硬尾瞪羚（无人机硬核数羊）

“一只羊，两只羊，三只羊……”

这可不是某位失眠患者在卧室里数绵羊。这是中科院西北高原生物研究所的科考人员，正根据无人机传回的红外画面，在青海可可西里地区数藏羚羊的场景。

藏羚羊

日前，中科院西北高原生物研究所科研团队再次前往可可西里无人区开展野生动物考察。科考团队利用最新的无人机夜视 红外热成像技术，完成了藏羚羊种群夜间长时间移动跟踪观察任务，为羊群夜间行为和迁徙习性调研工作提供了珍贵的图片和录像，这也是该团队20年来首次利用无人机在夜间进行藏羚羊种群长时间移动跟踪观察。

据科考团队介绍，通过利用大疆新一代无人机可以进行500米隐蔽远程侦查功能和激光打点记录功能，在确保最大程度减少对野生动物惊扰的同时，亦可为提高种群数量统计的及时性、准确性提供支撑。

红外模式发现藏羚羊群

无人机高原巡查长线追踪，解决人工巡查“痛点”

在可可西里这片广袤而神奇的土地上，活跃着许多国家级珍稀动物。被誉为“高原精灵”的藏羚羊，就是可可西里地区的“旗舰物种”。

每年的11月至12月，藏羚羊开始交配。次年5月，藏羚羊开始一年一度大规模迁徙。而每年暑期7月到8月，数以万计的藏羚羊通过青藏铁路五北大桥“生命通道”，前往北方的卓乃湖产仔，产仔后再沿原路返回栖息地，因此该区域也成为科考团队调查藏羚羊种群的最佳地区。

中科院西北高原生物研究所连新明团队20年来致力于研究和保护青藏高原上的各类野生动物，为藏羚羊等保护动物的数量恢复作出了卓越贡献。

科考团队在野外调查藏羚羊

连新明介绍，此次调研，一是在可可西里无人区守候正在进行年度大迁徙的藏羚羊，调查藏羚羊种群数量变化、夜间行为、后代繁衍等问题；第二个目的则是在长江源头班德湖进行雪豹、岩羊等山地居住的野生动物的习性调查和拍摄。

野生动物考察主要收集两类数据，一是影像资料，二是活体样本（例如动物粪便）。对前者而言，此前普遍使用的方式是人工巡查。科考人员驾车调查青藏公路两侧藏羚羊种群情况，当发现藏羚羊种群后，便利用高倍长焦镜头进行拍摄。另一种方式则是布置固定红外相机。动物经过时，相机自动触发，进行拍摄。

人工巡查在实践中也有不少“痛点”，由于藏羚羊活动范围较广，且高原大部分地区未铺装路面，这个方法耗时耗力。而固定相机虽对科考有所帮助，但显得较为被动，只有等动物经过时，才能获取信息。红外相机适用于固定点的监测，但在监测高原环境下藏羚羊一类的动物则较为困难：高原面积广阔，难以找到合适的红外相机架设点。

这时，无人机便派上了用场。青藏高原以草原为主，没有树木遮挡，植被高度一般不超过20厘米，为无人机的观察作业创造了良好条件：飞行难度低，方便寻找动物。

连新明介绍，利用无人机进行动物观察，还有两点独特优势。第一点是主动。相较于固定摄像头，无人机可以主动寻找甚至跟踪动物。

大疆公司行业应用解决方案高级经理李宏博介绍：“无人机可以跟着一个种群不停移动，主动性大大增强。”第二点是全面。无人机有激光打点记录目标的功能，科考人员可以把区域内收集到的所有羊群的位置，用打点的方式定位在地图上，“即使换了操作人员，对地形方向全然不熟悉，也可以基于之前的信息一键看过去，持续观察，人员就可以随时轮替，这在野外的夜间工作中非常重要。”

远程精确计数避免“扰羊”，热成像藏羚成“长脚乌龟”

据悉，此次利用无人机在可可西里地区进行藏羚羊考察，主要有计数和寻找藏羚羊夜宿地两个目的，在硬件上则采用了“行业无人机 云台相机”这一套产品组合的方案。

李宏博表示，虽然高原环境适合无人机作业，但在实践中还是会遇到不少困难，“第一是海拔高，有一些无人机可能就飞不起来，或者容易炸机，风险较高。第二个是昼夜温差大，夜间经常降到零摄氏度以下，所以会对产品的可靠性，如电池续航，产生一定影响。”因此，本次科考采用了行业无人机M300RTK，其最大起飞海拔达7000米，而青海可可西里地区的平均海拔为4600—5000米，且抗风性能更强，在高原环境下更具可靠性。

在过去，科考团队几乎无法通过主动夜间拍摄获取影像资料，只能通过布置固定红外相机进行拍摄，相对被动。连新明回忆道，“我从读书的时候就开始研究藏羚羊，现在已经是第二十年，但我一直不知道藏羚羊在哪里过夜。即便我们曾经在采样途中，见到了藏羚羊过夜的地方：藏羚羊经常过夜的地方会堆积许多羊粪，我们称之为‘羊圈’。但在太阳落山之后，我们还从来没有真正地对藏羚羊做过调查。”

藏野驴

藏野驴的不同红外特征

而此次通过无人机上的热成像红外相机，就可以在夜间来完成远距离观察。连新明表示，只要通过无人机观测并收集到了足够多的藏羚羊夜宿地经纬度数据，再利用相关GIS软件、气象站数据，就可以掌握藏羚羊夜宿地的坡向、坡度、风速等特征。“我们就可以知道藏羚羊白天偏好哪些地方、晚上偏好哪些地方。”

在红外画面中，藏羚羊羊群形成了一组热点，其背部呈黑色，其他身体部位呈红色，看起来就像四脚很长的乌龟；在藏羚羊周边，还存在一组呈静止状态的黄色热点。红色说明温度高，黑色则说明温度低。

为什么藏羚羊的身体会呈现两种差距如此大的温度？

经过思考，大家认为，这是因为藏羚羊有着保暖性能极佳的羊绒，阻止了热量挥发，因此在背上形成了颜色不同的低温区。科考团队又拍摄了藏野驴对这一观点进行验证。与之相比，毛皮较少的藏野驴是一个温度均匀的热源。

这一经历给科考团队也带来了一个新点子：通过动物的红外成像颜色特征，来判断动物类型。李宏博说：“我们第一次尝试通过红外功能识别不同物种的‘身份’，这真是一个非常有意思的尝试。”

红外画面中的藏羚羊群

那藏羚羊身边静止的黄色热点又是什么？

一开始，这两组热点都被当成了藏羚羊进行计数。但连新明通过分析得出结论，黄色热点的温度较低，且没有藏羚羊背部的红外特征，应该只是卧痕，也就是地面被羊趴热了，需要在计数时加以区分。卧痕也可用于研究藏羚羊的栖宿习性。

赴长江源探索物种关系，无人机动物保护应用广泛

除了协助可可西里藏羚羊调研，科考团队也在长江源头班德山调查雪豹、岩羊等山地野生动物中用到了无人机技术。

无人机捕捉到了岩羊的身影，但雪豹的拍摄过程却没有想象中那么顺利。一连两夜，科考团队都没有在红外画面中发现雪豹尾巴形成的“长长的线”。

穿越可可西里的青藏铁路

连新明分析，这一是因为与藏羚羊、岩羊等群居动物不同，雪豹往往单只活动。二是因为科考团队放飞无人机时间过早。“我们这两天都是在太阳落山半个小时之后就开始飞了，可能飞得有点早。如果放到凌晨两点至四点之间飞，可能发现雪豹的几率就会大一些，因为雪豹是一种夜行动物，活动高峰期是在凌晨两点至四点。”

无人机发现羊群

近年来，科考人员往往利用固定的红外相机进行拍摄考察雪豹，但除了过于被动的问题外，红外相机只能对雪豹本身进行调查，如雪豹的数量和时空利用情况。“红外相机提供的数据只能让我们知道，哪个时间段雪豹比较活跃、会从红外相机面前经过，以及布设在哪个地方的红外相机能够拍摄到雪豹。”

但无人机技术则能帮助科考团队了解不同物种之间的时空分布关系，继而考察捕食者和猎物之间的关系这一理论性问题。“班德山上既有雪豹，也有岩羊。如果无人机在巡查时能同时拍摄到两者，就能了解两者的时空分布格局。雪豹在山上的哪个位置？同一时间段，它的猎物岩羊在什么位置？岩羊群的规模有多大？雪豹在哪里频繁出现？它朝哪个方位运动才能捕到猎物？捕食者和猎物如何通过利用时空，来满足捕食或躲避的目的？”

连新明介绍，研究捕食者和猎物之间的竞争与共存关系，在保护生物学中具有重要意义。生物多样性分为遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次。“捕食者和猎物之间的关系是物种多样性中重要的一部分，它能够解释生态系统中的食物链乃至食物网的维持机制，进一步解释生物多样性的维持机制。了解生物多样性的维持机制，能够帮助人们了解生态系统的构成、可承载物种数量和生物数量，这也是生物多样性保护的基础。”

对于无人机技术在动物保护领域应用的进一步探索，李宏博表示，考虑到现在还在采取人工计数方式，来满足动物保护和调查的动物计数需求，大疆已有计划推进跟下游合作伙伴共同开发AI自动识别种群数量算法。

【记者】徐勉 实习生 曾译萱

【统筹】张志超

（受访者供图）

【作者】 徐勉；张志超

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