المعلومات الإضافية. هذا الحل رخيص للغاية، ويتطلب الحد الأدنى من التدريب، وهو متاح لمجموعة واسعة من المستخدمين، بما في ذلك الشعوب الأصلية والمجتمعات المحلية والعاملين في مجال الحفظ.
آخر تحديث 31 Oct 2025
174 المشاهدات
السياق
التحديات التي تمت مواجهتها
البيئة: يمكن أن يكون المسح التقليدي للتماسيح جائرًا ومقيدًا من الناحية اللوجستية وخاضعًا لتحيز المراقبين. تواجه التماسيح تهديدات كبيرة، بما في ذلك فقدان الموائل، والتلوث، والأنواع الغازية، وتغير المناخ، والأنشطة غير القانونية، والصراعات بين الإنسان والتماسيح، مما يؤدي إلى انخفاض أعداد بعض الأنواع بنسبة تصل إلى 80%. من بين 27 نوعاً من التماسيح هناك 13 نوعاً (50%) مهددة بالانقراض، و7 أنواع (25%) مهددة بالانقراض، مما يجعلها واحدة من أكثر المجموعات التصنيفية المهددة بالانقراض
اجتماعيًا: يؤدي التوسع البشري بالقرب من الموائل المائية إلى تفاقم النزاعات بين الإنسان والتماسيح، مما يتسبب في هجمات وخسائر اقتصادية وتصورات سلبية. المشاركة المجتمعية المحدودة في الحفظ بما في ذلك عدم كفاية الأدوات والتدريب. حلول فعّالة من حيث التكلفة مثل الطائرات بدون طيار لتمكين الشعوب الأصلية والمجتمعات المحلية، وتعزيز المشاركة الفعالة والتمكين
اقتصادية: الرصد التقليدي مكلف، مما يحد من الحفظ على المدى الطويل في المناطق التي تعاني من نقص التمويل. تقدم الطائرات بدون طيار بديلاً قابلاً للتطوير وبأسعار معقولة، مما يقلل التكاليف ويعزز موثوقية البيانات
الموقع
غرب ووسط أفريقيا الغربية والوسطى
شمال أفريقيا
شرق وجنوب أفريقيا
الكاريبي
أمريكا الوسطى
أمريكا الجنوبية
أمريكا الشمالية
جنوب شرق آسيا
جنوب آسيا
أوقيانوسيا
العملية
ملخص العملية
تكمل اللبنات الأساسية وتعزز بعضها البعض لضمان تحقيق نتائج ناجحة في مجال الحفظ. توفر البروتوكولات الموحدة (اللبنة 1) جمعاً متسقاً للبيانات، بينما تضيف نماذج تقدير الحجم (اللبنة 2) قيمة من خلال الرؤى الديموغرافية. كما أن سهولة استخدام الطريقة والأدوات المطورة وفعاليتها من حيث التكلفة تعزز نشرها وتعميمها (اللبنة 3) وتسمح بمشاركة أصحاب المصلحة المحليين (اللبنة 4) تضمن الملكية المحلية، مما يزيد من استدامة النهج. وأخيراً، يعزز تطور التقنيات المدمجة وتكامل الذكاء الاصطناعي (اللبنة 5) من كفاءة تحليل البيانات وقابليتها للتوسع. تخلق هذه المكونات مجتمعةً إطاراً قوياً قابلاً للتكيف مع تحديات الحفظ ومتاحاً لجميع أصحاب المصلحة المعنيين بالحفظ.
اللبنات الأساسية
1) بروتوكولات المسح الموحدة للطائرات بدون طيار
تضع هذه اللبنة الأساسية معايير موحدة للرحلات الجوية لرصد التماسيح بشكل فعال
الدرس المستفاد
يمكن الاقتراب من التماسيح عن قرب (على ارتفاع 10 أمتار) ولا تستثير الطائرات بدون طيار من فئة المستهلكين استجابات الطيران لدى الثدييات والطيور الكبيرة في غرب أفريقيا على ارتفاعات تتراوح بين 40-60 متراً. لم يؤثر الارتفاع وبارامترات الطيران الأخرى على إمكانية الكشف، لأن الصور عالية الدقة سمحت بالعد الدقيق. أثرت خبرة المراقب والظروف الميدانية (مثل الرياح وانعكاس الشمس) وخصائص الموقع (مثل الغطاء النباتي والتجانس) بشكل كبير على إمكانية الكشف. يجب تنفيذ مسوحات التماسيح القائمة على الطائرات بدون طيار من ارتفاع 40 متر في الثلث الأول من اليوم. توفر مسوحات الطائرات بدون طيار مزايا تفوق الطرق التقليدية، بما في ذلك التقدير الدقيق للحجم، وقلة الإزعاج، والقدرة على تغطية مناطق أكبر وأكثر بعداً. وتسمح صور المسح التي تلتقطها الطائرات بدون طيار بإجراء تقييمات قابلة للتكرار والقياس الكمي للموائل والكشف عن التعديات وغيرها من الأنشطة غير القانونية، كما أنها تترك سجلاً دائماً.
بشكل عام، توفر الطائرات بدون طيار بديلاً قيماً وفعالاً من حيث التكلفة لمسح تجمعات التماسيح مع فوائد ثانوية مقنعة، على الرغم من أنها قد لا تكون مناسبة في جميع الحالات ولجميع الأنواع
2) تقدير الطول الكلي للتماسيح من الصور التي التقطتها الطائرات بدون طيار باستخدام نموذج
إن فهم التركيب الديموغرافي أمر حيوي لأبحاث الحياة البرية والحفاظ عليها. بالنسبة للتماسيح، عادةً ما يستلزم التقدير الدقيق للطول الكلي والفئة الديموغرافية عادةً المراقبة الدقيقة أو الالتقاط، وغالباً ما يكون ذلك لأفراد مغمورة جزئياً، مما يؤدي إلى احتمال عدم الدقة والمخاطرة. تقدم تكنولوجيا الطائرات بدون طيار بديلاً آمناً وخالياً من التحيز للتصنيف. قيمت هذه الدراسة فعالية الصور التي التقطتها الطائرات بدون طيار مع علاقات قياس طول الرأس لتقدير الطول الكلي، واقترحت طريقة موحدة للتصنيف الديموغرافي للتماسيح القائمة على الطائرات بدون طيار.
الدرس المستفاد
تم تطوير إطار قياس متجانس يربط بين الرأس والطول الكلي ل 17 نوعًا من التماسيح، مع دمج فترات الثقة لمراعاة مصادر عدم الدقة (مثل دقة القياس، وميل الرأس، وتحيز المراقب، وتغير التضاريس)، وتم تطبيق هذه الطريقة على التماسيح البرية من خلال التصوير الفوتوغرافي بالطائرات بدون طيار. كانت تأثيرات التضاريس أقل تأثيرًا من أخطاء المسافة بين العينات الأرضية (GSD) من برنامج القياس التصويري. وقد تنبأ الإطار التآلفية بالأطوال في حدود ≃11-18% من الدقة عبر الأنواع، مع وجود تباين طبيعي في التآلفية بين الأفراد يفسر معظم هذا النطاق. بالمقارنة مع الطرق التقليدية التي يمكن أن تكون غير موضوعية ومحفوفة بالمخاطر، فإن نهجنا القائم على الطائرات بدون طيار موضوعي وفعال وسريع ورخيص وغير جراحي وآمن.
3) الإطار الكلومتري لتقدير حجم التماسيح
الإطار القياسي الشامل هو أداة غير جراحية مصممة لتقدير الطول الكلي لجسم التماسيح بناءً على قياس طول الرأس، الذي تم التقاطه من خلال صور عالية الدقة من طائرات بدون طيار. وبالاستفادة من نسب طول الرأس إلى طول الجسم الخاصة بالأنواع، تلغي هذه الطريقة الحاجة إلى الالتقاط أو المناولة البدنية، مما يقلل من المخاطر التي يتعرض لها كل من الباحثين والحياة البرية. يسمح هذا الإطار، الذي تم التحقق من صحته بالنسبة لـ 17 نوعاً من أصل 27 نوعاً من التماسيح، بتوفير بيانات ديموغرافية موثوقة ضرورية لرصد أعداد التماسيح وإدارة الحفاظ عليها.
ويستخدم الإطار جداول سهلة القراءة (abaques)، مما يجعله في متناول غير المتخصصين، ويمكن للمشغلين تطبيق الطريقة بسرعة دون الحاجة إلى خبرة علمية متقدمة.
4) تمكين أصحاب المصلحة المحليين من خلال تكنولوجيا الطائرات بدون طيار
هذه اللبنة على بناء قدرات أصحاب المصلحة المحليين بما في ذلك الشعوب والمجتمعات المحلية بما في ذلك الشعوب والمجتمعات المحلية على تشغيل الطائرات بدون طيار، مما يمكنهم من القيام بأدوار فعالة في الحفظ.
سهولة استخدام الطريقة المعتمدة:
- الحد الأدنى من المهارات التقنية المطلوبة:
يحتاج المستخدمون فقط إلى تدريب أساسي على تشغيل الطائرات بدون طيار واستخراج القياسات من الصور عالية الدقة. العملية واضحة ومباشرة:- تحليق الطائرة بدون طيار باتباع بروتوكول الطيران الموحد.
- ضع علامة على التماسيح على الصور العلوية.
- قياس طول الرأس المرئي باستخدام أدوات تحليل الصور التي يمكن الوصول إليها (على سبيل المثال، ImageJ، QGIS).
- تطبيق المعادلة التآلفية المقابلة أو البحث من جداول معدة مسبقاً (abaques) لتقدير الطول الكلي.
- قابل للتكيف بسهولة:
يستخدم إطار العمل جداول (abaques) سهلة القراءة (abaques)، مما يجعله في متناول كل من المتخصصين وغير المتخصصين حيث يمكن للمشغلين تطبيق الطريقة بسرعة دون الحاجة إلى خبرة علمية متقدمة. - معدات يسهل الوصول إليها:
يعتمد النهج على طائرات بدون طيار من فئة المستهلكين والبرمجيات المتاحة على نطاق واسع، مما يضمن القدرة على تحمل التكاليف ويقلل من الحواجز التي تحول دون اعتماده.
سبب فعاليته:
إن بساطة الإطار وقابليته للتطوير والموثوقية تجعله مثاليًا لسياقات متنوعة، من الأراضي الرطبة النائية إلى الموائل المتاخمة للمناطق الحضرية. وهو يمكّن مجموعة واسعة من المستخدمين من توليد بيانات قوية علميًا.
5) تطور التقنيات على متن الطائرة وتكامل الذكاء الاصطناعي
تنطوي التطورات في التقنيات المحمولة على متن الطائرات بدون طيار وتكامل الذكاء الاصطناعي على إمكانات كبيرة لتعزيز طريقة رصد التماسيح الحالية القائمة على الطائرات بدون طيار. تسمح التحسينات في أجهزة الطائرات بدون طيار، مثل النماذج الهجينة ذات أوقات الطيران الطويلة ودقة الكاميرا المحسنة، بتغطية أوسع للموائل والتقاط صور أكثر تفصيلاً في البيئات المعقدة. يمثل دمج الذكاء الاصطناعي (AI) فرصة كبيرة لتبسيط تحليل الصور من خلال أتمتة اكتشاف التماسيح وتقدير حجمها باستخدام نماذج القياس التجميعي. يمكن أن توفر هذه التحسينات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي معالجة البيانات في الوقت الفعلي تقريبًا، مما يقلل من الاعتماد على التحليل اليدوي الذي يستغرق وقتًا طويلاً.
ويجري حالياً تطوير هذه التحسينات. لقد أجرينا دراسة تجريبية في الكاميرون في أبريل 2025 مع طلاب وباحثين شباب من جامعة نغاونديري ومنظمات غير حكومية محلية، باستخدام طائرات بدون طيار مزودة بكاميرات حرارية وكشافات حرارية، بما في ذلك المعالجة الآلية للبيانات بمساعدة الذكاء الاصطناعي.
الدرس المستفاد
ويجري حالياً تحليل البيانات وسيتم نشرها في حينه
التأثيرات
وقد أسفرت هذه الدراسة الأولى من نوعها لاستخدام الطائرات بدون طيار في رصد التماسيح عن نتائج مهمة ونُشرت في مجلتين علميتين محكّمتين. مكّنت الرحلات الجوية المحسّنة من اكتشاف التماسيح وتحديدها بدقة وقياسها. ومن خلال الجمع بين الصور عالية الدقة وجداول القياس، تم توليد تقديرات حجم موثوقة لـ 17 نوعاً من التماسيح البالغ عددها 27 نوعاً (في حدود دقة تتراوح بين 11 و18%). كانت هذه البيانات حاسمة في تقييم التركيب الديموغرافي لمجموعات التماسيح في متنزه دبليو الوطني في النيجر.
يمتاز هذا النهج بأنه يمكن تنفيذه بسهولة من قبل مجموعة متنوعة من أصحاب المصلحة في مجال البيئة دون الحاجة إلى مهارات أو خبرة متقدمة بشكل خاص في مجال الطائرات بدون طيار والتماسيح. وبالإضافة إلى ذلك، فإن إعداده أرخص من الطرق التقليدية يمكن للطرق القائمة على استخدام الطائرات بدون طيار أن تكشف عن التماسيح وتقدير طولها الإجمالي بشكل قوي دون التقاطها، وينبغي أن يعتبر نهجاً قابلاً للتطبيق من قبل الباحثين والمديرين وجميع أصحاب المصلحة مثل الشعوب الأصلية والمجتمعات المحلية. وقد تم تطوير هذا الحل خصيصاً ليستخدمه الجميع.
جمعت هذه الدراسة 22 باحثاً وباحثاً في مجال الحفاظ على التماسيح من أكثر من 20 بلداً. وجمعت الدراسة 7,368 بيانات قياس حيوية من 17 نوعاً من التماسيح لإنشاء أكبر قاعدة بيانات في العالم، والتي ستستخدم في دراسات أخرى حول مجموعة متنوعة من المواضيع.
يتم استخدام هذه الطريقة بشكل متزايد
المستفيدون
تم تصميم هذا الحل وتطويره خصيصًا لاستخدامه من قبل مجموعة واسعة من أصحاب المصلحة، بما في ذلك المؤسسات الأكاديمية والبحثية ومديري المناطق المحمية والمنظمات غير الحكومية ومنظمات الحفظ والمجتمعات المحلية والشعوب الأصلية
بالإضافة إلى ذلك، اشرح إمكانية التوسع في الحل الخاص بك. هل يمكن تكراره أو توسيعه ليشمل مناطق أو منظومة أخرى؟
قابلية التوسع والإمكانات الجغرافية
تُظهر الطريقة التي تم تطويرها لرصد التماسيح باستخدام الطائرات بدون طيار إمكانية كبيرة للتوسع، سواء من الناحية الجغرافية أو عبر مختلف النظم الإيكولوجية. ويوجد نوع واحد على الأقل من التماسيح في أكثر من 90 بلداً، أو حوالي نصف بلدان العالم. وعلى الرغم من أن هذه الطريقة غير مناسبة حالياً لأنواع الغابات، إلا أنه يمكن استخدامها لنصف أنواع التماسيح على الأقل. ونظراً لاستخدام الطائرات بدون طيار من الدرجة الاستهلاكية والبروتوكولات الموحدة القابلة للتكيف مع السياقات البيئية المختلفة، فإن هذه المنهجية متعددة الاستخدامات إلى حد كبير. وبالاقتران مع إمكانية الوصول إلى تكنولوجيا الطائرات بدون طيار، فإنها تضع الحل كنموذج يمكن تكراره وتوسيع نطاقه على مستوى العالم.
تطبيقات في تخفيف حدة الصراع بين الإنسان والتماسيح ومراقبة التنوع البيولوجي
في المناطق التي تنتشر فيها النزاعات بين الإنسان والتماسيح (HCC)، يمكن لهذا الحل أن يدعم جهود التخفيف من حدة النزاع من خلال رسم خرائط لموائل التماسيح وتحديد النقاط الساخنة للتفاعل مع الأنشطة البشرية. بالإضافة إلى التماسيح، يمكن لمنهجية الطائرات بدون طيار جمع معلومات عن الموائل وتحديد التهديدات ومراقبة الأنواع المائية أو شبه المائية الأخرى في نفس الوقت. كما أن طبيعتها غير الغازية وقدرتها على العمل في التضاريس الصعبة تجعلها مناسبة لمسوحات التنوع البيولوجي عبر مجموعة من النظم البيئية.
الفعالية من حيث التكلفة وتمكين المجتمع
تسمح بساطة الحل وفعاليته من حيث التكلفة بتنفيذه في البيئات منخفضة الموارد. كما أن سهولة الوصول إليه تجعله مناسباً لمجموعة كبيرة من الجهات الفاعلة، مما يتيح استخدامه في مشاريع الحفظ المجتمعية. ويعزز هذا النهج بناء القدرات وتمكين الشعوب الأصلية والمجتمعات المحلية، مما يزيد بشكل كبير من قابلية التوسع وتأثير نشره.
الوصول المفتوح والمساعدة التقنية
هذا الحل والأدوات التي تم تطويرها متاحة بالكامل في الوصول المفتوح من خلال ورقتين علميتين تمت مراجعتهما من قبل الأقران. بالإضافة إلى ذلك، أقدم المساعدة الفنية لنشر هذا الحل على منصة HAC 30x30 للمساعدة التقنية عبر الإنترنت التابعة لتحالف الطموح العالي للطبيعة والناس (HAC for N&P) لأصحاب المصلحة في مجال الحفظ الذين يطلبون ذلك. وتجري مناقشة المنهجية أيضًا داخل الفريق العامل المعني بالطائرات بدون طيار التابع للمجموعة المتخصصة في التماسيح التابعة للجنة بقاء الأنواع التابعة للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة والموارد الطبيعية. ويستخدم بعض أعضاء الفريق المتخصص في التماسيح هذا الحل بالفعل.
التطورات الجارية والمستقبلية
تتطلب هذه الطريقة إجراء دراسات إضافية على أنواع أخرى وفي سياقات أخرى. أنا أعمل حالياً في الكاميرون على تطوير وتحسين هذه الطريقة بشكل أكبر، لا سيما باستخدام أجهزة الاستشعار الحرارية ومعدات الإضاءة الضوئية لإجراء عمليات الجرد الليلية باستخدام الطائرات بدون طيار، ودمج الذكاء الاصطناعي لإحصاء أعداد التماسيح وفرس النهر، والتي قدمت نتائج أولية مثيرة للاهتمام. التكامل المستقبلي للطائرات بدون طيار الهجينة وتطوير أدوات ذكاء اصطناعي قوية ومتنوعة. تجري متابعة هذه التطورات بالتعاون مع باحثين آخرين وفريق Pl@ntNet لتعزيز كفاءة الحل وقابليته للتطبيق.
الإطار العالمي للتنوع البيولوجي (GBF)
الهدف 4 - الهدف 4 - وقف انقراض الأنواع وحماية التنوع الجيني وإدارة النزاعات بين الإنسان والحياة البرية
الهدف 20 - تعزيز بناء القدرات ونقل التكنولوجيا والتعاون العلمي والتقني من أجل التنوع البيولوجي
أهداف التنمية المستدامة
الهدف 14 من أهداف التنمية المستدامة 14 - الحياة تحت الماء
الهدف 15 من أهداف التنمية المستدامة - الحياة على الأرض
الهدف 17 من أهداف التنمية المستدامة - الشراكات من أجل تحقيق الأهداف
القصة
الجرد التشاركي للزواحف والبرمائيات مع مجتمع دوهوان في ساحل العاج
Michiel van Noppen
بدأ كل شيء قبل عدة سنوات خلال فترة تدريبي في معهد سميثسونيان للأبحاث المدارية في بنما. فقد أتيحت لي الفرصة لاختبار طائرة صغيرة بدون طيار في وقت كان استخدامها في علم البيئة لا يزال نادراً. وقد أثارت هذه التجربة على الفور أفكارًا للتطبيقات، لا سيما لرصد التماسيح، وهي مجموعة شكلت طرق المسح التقليدية تحديات بالنسبة لها. في ذلك الوقت، لم تكن أي دراسة قد استكشفت بعد استخدام الطائرات بدون طيار لهذا الغرض المحدد على هذا الصنف.
ومع محدودية الموارد، قررتُ إطلاق مشروع صغير، مستثمراً طاقتي وحتى أموالي الشخصية بسبب نقص التمويل الكافي لإجراء دراسة جدوى تجريبية أولية. ولحسن الحظ، أسفرت هذه الدراسة التجريبية عن نتائج واعدة للغاية، مما سمح لي بمواصلة جهودي وتطويرها.
يسعدني أنني تمكنت من إشراك جزء من مجتمع المجموعة المتخصصة في التماسيح التابعة للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة والموارد الطبيعية في هذا المشروع، مستفيداً من البيانات البيومترية التي تم جمعها من خلال أبحاث التماسيح على مدى الخمسين عاماً الماضية لتوسيع نطاق هذه الطريقة لتشمل معظم أنواع التماسيح. وقد مكنني هذا العمل من تصميم حل فعال وشامل وبأسعار معقولة لأصحاب المصلحة في مجال الحفاظ على البيئة يركز على صنف مهم للغاية: التماسيح، وهي من الحيوانات المفترسة التي تعتبر من الحيوانات المفترسة الرئيسية في النظم الإيكولوجية للمياه العذبة في أكثر من 90 دولة. وعلى الرغم من كونها من الأنواع الرئيسية في موائلها، إلا أن التماسيح لا تزال غير مدروسة بشكل كافٍ. وبالنظر إلى التحديات المتزايدة المرتبطة بالحفاظ على الموائل المائية وإدارة المياه والصراع بين الإنسان والتماسيح، فإن هذا الحل يدعم تحديات الحفاظ الحالية والمستقبلية.
من خلال الدكتوراه، تمكنت من المضي قدمًا في هذا النهج من خلال الجمع بين التكيف التكنولوجي واستراتيجية الحفظ المجتمعية المطبقة على التماسيح. وبموازاة ذلك، شاركتُ في تأسيس ورئاسة منظمة Nature Conserv'Action، وهي منظمة مكرسة لدعم مبادرات الحفظ التي تقودها الشعوب الأصلية والمجتمعات المحلية والمنظمات غير الحكومية المحلية. نحن نتبنى نهجاً متعدد التخصصات يدمج بين البحث العلمي وإدارة الحفظ والتخفيف من حدة الصراع بين الإنسان والحياة البرية والتوعية.
واليوم، أنا فخور بالمساهمة في نهج الحفظ الشامل الذي يسلط الضوء على أهمية إشراك الشعوب الأصلية والمجتمعات المحلية في مشاريع الحفظ والترويج له. ومن خلال النظر في الأبعاد الاجتماعية والاقتصادية والبيئية، يزيد هذا النهج من فرص نجاح واستدامة برامج الحفظ. هذا العمل وهذه المقاربات هي الآن مشروع واقعي أقوم وفريقي بتطويره برؤية طويلة الأمد ضمن مشروع الحفاظ على الطبيعة.
