Статья

Огурцов Сергей Сергеевич, научный сотрудник, Центрально-Лесной государственный заповедник; Россия, 172521, Тверская область, Нелидовский район, пос. Заповедный; e-mail: etundra@mail.ru
Волков Владислав Петрович, старший научный сотрудник, Центрально-Лесной государственный заповедник; Россия, 172521, Тверская область, Нелидовский район, пос. Заповедный; e-mail: vladlenvolkov@list.ru
Желтухин Анатолий Семенович, к.б.н., зам.директора по научной работе Центрально-Лесного государственного заповедника; Россия, 172521, Тверская область, Нелидовский район, пос. Заповедный; e-mail: azheltukhin@mail.ru

Огурцов С.С., Волков В.П., Желтухин А.С. 2017. Обзор современных способов хранения, обработки и анализа данных с фотоловушек в зоологических исследованиях // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 2(1). С. 73–98. https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2017.057

Приведен обзор основных проблем в сборе, хранении, обработке и анализе данных, полученных с помощью фотоловушек. На основании рассмотренных отечественных работ, связанных с этой темой, сделан вывод о необходимости подробного освещения методических подходов и инструментов для обработки данных в российских исследованиях и проектах. Представлены наиболее распространенные среди зарубежных исследователей программы для работы с фотоловушками в проектах по изучению и сохранению биоразнообразия. Приведены обзоры таких тематических программных средств как Photospread, Aardwolf, Camera Trap Manager, MapView, CameraBase и DeskTEAM. Разобраны многие их достоинства и недостатки, а также методы работы с ними. Рассмотрены принципы хранения метаданных изображений, способы их извлечения и обработки. На примере исследований, проводимых в Центрально-Лесном заповеднике, представлен сравнительный анализ различных программ и подходов в использовании фотоловушек как метода зоологических исследований, и даны общие рекомендации относительно работ с ними для других ООПТ. Выявлены ключевые характеристики программ для работы с фотоловушками, на которые стоит обращать внимание при выборе конкретного решения. В первую очередь, таковыми являются возможность импорта всех метаданных изображения, максимально быстрое и удобное тегирование, экспорт в наибольшее число форматов. Высказаны пожелания для совершенствования и обсуждения методических подходов по данной теме среди отечественных исследователей. Несмотря на большое разнообразие доступных технических средств, отдельно отмечена необходимость разработки отечественного программного обеспечения для работы с данными фотоловушек. На все указанные программы приведены гиперссылки для свободного скачивания, а также гиперссылки на руководства пользователя.

бесконтактные методы, мониторинг, обработка данных, программное обеспечение, фотоловушки, Центрально-Лесной заповедник

Поступила в редакцию: 21.09.2016

Бриллиантова А.М., Литвинова Е.М., Эрнандес Бланко Х.А. 2016. Взаимоотношения волка и его жертв: что можно подглядеть при помощи фотоловушек // Териофауна России и сопредельных территорий. Международное совещание. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 59.
Виткалова А.В., Сторожук В.Б., Матюхина Д.С., Салманова Е.И. 2015. Мониторинг популяции дальневосточного леопарда при помощи автоматических фотокамер // Современные технологии в деятельности ООПТ: ГИС, ДЗЗ. Сб. науч. статей. Минск: А.Н. Вараксин. С. 44–45.
Волкова Е.В., Волков А.Е. 2015. Опыт использования фотоловушек при изучении крупных наземных млекопитающих национального парка «Онежское Поморье» // Увидеть и сохранить. Экологическое просвещение и познавательный туризм на ООПТ. Сб. статей. Москва. ЭкоЦентр «Заповедники». С. 49–53.
Гармс О.Я. 2015. Некоторые замечания о поведении копытных на солонцах в Тигирекском заповеднике // Труды Тигирекского заповедника. Вып. 7. Барнаул. С. 74–76.
Есипов А.В., Головцов Д.Е., Быкова Е.А. 2015. Материалы к фауне млекопитающих и птиц западной части Чаткальского хребта по данным фотоловушек // Вестник Тюменского государственного университета. Экология и природопользование. Т. 1. № 1(1). С. 141–150.
Желтухин А.С., Пузаченко Ю.Г., Волков В.П., Котлов И.П., Желтухин С.А. 2011. Использование фотоловушек Reconyx для мониторинга популяций крупных млекопитающих в Центрально-Лесном заповеднике // Дистанционные методы исследования в зоологии. Мат. научной конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 34.
Желтухин А.С., Желтухин С.А. 2014. О суточной активности крупных млекопитающих по данным регистрации фотоловушек «Reconyx» // Современные тенденции развития особо охраняемых природных территорий. Мат. научно-практ. конференции, посвященной 20-летию заповедника «Полистовский». Великие Луки. С. 59–64.
Желтухин А.С., Огурцов С.С., Пузаченко Ю.Г., Волков В.П. 2016. Возможности использования фотоловушек в стационарных исследованиях на территории заповедников // Стационарные экологические исследования: опыт, цели, методология, проблемы организации: Мат. Всерос. совещ. ЦЛГПБЗ. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 49–53.
Карнаухов А.С., Поярков А.Д., Александров Д.Ю., Ванисова Е.А., Эрнандес-Бланко Х.А., Чистополова М.Д., Рожнов В.В. 2011. Использование фотоловушек при изучении видового состава млекопитающих юго-западной Тувы // Дистанционные методы исследования в зоологии. Мат. научной конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 31.
Колчин С.А., Ткаченко К.Н. 2011. Применение фотоловушек в изучении крупных хищных млекопитающих юга Дальнего Востока // Дистанционные методы исследования в зоологии. Мат. научной конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 33.
Костыря А.В., Белозёр А.А., Микелл Д., Арамилев В.В., Котляр А.К. 2003. Применение фотоловушек для учетов амурского тигра // Териофауна России и сопредельных территорий (VII съезд Териологического общества): Мат. междунар. сов. Москва. С. 176–177.
Маслов М.В. 2011. Динамика численности изюбря (Cervus elaphus (L.)) и пятнистого оленя (Cervus nippon (Temm.)) на территории Уссурийского заповедника // Труды Мордовского государственного природного заповедника. Вып. 9. С. 91–98.
Маслов М.В., Рожнов В.В. 2011. Оценка морфологических и размерных показателей при идентификации особей пятнистого оленя (Cervus nippon) с помощью фотоловушек // Дистанционные методы исследования в зоологии. Мат. научной конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 49.
Найденко С.В., Маслов М.В., Эрнандес-Бланко Х.А., Лукаревский В.С., Сорокин П.А., Литвинов М.Н., Котляр А.К., Рожнов В.В. 2011. Использование фотоловушек для оценки численности копытных // Дистанционные методы исследования в зоологии. Мат. научной конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 61.
Огурцов С.С. 2012. Использование фотоловушек как инструмента для наблюдения за поведением бурого медведя (Ursus arctos L.) // V Всероссийская конференция по поведению животных. Сб. тезисов. М.: Товарищество научных изданий КМК. C. 135.
Огурцов С.С., Желтухин А.С. 2017. Применение фотоловушек в изучении популяционной группировки бурого медведя (Ursus arctos L.) в Центрально-Лесном заповеднике // Зоологический журнал. Т. 96 (3) (В печати).
Погодин Н.Л., Марков Н.И. 2013. Анализ структуры населения лося по данным учета фотоловушками // Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство. Мат. 5-й междунар. научно-практ. конференции. Москва. С. 315–317.
Покровская Л.В., Жаков В.В., Покровский И.Г. 2016. Использование маркировочных деревьев и фотоловушек для оценки относительной численности бурого медведя // Териофауна России и сопредельных территорий. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 334.
Полковникова О.Н., Полковников И.Л. 2015. Применение цифровых фотоловушек для мониторинга амурских тигров на территории заповедника «Бастак» // Территориальные исследования: цели, результаты и перспективы. Тезисы VIII Всерос. школы-семинара молодых ученых, аспирантов и студентов. Биробиджан: Изд-во ИКАРП ДВО РАН. С. 79–81.
Пчелкин А.В., Пчелкина Т.А. 2015. Методические аспекты использования камер слежения для исследования сезонной миграции сибирской косули (Capreolus pygargus Pall.) в Норском заповеднике // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Т. 26 (1). С. 145–159.
Рожнов В.В., Найденко С.В., Эрнандес-Бланко Х.А., Лукаревский В.С., Сорокин П.А., Маслов М.В., Литвинов М.Н., Котляр А.К. 2012. Сезонные изменения кормовой базы Амурского тигра: опыт применения матрицы фотоловушек // Зоологический журнал. Т. 91 (6). С. 643–647.
Рыбин А.Н., Скороделов А.С., Костыря А.В., Микелл Д.Г., Арамилев В.В. 2005. Отчет о проведении учета дальневосточного леопарда с применением фотоловушек на юго-западе Приморского края, зима 2005. Владивосток. 23 с.
Сидорчук Н.В., Волченко А.Е., Рожнов В.В. 2007. Опыт использования фотоловушек при изучении поведенческой экологии барсука Meles meles // Териофауна России и сопредельных территорий (VIII съезд Териологического общества). Мат. междунар. совещания. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 455.
Сидорчук Н.В., Рожнов В.В. 2009. Использование поселений европейским барсуком Meles meles в Дарвинском заповеднике // Поведение и поведенческая экология млекопитающих. Мат. научно-практ. конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 30.
Сидорчук Н.В., Рожнов В.В. 2010. Применение фотоловушек при изучении суточной активности европейского барсука Meles meles на поселениях // Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых: Мат. конференции молодых сотр. и аспирантов Ин-та проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова. Москва. С. 313–317.
Симакин Л.В. 2016. Дистанционный мониторинг крупных млекопитающих в Печоро-Илычском заповеднике // Териофауна России и сопредельных территорий. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 392.
Соловьев В.А. 2011. Использование фотоловушек для мониторинга охотничьих ресурсов // Дистанционные методы исследования в зоологии. Мат. научной конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 90.
Сутырина С.В., Райли М.Д., Гудрич Д.М., Серёдкин И.В., Микелл Д.Г. 2013. Оценка популяции амурского тигра с помощью фотоловушек. Владивосток: Дальнаука. 156 с.
Сутырина С.В., Райли М.Д., Гудрич Д.М., Серёдкин И.В., Микелл Д.Г. 2011. Мониторинг группировки тигра южной части Сихотэ-Алинского заповедника с помощью фотоловушек // Дистанционные методы исследования в зоологии. Мат. научной конференции. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 92.
Сухоруков Е.Г. 2015. Опыт обработки данных фотоловушек в Тигирекском заповеднике // Труды Тигирекского заповедника. Вып. 7. Барнаул. С. 77–79.
Шакула Г.В., Шакула В.Ф., Баскакова С.В. 2016. Опыт использования фотоловушек для стационарных исследований животных // Стационарные экологические исследования: опыт, цели, методология, проблемы организации: Мат. Всерос. совещ. ЦЛГПБЗ. М.: Товарищество научных изданий КМК. С. 199–203.
Эпова Л.А., Бабина С.Г. 2015. Опыт использования фотоловушек для мониторинга популяций крупных млекопитающих в заповеднике «Кузнецкий Алатау» // Труды Тигирекского заповедника. Вып. 7. Барнаул. С. 270–275.
Эрнандес-Бланко Х.А., Лукаревский В.С., Найденко С.В., Сорокин П.А., Литвинов М.Н., Чистополова М.Д., Котляр А.К., Рожнов В.В. 2010. Опыт применения цифровых фотоловушек для идентификации амурских тигров, оценки их активности и использования основных маршрутов перемещений животными // Амурский тигр в Северо-Восточной Азии: проблемы сохранения в XXI веке. Мат. научно-практ. конференции Владивосток: Дальнаука. С. 100–102.
Barrueto M., Clevenger A.P., Dorsey B., Ford A.T. 2013. A better solution for photo-classification, automatic storage and data input of camera data from wildlife crossing structures // International Conference on Ecology and Transportation (ICOET 2013). Arizona, Scottsdale: No. Icoet. P. 1–11.
Bolger D.T., Morrison T.A., Vance B., Lee D., Farid H. 2012. A computer-assisted system for photographic mark-recapture analysis // Methods in Ecology and Evolution. Vol. 3. P. 813–822.
Fegraus E.H., Lin K., Ahumada J.A., Baru C., Chandra S., Youn C. 2011. Data acquisition and management software for camera trap data: a case study from the TEAM Network // Ecological Informatics. Vol. 6. P. 345–353.
Harris G., Thompson R., Childs J.L., Sanderson J.G. 2010. Automatic storage and analysis of camera trap data // Bulletin of the Ecological Society of America. Vol. 91. P. 352–360.
Jennelle C.S., Samuel M.D., Nolden C.A., Berkley E.A. 2009. Deer carcass decomposition and potential scavenger exposure to chronic wasting disease // The Journal of Wildlife Management. Vol. 73. P. 655–662.
Kandel S., Abelson E.S., Garcia-Molina H., Paepcke A., Theobald M.M. 2008. PhotoSpread: a spreadsheet for managing photos // Conference on Human Factors in Computing Systems. New York. P. 1749–1758.
Karanth K.U., Nichols J.D. 1998. Estimation of Tiger Densities in India Using Photographic Captures and Recaptures // Ecology. Vol. 79 (8). P. 2852–2862.
Kelly V.J. 2008. Design, evaluate, refine: camera trap studies for elusive species // Animal Conservation. Vol. 11 (3). P. 182–184.
Krishnappa Y.S., Turner W.C. 2014. Software for minimalistic data management in large camera trap studies // Ecological Informatics. Vol. 24. P. 11–16.
Lu D., Weng Q. 2007. A survey of image classification methods and techniques for improving classification performance // International Journal of Remote Sensing. Vol. 28. P. 823–870.
Matiukhina D.S., Vitkalova A.V., Rybin A.N., Aramilev V.V., Shevtsova E.I., Miquelle D.G. 2016. Camera-trap monitoring of Amur tiger (Panthera tigris altaica) in Southwest Primorsky Krai, 2013–2016: preliminary results // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Vol. 1 (3). P. 36–43.
O'Connell A.F., Nichols J.D., Ullas Karanth K. 2011. Camera traps in animal Ecology: Methods and Analyses, 1st Edition. New York: Springer. 271 p.
Owens M., Allen G. 2006. The Definitive Guide to SQLite, Vol. 1. Berkeley: Apress. 368 p.
Prasad S., Pittet A., Sukumar R. 2010. Who really ate the fruit? A novel approach to camera trapping for quantifying frugivory by ruminants // Ecological Research. Vol. 25. P. 225–231.
Rovero F., Zimmermann F., Berzi D., Meek P. 2013. «Which camera trap type and how many do I need?» A review of camera features and study designs for a range of wildlife research applications // Hystrix. Vol. 24. P. 148–156.
Silveira L. 2003. Camera trap, line transect census and track surveys: a comparative evaluation // Biological Conservation. Vol. 114 (3). P. 351–355.
Skinner John D., Chimimba Christian T. 2005. The mammals of the southern African sub-region. Cambridge University Press. Science. 814 p.
Steiniger S., Hay G.J. 2009. Free and open source geographic information tools for landscape ecology // Ecological Informatics. Vol. 4 (4). P. 183–195.
Sundaresan S.R., Riginos C., Abelson E.S. 2011. Management and analysis of camera trap data: alternative approaches (response to Harris et al., 2010) // Bulletin of the Ecological Society of America. Vol. 92. P. 188–195.
Teacher A.G.F., Griffiths D.J., Hodgson D.J., Inger R. 2013. Smartphones in ecology and evolution: A guide for the app-rehensive // Ecology and Evolution. Vol. 3 (16). P. 5268–5278.
TEAM Network. 2011. Terrestrial Vertebrate (Camera Trap) Monitoring Protocol Implementation Manual. Virginia: Tropical Ecology Assessment and Monitoring Network. Centre for Applied Biodiversity Science. 69 p.
Tobler M. 2015. Camera Base. Version 1.7. User Guide. 38 p.
Turner W.C., Kausrud K.L., Krishnappa Y.S., Cromsigt J.P.G.M., Ganz H.H., Mapaure I., Cloete C.C., Havarua Z., Kusters M., Getz W.M., Stenseth N.C. 2014. Fatal attraction: vegetation responses to nutrient inputs attract herbivores to infectious anthrax carcass sites // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. Vol. 281 (1795). P. 20141785–20141785.
VerCauteren K.C., Burke P.W., Phillips G.E., Fischer J.W., Seward N.W., Wunder B.A., Lavelle M.J. 2007. Elk use ofwallows and potential chronic wasting disease transmission // Journal of Wildlife Diseases. Vol. 43. P. 784–788.
Vitkalova A.V., Shevtsova E.I. 2016. A complex approach to study the Amur leopard using camera traps in protected areas in the southwest of Primorsky Krai (Russian Far East) // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Vol. 1 (3). P. 53–58.
Zaragozí B., Belda A., Linares J., Martínez-Pérez J., Navarro J., Esparza J. 2012. A free and open source programming library for landscape metrics calculations // Environmental Modelling & Software. Vol. 31. P. 131–140.
Zaragozí B., Belda A., Giménez P., Navarro J.T., Bonet A. 2015. Advances in camera-trap data management tools: Towards collaborative development and integration with GIS // Ecological Informatics. Vol. 30. P. 6–11.