Uso de drones para monitoramento e avaliação não invasivos de populações de crocodilianos - uma ferramenta generalizável e acessível para as partes interessadas na conservação
Solução completa
Pesquisas de crocodilos com drones
Clément Aubert
Essa solução padronizada combina a tecnologia de drones e uma abordagem alométrica inovadora para monitorar e avaliar as populações de crocodilianos que enfrentam ameaças significativas, levando ao declínio da população, sendo que 50% das 27 espécies de crocodilianos estão ameaçadas e 25% estão criticamente em perigo. Os drones equipados com câmeras de alta resolução capturam imagens até mesmo de crocodilos parcialmente submersos, permitindo estimativas de comprimento precisas e não invasivas com base em proporções alométricas entre a cabeça e o corpo. Esse método supera desafios como restrições logísticas, custo, necessidade de pessoal altamente treinado, viés do observador, detectabilidade, perturbação da vida selvagem e riscos de segurança das pesquisas tradicionais. Ao cobrir áreas remotas com eficiência, a solução aprimora o monitoramento da biodiversidade, informa as estratégias de conservação e permite a coleta de uma ampla gama de informações adicionais. Essa solução é muito barata, exige treinamento mínimo e é acessível a uma ampla gama de usuários, incluindo povos indígenas, comunidades locais e profissionais de conservação.
Última atualização: 10 Oct 2025
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Prêmio Tech4Nature
Descrição da tecnologia
A solução usa drones de consumo equipados com câmeras de alta resolução para pesquisar populações de crocodilos em seus habitats naturais. Foi desenvolvido um protocolo padronizado, especificando os parâmetros ideais de voo, como altitude e hora do dia, para garantir alta detectabilidade e, ao mesmo tempo, minimizar a perturbação da vida selvagem. As imagens capturadas são analisadas usando uma nova estrutura alométrica que correlaciona o comprimento da cabeça ao comprimento total do corpo, permitindo avaliações demográficas precisas sem a necessidade de captura física.
Essa abordagem é inovadora devido à sua natureza não invasiva, custo-benefício e capacidade de operar em áreas remotas ou inacessíveis. As melhorias incluem maior precisão dos dados, maior segurança do operador e a criação de um registro fotográfico permanente para monitoramento futuro. A tecnologia é escalonável, exigindo apenas treinamento básico de operação de drones, o que a torna acessível às comunidades locais e às partes interessadas na conservação. Um grande avanço é o desenvolvimento de modelos de estimativa de tamanho que fornecem tabelas (abaques) fáceis de usar para 17 das 27 espécies de crocodilianos em todo o mundo. Essas tabelas são acessíveis e compreensíveis para todas as partes interessadas, incluindo povos indígenas e comunidades locais (IPLCs) e profissionais de conservação, promovendo a adoção generalizada e capacitando diversos usuários a se envolverem ativamente na conservação da biodiversidade.
Doadores e financiamento
- Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS)
- Ação de Conservação da Natureza (NCA)
- Grupo de Especialistas em Crocodilos da IUCN/SSC
- Fonds de Solidarité et de Développement des Initiatives Etudiantes de l'Université de Montpellier (Fundo de Solidariedade e Desenvolvimento de Iniciativas Estudantis da Universidade de Montpellier)
- Reunião da Rede Europeia de Crocodilos
- Projeto Mecistops
- Fundação Biotope
- Projeto Mecistops
Grupo Ondulia Energias Renováveis
Contexto
Desafios enfrentados
Meio ambiente: A pesquisa tradicional de crocodilianos pode ser invasiva, logisticamente restrita e sujeita a preconceitos dos observadores. Os crocodilianos enfrentam ameaças significativas, incluindo perda de habitat, poluição, espécies invasoras, mudança climática, atividades ilegais e conflitos entre humanos e crocodilianos, o que leva ao declínio da população de algumas espécies em até 80%. Das 27 espécies de crocodilianos, 13 (50%) estão ameaçadas, sendo que 7 (25%) estão criticamente em perigo, o que as torna um dos grupos taxonômicos mais ameaçados
Social: A expansão humana perto de habitats aquáticos exacerba os conflitos entre humanos e crocodilos, causando ataques, perdas econômicas e percepções negativas. Envolvimento limitado da comunidade na conservação, incluindo ferramentas e treinamento inadequados. Soluções econômicas como drones capacitam os povos indígenas e as comunidades locais, promovendo o envolvimento ativo e o empoderamento
Econômico: o monitoramento tradicional é caro, limitando a conservação de longo prazo em regiões com poucos recursos. Os drones oferecem uma alternativa escalável e econômica, reduzindo os custos e aumentando a confiabilidade dos dados
Localização
África Ocidental e Central
Norte da África
Leste e Sul da África
Caribe
América Central
América do Sul
América do Norte
Sudeste Asiático
Sul da Ásia
Oceania
Processar
Resumo do processo
Os blocos de construção se complementam e se reforçam mutuamente para garantir resultados de conservação bem-sucedidos. Os protocolos padronizados (Building Block 1) proporcionam uma coleta de dados consistente, enquanto os modelos de estimativa de tamanho (Building Block 2) agregam valor por meio de percepções demográficas. A facilidade de uso e a relação custo-benefício do método e das ferramentas desenvolvidas promovem sua implantação e generalização (Building Block 3) e permitem o envolvimento das partes interessadas locais (Building Block 4), garantindo a propriedade local e aumentando a sustentabilidade da abordagem. Por fim, a evolução das tecnologias de bordo e a integração da IA (Building Block 5) aumentam a eficiência e o dimensionamento da análise de dados. Juntos, esses componentes criam uma estrutura robusta, adaptável aos desafios de conservação e acessível a todos os participantes envolvidos na conservação.
Blocos de construção
1) Protocolos padronizados de pesquisa com drones
Esse bloco de construção estabelece parâmetros de voo padronizados para o monitoramento eficaz de crocodilianos
Lição aprendida
Os crocodilos podem ser abordados de perto (altitude de 0,10 m) e os drones de consumo não provocam respostas de voo em grandes mamíferos e aves da África Ocidental em altitudes de 40 a 60 m. A altitude e outros parâmetros de voo não afetaram a detectabilidade, pois as fotos de alta resolução permitiram uma contagem precisa. A experiência do observador, as condições de campo (por exemplo, vento, reflexão do sol) e as características do local (por exemplo, vegetação, homogeneidade) afetaram significativamente a capacidade de detecção. As pesquisas de crocodilianos com drones devem ser implementadas a partir de 40 m de altitude no primeiro terço do dia. As pesquisas com drones oferecem vantagens em relação aos métodos tradicionais, incluindo a estimativa precisa do tamanho, menos perturbações e a capacidade de cobrir áreas maiores e mais remotas. As fotos de pesquisas com drones permitem avaliações de habitat repetíveis e quantificáveis, detecção de invasão e outras atividades ilegais, além de deixar um registro permanente.
Em geral, os drones oferecem uma alternativa valiosa e econômica para o levantamento de populações de crocodilianos com benefícios secundários atraentes, embora possam não ser adequados em todos os casos e para todas as espécies
2) Estimativa do comprimento total de crocodilianos a partir de imagens capturadas por drones usando um modelo
A compreensão da estrutura demográfica é vital para a pesquisa e a conservação da vida selvagem. No caso dos crocodilianos, a estimativa precisa do comprimento total e da classe demográfica geralmente requer observação ou captura atenta, muitas vezes de indivíduos parcialmente imersos, o que pode levar a imprecisões e riscos. A tecnologia de drones oferece uma alternativa mais segura e sem viés para a classificação. Este estudo avaliou a eficácia das fotos tiradas por drones combinadas com as relações alométricas do comprimento da cabeça para estimar o comprimento total e propôs um método padronizado para a classificação demográfica de crocodilianos com base em drones.
Lição aprendida
Foi desenvolvida uma estrutura alométrica que correlaciona a cabeça ao comprimento total de 17 espécies de crocodilianos, incorporando intervalos de confiança para levar em conta as fontes de imprecisão (por exemplo, precisão alométrica, inclinação da cabeça, viés do observador, variabilidade do terreno). Os efeitos do terreno foram menos impactantes do que os erros de GSD (Ground Sample Distance) do software de fotogrametria. A estrutura alométrica previu comprimentos com precisão de ≃11-18% em todas as espécies, com a variação alométrica natural entre os indivíduos explicando grande parte desse intervalo. Em comparação com os métodos tradicionais, que podem ser subjetivos e arriscados, nossa abordagem baseada em drones é objetiva, eficiente, rápida, barata, não invasiva e segura.
3) Estrutura alométrica para estimativa de tamanho de crocodilianos
A estrutura alométrica é uma ferramenta não invasiva projetada para estimar o comprimento total do corpo dos crocodilianos com base na medição do comprimento da cabeça, capturada por meio de imagens de drones de alta resolução. Ao aproveitar as relações estabelecidas entre o comprimento da cabeça e do corpo específicas da espécie, esse método elimina a necessidade de captura física ou manuseio, reduzindo os riscos para os pesquisadores e para a vida selvagem. Validada para 17 das 27 espécies de crocodilianos, a estrutura permite fornecer dados demográficos confiáveis, essenciais para o monitoramento da população e o gerenciamento da conservação.
A estrutura utiliza tabelas de fácil leitura (abaques), o que a torna acessível a não especialistas, pois os operadores podem aplicar rapidamente o método sem a necessidade de conhecimento científico avançado.
4) Capacitação das partes interessadas locais por meio da tecnologia de drones
Esse bloco de construção sobre a capacitação das partes interessadas locais, inclusive indígenas, incluindo povos e comunidades locais (IPLCs), para operar drones, permitindo que eles assumam papéis ativos na conservação.
Facilidade de uso do método desenvolvido:
- Habilidades técnicas mínimas necessárias:
Os usuários precisam apenas de treinamento básico em operação de drones e extração de medidas de imagens de alta resolução. O processo é simples:- Pilotar o drone seguindo o protocolo de voo padronizado.
- Marcar crocodilianos em imagens aéreas.
- Meça o comprimento visível da cabeça usando ferramentas de análise de imagem acessíveis (por exemplo, ImageJ, QGIS).
- Aplique a equação alométrica correspondente ou procure em tabelas pré-preparadas (abaques) para estimar o comprimento total.
- Facilmente adaptável:
A estrutura usa tabelas de fácil leitura (abaques), o que a torna acessível tanto para especialistas quanto para não especialistas, pois os operadores podem aplicar rapidamente o método sem precisar de conhecimento científico avançado. - Equipamento acessível:
A abordagem se baseia em drones de nível de consumidor e software amplamente disponível, garantindo acessibilidade e reduzindo as barreiras à adoção.
Por que é eficaz:
A simplicidade, a escalabilidade e a confiabilidade da estrutura a tornam ideal para diversos contextos, desde áreas úmidas remotas até habitats urbanos adjacentes. Ela capacita uma ampla gama de usuários a gerar dados cientificamente robustos.
5) Evolução das tecnologias de bordo e integração de IA
Os avanços nas tecnologias de bordo e na integração de IA têm grande potencial para aprimorar ainda mais o método existente de monitoramento de crocodilianos por drones. As melhorias no hardware dos drones, como modelos híbridos com tempos de voo prolongados e resoluções de câmera aprimoradas, permitem uma cobertura mais ampla do habitat e a captura de imagens mais detalhadas em ambientes complexos. A integração da inteligência artificial (IA) representa uma oportunidade significativa para simplificar a análise de imagens, automatizando a detecção de crocodilos e a estimativa de tamanho usando modelos alométricos. Esses aprimoramentos orientados por IA poderiam fornecer processamento de dados quase em tempo real, reduzindo a dependência de análises manuais demoradas.
Esses aprimoramentos estão sendo desenvolvidos no momento. Realizamos um estudo experimental em Camarões em abril de 2025 com estudantes e jovens pesquisadores da Universidade de Ngaoundéré e ONGs locais, usando drones equipados com câmeras térmicas e holofotes, e incluindo processamento de dados automatizado assistido por IA.
Lição aprendida
Os dados estão sendo analisados no momento e serão publicados
Impactos
Esse primeiro estudo sobre o uso de drones para o monitoramento de crocodilianos apresentou resultados significativos e foi publicado em duas revistas científicas revisadas por pares. Os voos otimizados permitiram a detecção, a identificação precisa e a medição de crocodilos. Ao combinar imagens de alta resolução com tabelas alométricas, foram geradas estimativas de tamanho confiáveis para 17 das 27 espécies de crocodilianos (com precisão de 11 a 18%). Esses dados foram cruciais para avaliar a estrutura demográfica das populações de Crocodylus suchus no W National Park, Níger.
Essa abordagem tem a vantagem de poder ser facilmente implementada por diversas partes interessadas no meio ambiente sem exigir habilidades ou experiência particularmente avançadas com drones e crocodilos. Além disso, sua implementação é mais barata do que a dos métodos tradicionais. Os métodos baseados no uso de drones podem detectar crocodilos e estimar com segurança seu comprimento total sem capturá-los, e devem ser considerados uma abordagem viável por pesquisadores, gerentes e todas as partes interessadas, como povos indígenas e comunidades locais. Essa solução foi desenvolvida especialmente para ser usada por todos.
O estudo reuniu 22 pesquisadores e conservacionistas de crocodilos de mais de 20 países. Ele reuniu 7.368 dados de medições biométricas de 17 espécies de crocodilianos para criar o maior banco de dados do mundo, que será usado para outros estudos sobre diversos temas.
Esse método está sendo cada vez mais usado
Beneficiários
Essa solução foi projetada e desenvolvida especificamente para ser usada por uma ampla gama de partes interessadas, incluindo instituições acadêmicas e de pesquisa, gerentes de áreas protegidas, ONGs, organizações de conservação e comunidades locais e povos indígenas
Além disso, explique o potencial de escalabilidade de sua solução. Ela pode ser replicada ou expandida para outras regiões ou ecossistemas?
Escalabilidade e potencial geográfico
O método desenvolvido para o monitoramento de crocodilianos com drones demonstra um potencial significativo de escalabilidade, tanto geograficamente quanto em vários ecossistemas. Pelo menos uma espécie de crocodilo está presente em mais de 90 países, ou seja, cerca de metade dos países do mundo. Embora o método não seja atualmente adequado para espécies florestais, ele poderia ser implantado em pelo menos metade das espécies de crocodilos. Devido ao uso de drones de consumo e protocolos padronizados adaptáveis a diferentes contextos ambientais, essa metodologia é altamente versátil. Combinada com a acessibilidade da tecnologia de drones, ela posiciona a solução como um modelo que pode ser replicado e expandido globalmente.
Aplicações na mitigação de conflitos entre humanos e crocodilos e no monitoramento da biodiversidade
Em regiões onde os conflitos entre humanos e crocodilos (HCC) são predominantes, a solução poderia apoiar os esforços de mitigação de conflitos por meio do mapeamento de habitats de crocodilianos e da identificação de pontos críticos de interação com atividades humanas. Além dos crocodilianos, a metodologia do drone pode coletar simultaneamente informações sobre o habitat, identificar ameaças e monitorar outras espécies aquáticas ou semiaquáticas. Sua natureza não invasiva e a capacidade de operar em terrenos desafiadores o tornam adequado para pesquisas de biodiversidade em uma série de ecossistemas.
Custo-benefício e capacitação da comunidade
A simplicidade e a relação custo-benefício da solução permitem que ela seja implementada em ambientes com poucos recursos. Sua acessibilidade a torna adequada para um grande painel de atores, permitindo seu uso em projetos de conservação baseados na comunidade. Essa abordagem promove a capacitação e o empoderamento dos povos indígenas e das comunidades locais, aumentando significativamente a escalabilidade e o impacto de sua implantação.
Acesso aberto e assistência técnica
Essa solução e as ferramentas desenvolvidas estão totalmente disponíveis em acesso aberto por meio de dois artigos científicos revisados por pares. Além disso, ofereço assistência técnica para a implementação dessa solução na plataforma on-line HAC 30x30 Technical Assistance Matchmaking da High Ambition Coalition for Nature and People (HAC for N&P) para as partes interessadas em conservação que a solicitarem. A metodologia também está sendo discutida no Grupo de Trabalho de Drones do Grupo de Especialistas em Crocodilos (CSG) da Comissão de Sobrevivência de Espécies (SSC) da IUCN. Alguns membros do Grupo de Especialistas em Crocodilos já estão utilizando essa solução.
Desenvolvimentos em andamento e futuros
Esse método requer estudos adicionais, em outras espécies e em outros contextos. Estou trabalhando em Camarões para desenvolver e aprimorar ainda mais esse método, principalmente com o uso de sensores térmicos, equipamento de lanterna para realizar inventários noturnos com drones e integração de IA para contar as populações de crocodilos e hipopótamos, o que proporcionou resultados iniciais muito interessantes. A futura integração de drones híbridos e o desenvolvimento de ferramentas de IA fortes e diversificadas. Esses avanços estão sendo buscados em colaboração com outros pesquisadores e com a equipe da Pl@ntNet para aumentar a eficiência e a aplicabilidade da solução.
Estrutura Global de Biodiversidade (GBF)
Meta 4 da GBF - Deter a extinção de espécies, proteger a diversidade genética e gerenciar os conflitos entre humanos e animais selvagens
Meta 20 do GBF - Fortalecer a capacitação, a transferência de tecnologia e a cooperação científica e técnica para a biodiversidade
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
ODS 14 - Vida debaixo d'água
ODS 15 - Vida na terra
ODS 17 - Parcerias para os objetivos
História
Inventário participativo de répteis e anfíbios com a comunidade de Dohouan, na Costa do Marfim
Michiel van Noppen
Tudo começou há vários anos, durante meu estágio no Smithsonian Tropical Research Institute, no Panamá. Tive a oportunidade de testar um pequeno drone em uma época em que seu uso em ecologia ainda era raro. Essa experiência imediatamente despertou ideias de aplicações, especialmente para o monitoramento de crocodilianos, um grupo para o qual os métodos tradicionais de pesquisa representavam desafios. Naquela época, nenhum estudo havia explorado o uso de drones para essa finalidade específica nesse táxon.
Com recursos limitados, decidi lançar um pequeno projeto, investindo minha energia e até mesmo meus recursos pessoais devido à falta de financiamento suficiente para um estudo piloto inicial de viabilidade. Felizmente, esse estudo piloto produziu resultados muito promissores, permitindo que eu continuasse meus esforços e o desenvolvesse.
Estou feliz por ter conseguido envolver parte da comunidade do Grupo de Especialistas em Crocodilos da IUCN nesse projeto, aproveitando os dados biométricos coletados por meio de pesquisas com crocodilianos nos últimos 50 anos para expandir esse método para a maioria das espécies de crocodilianos. Esse trabalho me permitiu projetar uma solução eficaz, inclusiva e acessível para as partes interessadas em conservação, com foco em um táxon crucial: os crocodilianos, predadores de ponta em ecossistemas de água doce em mais de 90 países. Apesar de serem espécies importantes em seus habitats, os crocodilianos continuam pouco estudados. Considerando os crescentes desafios associados à conservação do habitat aquático, ao gerenciamento da água e ao conflito entre humanos e crocodilianos, essa solução apoia esses desafios de conservação atuais e futuros.
Por meio do meu doutorado, consegui ir além nessa abordagem, combinando adaptação tecnológica e estratégia de conservação baseada na comunidade aplicada aos crocodilianos. Paralelamente, co-fundei e presido a Nature Conserv'Action, uma organização dedicada a apoiar iniciativas de conservação lideradas por povos indígenas, comunidades locais e ONGs locais. Adotamos uma abordagem transdisciplinar que integra pesquisa científica, gestão de conservação, mitigação de conflitos entre humanos e animais selvagens e conscientização.
Hoje, tenho orgulho de contribuir e promover uma abordagem de conservação inclusiva que destaca a importância de associar os povos indígenas e as comunidades locais aos projetos de conservação. Ao considerar as dimensões sociais, econômicas e ambientais, essa abordagem aumenta as chances de sucesso e sustentabilidade dos programas de conservação. Esse trabalho e essas abordagens são agora um projeto da vida real que eu e minha equipe estamos desenvolvendo com uma visão de longo prazo dentro da Nature Conserv'Action.
