在馬來西亞的原始雨林中，生活著一群婆羅洲猩猩，如今，隻有大約10萬(wan)頭(tou)生(sheng)活(huo)在(zai)野(ye)外(wai)。去(qu)年(nian)春(chun)天(tian)，英(ying)國(guo)天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)們(men)使(shi)用(yong)無(wu)人(ren)機(ji)和(he)紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)儀(yi)跟(gen)蹤(zong)研(yan)究(jiu)它(ta)們(men)，天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)在(zai)生(sheng)態(tai)學(xue)家(jia)的(de)陪(pei)同(tong)下(xia)進(jin)行(xing)實(shi)地(di)考(kao)察(cha)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)將(jiang)現(xian)成(cheng)的(de)設(she)備(bei)、數據處理技術和從天體物理學中收集到的機器學習算法結合起來，將天文學與生態學結合起來，開創了一個新的協同領域:天體生態學。
天體生態學的初步形成
保bao護hu生sheng態tai學xue的de研yan究jiu依yi賴lai於yu發fa現xian和he監jian測ce動dong物wu，以yi了le解jie對dui保bao護hu它ta們men至zhi關guan重zhong要yao的de因yin素su。多duo年nian來lai，保bao護hu生sheng態tai學xue家jia已yi經jing欣xin然ran接jie受shou了le新xin技ji術shu，如ru相xiang機ji捕bu捉zhuo和heDNA測(ce)序(xu)。在(zai)過(guo)去(qu)的(de)十(shi)年(nian)裏(li)，保(bao)護(hu)生(sheng)態(tai)學(xue)家(jia)也(ye)開(kai)始(shi)使(shi)用(yong)裝(zhuang)有(you)紅(hong)外(wai)熱(re)像(xiang)儀(yi)的(de)無(wu)人(ren)機(ji)來(lai)調(tiao)查(zha)公(gong)園(yuan)和(he)荒(huang)野(ye)地(di)區(qu)。無(wu)人(ren)機(ji)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)探(tan)測(ce)大(da)片(pian)區(qu)域(yu)，但(dan)破(po)譯(yi)所(suo)有(you)數(shu)據(ju)非(fei)常(chang)耗(hao)時(shi)，特(te)別(bie)是(shi)探(tan)測(ce)小(xiao)動(dong)物(wu)，從(cong)遙(yao)遠(yuan)的(de)空(kong)中(zhong)很(hen)難(nan)看(kan)到(dao)。
紅hong外wai熱re像xiang儀yi可ke以yi捕bu捉zhuo到dao動dong物wu的de熱re信xin號hao，這zhe是shi一yi種zhong更geng可ke靠kao的de識shi別bie方fang法fa，通tong過guo將jiang紅hong外wai熱re像xiang儀yi與yu無wu人ren機ji技ji術shu相xiang結jie合he，保bao護hu生sheng態tai學xue家jia在zai大da麵mian積ji調tiao查zha中zhong獲huo得de了le巨ju大da的de優you勢shi。
早在2014年，利物浦約翰摩爾大學(LJMU)的環保生態學家Serge Wich在使用紅外熱像儀分析大量數據時遇到了困難，隨後求助天體物理學家 Steven Longmore。jishinianlai，tianwenxuejiayizhishiyonghongwairexiangyilaiyanjiuhengxinghexingxingxitongdedansheng。tamenwanshanlequchubeijingzaoshenghetuxiangweiyingdejishu，bingkaifalezidongshibieyuandexitong。
LJMU的天體生態學家Claire Burke說：“動物輝光與天文圖像中的恒星和星係的輝光完全相同。因此我們可以利用天文學的技術來找到它們。”
Longmore和Wich開始了一項合作，後來擴展到一個由天文學家、生態學家、計算機科學家和工程師組成的多學科團隊。從那以後，他們的一次偶然談話引發了大量新的研究。
使用熱像儀尋找動物
zaifeizhoupingyuanzhong，xunzhaodaxiangdeshenyingbingbunan，danshizaisenlinhuanjingzhongxunzhaojiaoxiaodedongwushi，zhejiuhenyoutiaozhanxingle。yincixuyaojiaodidefeixinggaodulaiguanchajiaoxiaodedongwu，suiranfugaifanweibijiaozhai，danshujurengranshiyoujiazhide。2017年，他們在南非尋找世界上最瀕危的哺乳動物之一的河兔時，飛行高度隻有20米。因為它們的總數大約隻有1500隻，能被觀察到5次，也是很了不起的了。
為(wei)了(le)看(kan)到(dao)更(geng)清(qing)晰(xi)的(de)動(dong)物(wu)熱(re)圖(tu)像(xiang)，天(tian)體(ti)生(sheng)態(tai)學(xue)家(jia)通(tong)過(guo)選(xuan)擇(ze)觀(guan)測(ce)的(de)時(shi)間(jian)來(lai)增(zeng)加(jia)熱(re)信(xin)號(hao)。夜(ye)間(jian)，地(di)麵(mian)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)較(jiao)低(di)，增(zeng)加(jia)了(le)物(wu)體(ti)與(yu)背(bei)景(jing)之(zhi)間(jian)的(de)溫(wen)差(cha)。一(yi)些(xie)國(guo)家(jia)和(he)許(xu)多(duo)自(zi)然(ran)保(bao)護(hu)區(qu)都(dou)有(you)限(xian)製(zhi)無(wu)人(ren)機(ji)夜(ye)間(jian)使(shi)用(yong)的(de)法(fa)律(lv)，所(suo)以(yi)該(gai)組(zu)織(zhi)經(jing)常(chang)選(xuan)擇(ze)在(zai)黎(li)明(ming)後(hou)的(de)早(zao)晨(chen)觀(guan)察(cha)，那(na)時(shi)地(di)麵(mian)仍(reng)然(ran)相(xiang)對(dui)涼(liang)爽(shuang)。
Longmore想知道在溫暖潮濕的叢林環境中探測動物熱信號的有效性。“我們有點擔心，”他說。“但我們很高興地看到，即使在這些非常炎熱、潮濕的環境中，紅毛猩猩仍然能被熱成像儀探測到。
FLIR紅外熱像儀可自動校正
天tian文wen學xue家jia們men習xi慣guan於yu使shi用yong專zhuan門men為wei他ta們men量liang身shen定ding做zuo的de紅hong外wai熱re像xiang儀yi，但dan商shang用yong紅hong外wai熱re像xiang儀yi通tong常chang是shi為wei工gong業ye工gong作zuo而er設she計ji的de，比bi如ru在zai玻bo璃li和he塑su料liao製zhi造zao業ye，而er不bu是shi為wei了le追zhui蹤zong瀕bin危wei動dong物wu。LJMU小組使用的紅外熱像儀是專門設計用於測量7.5到13.5微米的光譜波段，場景溫度範圍跨越近600℃。因此，需要手動進行某些校準，以便在天體生態學中使用。
Longmore說:“這些熱像儀經過優化，可以在非常大的(溫度)範圍內工作，我們正在努力尋找優化攝像頭的方法，以達到我們保護環境的目的。”為了通過熱成像來識別不同的物種，這些數據需要解決小至0.5℃的差異。此外，由於紅外熱像儀的廣角鏡頭，研究人員還必須考慮其邊緣的靈敏度下降，幸好FLIR紅外熱像儀有自動校正和校準的預編程序，但還需要額外的調整來增強動物跟蹤的數據。
FLIR T1040航拍的象群
到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi)，已(yi)經(jing)優(you)化(hua)了(le)一(yi)種(zhong)熱(re)像(xiang)儀(yi)，該(gai)小(xiao)組(zu)正(zheng)在(zai)研(yan)究(jiu)是(shi)否(fou)可(ke)以(yi)開(kai)發(fa)一(yi)種(zhong)適(shi)用(yong)於(yu)其(qi)他(ta)儀(yi)器(qi)的(de)通(tong)用(yong)校(xiao)準(zhun)。天(tian)體(ti)生(sheng)態(tai)學(xue)小(xiao)組(zu)還(hai)調(tiao)整(zheng)了(le)校(xiao)準(zhun)圖(tu)像(xiang)的(de)頻(pin)率(lv)，以(yi)優(you)化(hua)其(qi)空(kong)中(zhong)應(ying)用(yong)的(de)數(shu)據(ju)。
研究結果的推廣
LJMUxiaozuyijingbatamendeshebeidaidaoleshijiegedi。diyigegainianyanzhengceshishizaiyingguodeyigemuchangshangjinxingde。congnashiqi，tamenjiufeidaomoxigexunzhaozhizhuhou，nanfeixunzhaohetu，tansangniyaxunzhaotouliezhe，madajiasijiaxunzhaozhuhuhou，baxixunzhaohetun，ciwai，tamenhaizaimalaixiyayuxingxinghezuo。
Burke說:“我們發現，不同種類的動物有著獨特的體溫特征，而且它們的形狀和大小也各不相同。”LJMUxiaozuyijingconggengfuzadetianwenshibiechengxuzhongtiaozhenglejiqixuexisuanfa，yigenghaodishibiedongwu，bingjiangtamenyuqitacuowudelaiyuanqufenkailai，biruqingtianlidereshitou。
FLIR T1040
該組織還在探索與氣候變化和安全相關的問題。他們正在考慮將同樣的技術應用於搜索和救援計劃、監測野火以及識別地下泥炭火災等。
