بالنقر فوق “قبول جميع ملفات تعريف الارتباط”، فإنك توافق على تخزين ملفات تعريف الارتباط على جهازك لتحسين التنقل في الموقع وتحليل استخدام الموقع والمساعدة في جهودنا التسويقية. مزيد من المعلومات
إعدادات ملفات تعريف الارتباط
بالنقر فوق “قبول جميع ملفات تعريف الارتباط”، فإنك توافق على تخزين ملفات تعريف الارتباط على جهازك لتحسين التنقل في الموقع وتحليل استخدام الموقع والمساعدة في جهودنا التسويقية. مزيد من المعلومات
للحصول على شرح مرئي للمفاهيم التي تتناولها هذه المقالة، شاهد الفيديو أدناه.
يمكن للثلوج، مثل الأسطح الطبيعية الأخرى، أن تسجل نشاط الحياة البرية. على سبيل المثال، يمكن أن تعرض آثار الأقدام المتروكة في الثلج الحيوانات التي مرت، وكيف تحركت، وماذا كانت تفعل.
لعقود من الزمان، درس المتنزهون والصيادون والباحثون هذه الآثار لمعرفة المزيد عن سلوك الحيوانات البرية. لكن العملية ليست موثوقة دائمًا. يمكن أن يتحرك الثلج، ويمكن للرياح أن تطمس التفاصيل، ويمكن أن تجعل المسارات المتداخلة عملية تحديد الهوية صعبة. حتى المراقبون المدربون قد يغفلون عن الأنماط المهمة.
الشكل 1. آثار أقدام نمر محفوظة في الثلج الطازج. (المصدر)
يسهّل التقدم التكنولوجي الآن تفسير هذه العلامات. على وجه الخصوص، يمكن استخدام الرؤية الحاسوبية، وهي فرع من الذكاء الاصطناعي يسمح للآلات بتحليل البيانات المرئية بدقة وسرعة، detect مسارات الحيوانات وفهمها. على سبيل المثال، نماذج مثل Ultralytics YOLO11 يمكن تدريبها على detect الأشكال والأنماط في صور آثار الحيوانات.
في هذه المقالة، سوف نستكشف كيف يتم الحفاظ على آثار الحيوانات في الثلج، وماذا تكشف عن الحياة البرية، وكيف تجعل رؤية الكمبيوتر التتبع أكثر كفاءة.
أهمية آثار الحيوانات في الثلج
آثار الحيوانات هي انطباعات تتركها الحيوانات أثناء تحركها على الأسطح مثل الثلج أو التربة أو الطين. في ظروف الثلج المناسبة، غالبًا ما تحافظ هذه الآثار على تفاصيل أكثر وضوحًا، مثل علامات المخالب، ووسادات أصابع القدمين، والاختلافات بين القدم الأمامية والخلفية، والتي يصعب detect في التراب أو العشب.
الشكل 2. آثار أقدام الحيوانات على أسطح مختلفة. (المصدر)
بالإضافة إلى تحديد الأنواع، يمكن أن تخبر المسافات والترتيب والاختلافات الدقيقة في المسارات الباحثين بالكثير عن الحركة والسلوك والتفاعلات مع البيئة، مما يوفر للباحثين والمتنزهين وهواة الحياة البرية رؤى قيمة حول نشاط الحيوانات.
فيما يلي بعض الميزات الرئيسية التي يبحث عنها الباحثون أثناء قراءة المسارات:
الأقدام الأمامية مقابل الخلفية: تعكس الاختلافات في الحجم والشكل بين الكفوف الأمامية والقدم الخلفية كيف يوزع الحيوان وزنه ويتحرك في بيئته.
بصمات الكف أو بصمات الحيوانات: يساعد المخطط العام للبصمة وحجمها في تحديد النوع الذي صنع track.
علامات المخالب: عادةً ما تظهر آثار أقدام الكلاب، مثل آثار القيوط والثعالب والكلاب، علامات مخالب، بينما آثار أقدام القطط، بما في ذلك الوشق والقطط المنزلية أو المنزلية وأسود الجبال، لا تظهر عادةً ما لم يكن الحيوان يركض أو يتحرك على أرض زلقة.
تتبع النمط: يمكن أن يكشف ترتيب المسارات عن سلوك الحيوان، حيث تترك حيوانات القيوط والثعالب غالبًا آثارًا بخط مستقيم، بينما تميل الكلاب الأليفة إلى التجول في مسار متعرج.
التباعد بين المسارات وآثار الجر: يختلف العرض بين المسارين الأيمن والأيسر (التباعد) حسب النوع وطريقة المشي، ويمكن أن تشير التغييرات في التباعد إلى سرعة الحركة أو الحذر، بينما توفر آثار الجر من الذيول أو البطون أو الفريسة أدلة إضافية حول النشاط.
تحديد آثار الحيوانات في الثلج
يحكي كل track في الثلج جزءاً من قصة الحيوان. يمكن أن يكشف حجم وشكل كل أثر، والاختلافات بين الأقدام الأمامية والخلفية، ووجود أو عدم وجود علامات المخالب عن النوع والمشية وتوزيع الوزن. على سبيل المثال، غالبًا ما تترك الثعالب وذئاب القيوط آثار مخالب مرئية، بينما لا تترك القطط البرية والأسود الجبلية عادةً آثارًا.
نادرًا ما تظهر المسارات بمفردها. غالبًا ما تضيف القرائن مثل الروث أو قطع الفراء أو آثار الذيل أو مداخل الجحور القريبة سياقًا مهمًا. نظرًا لأن الظروف الثلجية والمسارات المتداخلة يمكن أن تطمس التفاصيل، يعتمد المتعقبون على عدة علامات معًا لبناء صورة أوضح. إن الطريقة التي يتم بها ترتيب المسارات على الثلج مفيدة بشكل خاص، حيث تسلط الضوء ليس فقط على المكان الذي ذهب إليه الحيوان، ولكن أيضًا على كيفية تحركه وتصرفه.
فيما يلي بعض أنماط track الحيوانات الشائعة الموجودة في الثلج:
القفز: تدفع الأرانب والأرانب البرية ذات الأحذية الثلجية بأرجل خلفية قوية، تاركة آثارًا خلفية كبيرة أمام آثار أمامية أصغر. في الثلج العميق، تترك الأرانب البرية ذات الأحذية الثلجية آثارًا طويلة بشكل خاص.
الوثابون: تتقدم حيوانات ابن عرس والسمور والمنك والمسك معًا بكل من القدمين الأماميتين والخلفيتين، لتشكل نمطًا متكررًا اثنين في اثنين.
المتمايلون: تتحرك حيوانات الراكون والظربان والقندس والنيص والدببة السوداء ببطء، تاركة آثارًا واسعة مع علامات مخالب مرئية.
خطوات مثالية: تضع الثعالب والقيوط أقدامها الخلفية تقريبًا في المكان الذي هبطت فيه الأقدام الأمامية، مما يخلق خطوطًا مستقيمة. تميل القيوط إلى السفر في مسارات مباشرة، بينما تتجول الكلاب الأليفة في طرق متعرجة.
تحديات في تفسير آثار الحيوانات في الثلج
على الرغم من وجود أدلة مختلفة تتعلق بالمسارات، إلا أن تتبع الحيوانات في الثلج لا يزال معقدًا. تؤثر الظروف الثلجية على كيفية ظهور الطبعات: يحافظ الثلج الطازج على التفاصيل، بينما يمكن للثلج المتجمد أو الذائب أو المتساقط حديثًا أن يشوه أو يغطي المسارات.
يلعب الطقس أيضًا دورًا، حيث قد تؤدي الرياح وأشعة الشمس إلى تشويش الحواف، ويمكن أن تخلق المسارات المتداخلة من حيوانات متعددة ارتباكًا. وإلى جانب ذلك، يضيف سلوك الحيوان إلى عدم القدرة على التنبؤ.
تسبت بعض الأنواع، مثل الظربان والدببة السوداء، في الشتاء، بينما يتحرك البعض الآخر بشكل غير منتظم أو يعيد تتبع مساراته. وفي الوقت نفسه، في الغابات، تتقاطع مسارات الغزلان أو الأيائل غالبًا مع الحيوانات الصغيرة أو الحيوانات المفترسة، وتُستخدم علامات إضافية مثل الروث أو الفراء أو سحب الذيل لفهم الحركة والسلوك.
كيف يمكن استخدام الرؤية الحاسوبية detect مسارات الحيوانات
وللتعامل مع تحديات تحليل آثار الحيوانات في الثلوج، بدأ الباحثون في اللجوء إلى أحدث التقنيات مثل الرؤية الحاسوبية. على سبيل المثال، يستكشفون نماذج الرؤية الحاسوبية التي يمكنها detect البصمات الفردية وتحديد مواقعها، وفصل المسارات المتداخلة، بل وتدريبها على مجموعات بيانات مخصصة للتعرف على السمات الخاصة بالأنواع مثل علامات المخالب وأنماط المشي.
على وجه التحديد، تدعم نماذج مثل Ultralytics YOLO11 مهام الرؤية الحاسوبية مثل اكتشاف الأجسام، والتي يمكن استخدامها لتحديد وتوطين آثار الأقدام الفردية، وتجزئة النماذج، والتي يمكنها فصل المسارات المتداخلة. من خلال تدريب نموذج مثل YOLO11 على مجموعة بيانات مخصصة من آثار أقدام الحيوانات، يمكن للباحثين تسهيل التعرف على الأنماط الخاصة بالأنواع، وتمييز المسارات المتداخلة، وتوليد نتائج أكثر اتساقاً من الملاحظة اليدوية.
رؤية الكمبيوتر والبحث في تحليل آثار أقدام الحيوانات
والآن بعد أن رأينا كيف يمكن للرؤية الحاسوبية أن track آثار أقدام الحيوانات، دعونا نستعرض كيفية تطبيق هذه التقنية في أبحاث العالم الحقيقي.
من FIT إلى مجموعات البيانات المفتوحة
لسنوات، اعتمدت معظم دراسات آثار الأقدام على تقنية تحديد آثار الأقدام (FIT). تعمل تقنية FIT عن طريق تحديد نقاط معينة على كل أثر قدم واستخدام هذه القياسات لتمييز الحيوانات عن بعضها البعض. على الرغم من فعالية هذه العملية، إلا أنها بطيئة وتتطلب خبراء مدربين وليست عملية عندما تحاول تحليل آلاف المسارات في البرية.
أظهرت دراسة حديثة حول نمور آمور في شمال شرق الصين كيف يمكن لـ FIT حتى تحديد الأفراد من آثار الأقدام في الثلج، مما يوفر طريقة موثوقة وغير جراحية لمراقبة الحيوانات المفترسة المهددة بالانقراض.
الشكل 3. آثار أقدام النمر على الثلج. (المصدر: sciencedirector.com)
ومع ذلك، سلط الباحثون الضوء أيضًا على قيودها: فهي كثيفة العمالة ويصعب توسيع نطاقها. والأهم من ذلك، لاحظوا أن الرؤية الحاسوبية يمكن أن تؤتمت هذه العملية في المستقبل، مما يقلل الحاجة إلى القياسات اليدوية مع معالجة مجموعات بيانات أكبر بكثير.
وقد بدأ هذا التحول بالفعل مع مشاريع مثل OpenAnimalTracks، وهي مجموعة بيانات عامة تحتوي على آلاف من آثار الأقدام المصنفة من 18 نوعًا عبر الطين والرمال والثلوج. وبفضل موارد كهذه، يمكن تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي المرئي على detect آثار الأقدام classify تلقائيًا، مما يجعل مراقبة الحياة البرية أسرع وأكثر سهولة.
الشكل 4. نظرة على مجموعة بيانات OpenAnimalTracks (المصدر)
من خلال البناء على أسس تقنية FIT ودمجها مع مجموعات البيانات المفتوحة والرؤية الحاسوبية، تتجه أبحاث الحفظ نحو أنظمة قابلة للتطوير يمكنها track الأنواع وحماية النظم البيئية - دون إزعاج الحيوانات نفسها.
النقاط الرئيسية
تُظهر آثار الحيوانات في الثلج كيف تتحرك الحيوانات وتتصرف وتستخدم موائلها. تتطلب قراءتها يدويًا الصبر والخبرة، لكن الرؤية الحاسوبية تجعل العملية أكثر كفاءة. إن استخدام أدوات مثل YOLO11 إلى جانب المعرفة البشرية يجعل مراقبة الحياة البرية أكثر بساطة، ويساعد في جهود الحفاظ على البيئة، ويوفر بيانات مفيدة لحماية الأنواع.
