Het gebruik van drones voor niet-invasieve monitoring en beoordeling van krokodillenpopulaties - een generaliseerbaar en toegankelijk instrument voor belanghebbenden bij natuurbehoud
Volledige oplossing
Onderzoek krokodillen met drone
Clément Aubert
Deze gestandaardiseerde oplossing combineert dronetechnologie en een innovatieve allometrische benadering voor het monitoren en beoordelen van krokodillenpopulaties die te maken hebben met aanzienlijke bedreigingen, die leiden tot een afname van de populatie. 50% van de 27 krokodilachtigen wordt bedreigd en 25% is ernstig bedreigd. Drones die zijn uitgerust met hogeresolutiecamera's maken beelden van zelfs gedeeltelijk ondergedompelde krokodillen, waardoor nauwkeurige, niet-invasieve lengteschattingen kunnen worden gemaakt op basis van de allometrische verhoudingen tussen kop en lichaam. Deze methode overwint uitdagingen zoals logistieke beperkingen, kosten, behoefte aan hoog opgeleid personeel, vertekening door waarnemers, detecteerbaarheid, verstoring van wilde dieren en veiligheidsrisico's van traditionele onderzoeken. Door afgelegen gebieden efficiënt te bestrijken, verbetert de oplossing het monitoren van de biodiversiteit, worden beschermingsstrategieën geïnformeerd en kan een breed scala aan aanvullende informatie worden verzameld. Deze oplossing is zeer goedkoop, vereist minimale training en is toegankelijk voor een breed scala aan gebruikers, waaronder inheemse volkeren en lokale gemeenschappen en natuurbeschermers.
Laatst bijgewerkt: 10 Oct 2025
141 Weergaven
Tech4Nature-prijs
Technologie Beschrijving
De oplossing maakt gebruik van consumentendrones uitgerust met hogeresolutiecamera's om krokodillenpopulaties in hun natuurlijke habitat te onderzoeken. Er is een gestandaardiseerd protocol ontwikkeld met optimale vluchtparameters zoals hoogte en tijdstip om een hoge detecteerbaarheid te garanderen en tegelijkertijd de verstoring van wilde dieren te minimaliseren. De opgenomen beelden worden geanalyseerd met behulp van een nieuw allometrisch raamwerk dat koplengte correleert aan totale lichaamslengte, waardoor nauwkeurige demografische beoordelingen mogelijk zijn zonder de noodzaak van fysieke vangst.
Deze aanpak is innovatief vanwege de niet-invasieve aard, de kosteneffectiviteit en de mogelijkheid om in afgelegen of ontoegankelijke gebieden te werken. Verbeteringen zijn onder andere een grotere nauwkeurigheid van de gegevens, meer veiligheid voor de operator en de creatie van een permanent fotografisch verslag voor toekomstige monitoring. De technologie is schaalbaar en vereist alleen een basisopleiding in het bedienen van drones, waardoor het toegankelijk is voor lokale gemeenschappen en belanghebbenden bij natuurbehoud. Een belangrijke vooruitgang is de ontwikkeling van grootteschattingmodellen die gebruiksvriendelijke tabellen (abaques) opleveren voor 17 van de 27 krokodilachtigen wereldwijd. Deze tabellen zijn toegankelijk en begrijpelijk voor alle belanghebbenden, waaronder inheemse volkeren en lokale gemeenschappen (IPLC's) en natuurbeschermers, waardoor ze op grote schaal worden gebruikt en diverse gebruikers in staat worden gesteld om zich actief in te zetten voor het behoud van de biodiversiteit.
Donoren en financiering
- Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS)
- Natuurbeschermingsactie (NCA)
- IUCN/SSC KrokodilSpecialistengroep
- Fonds de Solidarité et de Développement des Initiatives Etudiantes de l'Université de Montpellier
- Europese Krokodillen Netwerkbijeenkomst
- Project Mecistops
- Stichting Biotoop
- Project Mecistops
Groupe Ondulia Energie Renouvelables
Context
Uitdagingen
Milieu: Traditioneel onderzoek naar krokodilachtigen kan invasief, logistiek beperkt en onderhevig zijn aan vertekening door waarnemers. Krokodilachtigen worden geconfronteerd met aanzienlijke bedreigingen, waaronder habitatverlies, vervuiling, invasieve soorten, klimaatverandering, illegale activiteiten en conflicten tussen mensen en krokodillen, waardoor de populatie van sommige soorten met wel 80% afneemt. Van de 27 krokodilachtigen zijn er 13 (50%) bedreigd en 7 (25%) ernstig bedreigd, waardoor ze een van de meest bedreigde taxonomische groepen zijn.
Sociaal: Menselijke expansie in de buurt van waterhabitats verergert de conflicten tussen mensen en krokodillen, wat leidt tot aanvallen, economische verliezen en negatieve beeldvorming. Beperkte betrokkenheid van de gemeenschap bij natuurbehoud, inclusief ontoereikende hulpmiddelen en training. Kosteneffectieve oplossingen zoals drones geven inheemse volkeren en lokale gemeenschappen de mogelijkheid om zich actief in te zetten voor het behoud van hun leefgebieden.
Economisch: Traditionele monitoring is duur en beperkt het behoud op lange termijn in regio's met te weinig geld. Drones bieden een schaalbaar, betaalbaar alternatief, waardoor de kosten dalen en de betrouwbaarheid van de gegevens toeneemt.
Locatie
West- en Centraal-Afrika
Noord-Afrika
Oost- en Zuid-Afrika
Caribisch
Centraal-Amerika
Zuid-Amerika
Noord-Amerika
Zuidoost-Azië
Zuid-Azië
Oceanië
Proces
Samenvatting van het proces
De bouwstenen vullen elkaar aan en versterken elkaar om succesvolle beschermingsresultaten te garanderen. Gestandaardiseerde protocollen (bouwsteen 1) zorgen voor een consistente gegevensverzameling, terwijl modellen voor het schatten van de omvang (bouwsteen 2) waarde toevoegen door demografische inzichten. Het gebruiksgemak en de kosteneffectiviteit van de methode en de ontwikkelde instrumenten bevordert de toepassing en veralgemening ervan (bouwsteen 3) en de betrokkenheid van lokale belanghebbenden (bouwsteen 4) zorgt voor lokaal eigenaarschap, waardoor de duurzaamheid van de aanpak toeneemt. Tot slot verbetert de evolutie van boordtechnologieën en AI-integratie (bouwsteen 5) de efficiëntie en schaalbaarheid van gegevensanalyse. Samen creëren deze componenten een robuust raamwerk dat kan worden aangepast aan uitdagingen op het gebied van natuurbehoud en dat toegankelijk is voor alle belanghebbenden die betrokken zijn bij natuurbehoud.
Bouwstenen
1) Gestandaardiseerde protocollen voor droneonderzoek
Deze bouwsteen stelt gestandaardiseerde vluchtparameters vast voor het effectief monitoren van krokodilachtigen.
Geleerde les
Krokodillen kunnen van dichtbij worden benaderd (.10 m hoogte) en consumentendrones lokken geen vliegrespons uit bij West-Afrikaanse grote zoogdieren en vogels op hoogtes van 40-60 m. Hoogte en andere vluchtparameters hadden geen invloed op de detecteerbaarheid, omdat foto's met hoge resolutie nauwkeurige tellingen mogelijk maakten. Ervaring van de waarnemer, veldomstandigheden (bijv. wind, zonnereflectie) en kenmerken van de locatie (bijv. vegetatie, homogeniteit) hadden allemaal een significante invloed op de detecteerbaarheid. Onderzoek naar krokodilachtigen met behulp van een drone moet worden uitgevoerd vanaf 40 m hoogte in het eerste derde deel van de dag. Onderzoek met behulp van een drone biedt voordelen ten opzichte van traditionele methoden, zoals een nauwkeurige schatting van de grootte, minder verstoring en de mogelijkheid om grotere en meer afgelegen gebieden te bestrijken. Foto's van droneonderzoeken maken herhaalbare en kwantificeerbare habitatbeoordelingen mogelijk, sporen op van verstoring en andere illegale activiteiten en laten een permanente registratie achter.
In het algemeen bieden drones een waardevol en kosteneffectief alternatief voor het onderzoeken van populaties van krokodilachtigen met overtuigende secundaire voordelen, hoewel ze misschien niet in alle gevallen en voor alle soorten geschikt zijn.
2) Het schatten van de totale lengte van crocodylians uit drone-opnamen met behulp van een model
Inzicht in de demografische structuur is van vitaal belang voor het onderzoek naar en het behoud van wilde dieren. Voor krokodilachtigen is voor een nauwkeurige schatting van de totale lengte en de demografische klasse meestal nauwkeurige observatie of vangst nodig, vaak van gedeeltelijk ondergedompelde individuen, wat kan leiden tot onnauwkeurigheid en risico. Drone-technologie biedt een biasvrij, veiliger alternatief voor classificatie. Deze studie evalueerde de effectiviteit van drone foto's in combinatie met koplengte allometrische relaties om de totale lengte te schatten, en stelt een gestandaardiseerde methode voor op drone-gebaseerde crocodylian demografische classificatie.
Geleerde les
Er werd een allometrisch raamwerk ontwikkeld dat de kop correleert aan de totale lengte voor 17 krokodilachtigen, met betrouwbaarheidsintervallen om rekening te houden met bronnen van onnauwkeurigheid (bijv. allometrische nauwkeurigheid, helling van de kop, vertekening door waarnemers, terreinvariabiliteit). Deze methode werd toegepast op wilde krokodilachtigen door middel van drone-fotografie. Terreineffecten hadden minder invloed dan GSD-fouten (Ground Sample Distance) van fotogrammetrische software. Het allometrische raamwerk voorspelde lengtes met een nauwkeurigheid van ≃11-18% voor alle soorten, waarbij natuurlijke allometrische variatie tussen individuen een groot deel van dit bereik verklaarde. Vergeleken met traditionele methoden die subjectief en riskant kunnen zijn, is onze op een drone gebaseerde benadering objectief, efficiënt, snel, goedkoop, niet-invasief en veilig.
3) Allometrisch raamwerk voor de schatting van de grootte van krokodilachtigen
Het allometrische raamwerk is een niet-invasief hulpmiddel dat is ontworpen om de totale lichaamslengte van krokodilachtigen te schatten op basis van de meting van hun koplengte, vastgelegd met hogeresolutie dronebeelden. Door gebruik te maken van vastgestelde soortspecifieke verhoudingen tussen kop- en lichaamslengte, maakt deze methode het fysiek vangen of hanteren overbodig, waardoor de risico's voor zowel onderzoekers als wilde dieren worden beperkt. Het raamwerk, dat gevalideerd is voor 17 van de 27 krokodilachtigen, maakt het mogelijk om betrouwbare demografische gegevens te leveren die essentieel zijn voor populatiemonitoring en natuurbeschermingsbeheer.
Het raamwerk maakt gebruik van eenvoudig te lezen tabellen (abaques), waardoor het toegankelijk is voor niet-specialisten, die de methode snel kunnen toepassen zonder geavanceerde wetenschappelijke expertise nodig te hebben.
4) Empowerment van lokale belanghebbenden door middel van drone-technologie
Deze bouwsteen is gericht op de capaciteitsopbouw van lokale belanghebbenden, waaronder inheemse volken en lokale gemeenschappen (IPLC's), om drones te bedienen, zodat ze een actieve rol kunnen spelen in natuurbehoud.
Gebruiksgemak van de ontwikkelde methode:
- Minimale technische vaardigheden vereist:
Gebruikers hebben alleen een basisopleiding nodig in het bedienen van drones en het extraheren van metingen uit hogeresolutiebeelden. Het proces is eenvoudig:- Vlieg met de drone volgens het gestandaardiseerde vluchtprotocol.
- Markeer krokodilachtigen op luchtfoto's.
- Meet de zichtbare koplengte met behulp van toegankelijke beeldanalysetools (bijv. ImageJ, QGIS).
- Pas de corresponderende allometrische vergelijking toe of kijk in vooraf opgestelde tabellen (abaques) voor het schatten van de totale lengte.
- Gemakkelijk aan te passen:
Het raamwerk maakt gebruik van eenvoudig te lezen tabellen (abaques), waardoor het toegankelijk is voor zowel specialisten als niet-specialisten, omdat operators de methode snel kunnen toepassen zonder geavanceerde wetenschappelijke expertise nodig te hebben. - Toegankelijke apparatuur:
De aanpak maakt gebruik van consumentendrones en algemeen verkrijgbare software, waardoor de methode betaalbaar is en de barrières voor invoering worden verkleind.
Waarom het effectief is:
De eenvoud, schaalbaarheid en betrouwbaarheid van het raamwerk maken het ideaal voor uiteenlopende contexten, van afgelegen wetlands tot aan de stad grenzende habitats. Het stelt een breed scala aan gebruikers in staat om wetenschappelijk robuuste gegevens te genereren.
5) Evolutie van technologieën aan boord en AI-integratie
Vooruitgang in boordtechnologieën en AI-integratie bieden een groot potentieel om de bestaande drone-gebaseerde krokodilmonitoringmethode verder te verbeteren. Verbeteringen in de hardware van drones, zoals hybride modellen met langere vliegtijden en verbeterde cameraresoluties, maken een bredere dekking van habitats en het vastleggen van meer gedetailleerde beelden in complexe omgevingen mogelijk. De integratie van kunstmatige intelligentie (AI) biedt een belangrijke mogelijkheid om de beeldanalyse te stroomlijnen door de detectie van krokodillen en de schatting van de grootte te automatiseren met behulp van allometrische modellen. Deze AI-gestuurde verbeteringen kunnen zorgen voor bijna real-time gegevensverwerking, waardoor de tijdrovende handmatige analyse minder nodig is.
Deze verbeteringen worden momenteel ontwikkeld. We hebben in april 2025 een experimentele studie uitgevoerd in Kameroen met studenten en jonge onderzoekers van de Universiteit van Ngaoundéré en lokale NGO's, waarbij gebruik werd gemaakt van drones uitgerust met thermische camera's en zoeklichten, en waarbij gebruik werd gemaakt van AI-ondersteunde automatische gegevensverwerking.
Geleerde les
De gegevens worden momenteel geanalyseerd en zullen worden gepubliceerd.
Invloeden
Deze eerste studie naar het gebruik van drones voor het monitoren van krokodillen heeft significante resultaten opgeleverd en is gepubliceerd in twee wetenschappelijke tijdschriften met collegiale toetsing. Dankzij geoptimaliseerde vluchten konden krokodillen worden gedetecteerd en nauwkeurig worden geïdentificeerd en gemeten. Door hoge-resolutiebeelden te combineren met allometrische tabellen werden betrouwbare schattingen van de grootte gegenereerd voor 17 van de 27 krokodilachtigen (met een nauwkeurigheid van 11-18%). Deze gegevens waren van cruciaal belang voor de beoordeling van de demografische structuur van de Crocodylus suchus-populaties in W National Park, Niger.
Deze aanpak heeft het voordeel dat hij gemakkelijk kan worden geïmplementeerd door een verscheidenheid aan belanghebbenden in het milieu zonder dat er bijzonder geavanceerde vaardigheden of ervaring met drones en krokodillen nodig is. Bovendien is het goedkoper op te zetten dan traditionele methoden. Met methodes gebaseerd op het gebruik van drones kunnen krokodillen worden opgespoord en kan hun totale lengte robuust worden geschat zonder ze te vangen, en dit zou moeten worden beschouwd als een levensvatbare aanpak door onderzoekers, beheerders en alle belanghebbenden zoals inheemse volken en lokale gemeenschappen. Deze oplossing is speciaal ontwikkeld voor gebruik door iedereen.
Aan het onderzoek namen 22 onderzoekers en krokodillenbeschermers uit meer dan 20 landen deel. Ze verzamelden 7.368 biometrische meetgegevens van 17 krokodilachtigen om de grootste database ter wereld te creëren, die gebruikt zal worden voor andere studies over verschillende thema's.
Deze methode wordt steeds meer gebruikt
Begunstigden
Deze oplossing is speciaal ontworpen en ontwikkeld voor gebruik door een breed scala aan belanghebbenden, waaronder academische en onderzoeksinstellingen, beheerders van beschermde gebieden, NGO's, natuurbeschermingsorganisaties en lokale gemeenschappen en inheemse volken.
Licht daarnaast de schaalbaarheid van uw oplossing toe. Kan het worden gekopieerd of uitgebreid naar andere regio's of ecosystemen?
Schaalbaarheid en geografisch potentieel
De methode die ontwikkeld is om krokodilachtigen met behulp van drones te monitoren heeft een aanzienlijk schaalbaarheidspotentieel, zowel geografisch als in verschillende ecosystemen. Ten minste één soort krokodil komt voor in meer dan 90 landen, of ongeveer de helft van de landen in de wereld. Hoewel de methode momenteel niet geschikt is voor bossoorten, zou ze kunnen worden ingezet voor minstens de helft van de krokodillensoorten. Dankzij het gebruik van consumentendrones en gestandaardiseerde protocollen die kunnen worden aangepast aan verschillende omgevingscontexten, is deze methode zeer veelzijdig. In combinatie met de toegankelijkheid van dronetechnologie positioneert dit de oplossing als een model dat wereldwijd kan worden gekopieerd en uitgebreid.
Toepassingen in Mens-Krokodillenconflictbestrijding en biodiversiteitsmonitoring
In regio's waar conflicten tussen mens en krokodil veel voorkomen, kan de oplossing bijdragen aan het verminderen van conflicten door de leefgebieden van krokodilachtigen in kaart te brengen en hotspots van interactie met menselijke activiteiten te identificeren. Naast krokodilachtigen kan de drone-methodologie tegelijkertijd habitatinformatie verzamelen, bedreigingen identificeren en andere aquatische of semi-aquatische soorten monitoren. Het niet-invasieve karakter en de mogelijkheid om op moeilijk begaanbaar terrein te opereren, maken de drone geschikt voor biodiversiteitsonderzoek in een groot aantal ecosystemen.
Kosteneffectiviteit en empowerment van de gemeenschap
Door de eenvoud en kosteneffectiviteit van de oplossing kan deze worden geïmplementeerd in omgevingen met weinig middelen. De toegankelijkheid maakt het geschikt voor een groot panel van actoren, waardoor het gebruikt kan worden in natuurbehoudsprojecten op gemeenschapsniveau. Deze aanpak bevordert capaciteitsopbouw en empowerment van inheemse volken en lokale gemeenschappen, waardoor de schaalbaarheid en impact van de toepassing aanzienlijk toenemen.
Open toegang en technische ondersteuning
Deze oplossing en de ontwikkelde tools zijn volledig beschikbaar in open access via twee peer-reviewed wetenschappelijke artikelen. Daarnaast bied ik technische ondersteuning voor de inzet van deze oplossing op het HAC 30x30 Technical Assistance Matchmaking Online Platform van de High Ambition Coalition for Nature and People (HAC for N&P) voor belanghebbenden in natuurbehoud die daarom vragen. De methodologie wordt ook besproken binnen de Drone Working Group van de IUCN Species Survival Commission (SSC) Crocodile Specialist Group (CSG). Sommige leden van de Crocodile Specialist Group maken al gebruik van deze oplossing.
Lopende en toekomstige ontwikkelingen
Deze methode vereist aanvullend onderzoek, op andere soorten en in andere contexten. Ik ben in Kameroen bezig om deze methode verder te ontwikkelen en te verbeteren, met name door gebruik te maken van thermische sensoren, flitslichtapparatuur om nachtelijke inventarisaties uit te voeren met drones, en AI-integratie om krokodillen- en nijlpaardenpopulaties te tellen, wat zeer interessante eerste resultaten heeft opgeleverd. De toekomstige integratie van hybride drones en de ontwikkeling van sterke en gevarieerde AI-tools. Deze vooruitgang wordt nagestreefd in samenwerking met andere onderzoekers en het Pl@ntNet-team om de efficiëntie en toepasbaarheid van de oplossing te verbeteren.
Wereldwijd biodiversiteitsraamwerk (GBF)
GBF Doel 4 - Het uitsterven van soorten een halt toeroepen, de genetische diversiteit beschermen en conflicten tussen mens en wild beheersen
GBF Streefdoel 20 - Capaciteitsopbouw, technologieoverdracht en wetenschappelijke en technische samenwerking voor biodiversiteit versterken
Duurzame Ontwikkelingsdoelen
SDG 14 - Leven onder water
SDG 15 - Leven op het land
SDG 17 - Partnerschappen voor de doelen
Verhaal
Participatieve inventarisatie van reptielen en amfibieën met de gemeenschap van Dohouan in Ivoorkust
Michiel van Noppen
Alles begon enkele jaren geleden tijdens mijn stage bij het Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. Ik kreeg de kans om een kleine drone te testen op een moment dat het gebruik ervan in de ecologie nog zeldzaam was. Deze ervaring leidde meteen tot ideeën voor toepassingen, met name voor het monitoren van krokodilachtigen, een groep waarvoor traditionele onderzoeksmethoden een uitdaging vormden. Op dat moment was er nog geen onderzoek gedaan naar het gebruik van drones voor dit specifieke doel bij dit taxon.
Met beperkte middelen besloot ik een klein project te starten, waarbij ik mijn energie en zelfs mijn persoonlijke middelen investeerde bij gebrek aan voldoende financiering voor een eerste pilot haalbaarheidsstudie. Gelukkig leverde deze pilotstudie veelbelovende resultaten op, waardoor ik mijn inspanningen kon voortzetten en het project verder kon ontwikkelen.
Ik ben blij dat ik een deel van de gemeenschap van de IUCN Crocodile Specialist Group bij dit project heb kunnen betrekken, door gebruik te maken van biometrische gegevens die in de afgelopen 50 jaar via krokodillenonderzoek zijn verzameld om deze methode uit te breiden naar de meeste krokodilachtigen. Dit werk heeft me in staat gesteld om een effectieve, inclusieve en betaalbare oplossing te ontwerpen voor belanghebbenden bij natuurbehoud, gericht op een cruciaal taxon: krokodilachtigen, toproofdieren in zoetwaterecosystemen in meer dan 90 landen. Ondanks het feit dat krokodilachtigen belangrijke soorten zijn in hun leefgebieden, is er nog steeds te weinig onderzoek naar gedaan. Gezien de groeiende uitdagingen in verband met het behoud van aquatische habitats, waterbeheer en het conflict tussen mens en krokodil, ondersteunt deze oplossing deze huidige en toekomstige beschermingsuitdagingen.
Door mijn PhD ben ik in staat geweest om verder te gaan in deze benadering door technologische aanpassing te combineren met een op de gemeenschap gebaseerde beschermingsstrategie toegepast op krokodilachtigen. Tegelijkertijd ben ik medeoprichter en voorzitter van Nature Conserv'Action, een organisatie die zich inzet voor de ondersteuning van natuurbeschermingsinitiatieven die worden geleid door inheemse volken, lokale gemeenschappen en lokale NGO's. We hanteren een transdisciplinaire aanpak die wetenschappelijk onderzoek, natuurbeschermingsbeheer, vermindering van conflicten tussen mens en wild en bewustmaking integreert.
Vandaag de dag ben ik er trots op dat ik bijdraag aan een inclusieve natuurbeschermingsaanpak die het belang benadrukt van het betrekken van inheemse volken en lokale gemeenschappen bij natuurbeschermingsprojecten. Door rekening te houden met sociale, economische en milieudimensies, vergroot deze aanpak de kans op succes en duurzaamheid van beschermingsprogramma's. Dit werk en deze benaderingen zijn nu een reëel project dat ik en mijn team ontwikkelen met een langetermijnvisie binnen Nature Conserv'Action.
