Применение беспилотных авиационных систем и технологии искусственного интеллекта для оценки численности байкальской нерпы

Цель работы – разработка методики оценки численности байкальской нерпы на основе прямого учёта животных на льдах с применением беспилотных авиационных систем (БАС).
Материалом послужили данные авиаучётов в 2019 и 2021 гг. и опубликованная в открытой печати рукопись «Методические рекомендации по проведению учёта приплода байкальской нерпы (Pusa sibirica) с беспилотных летательных аппаратов в Байкальском рыбохозяйственном бассейне».
Новизна – предложена методика оценки численности байкальской нерпы на основе прямого подсчёта животных на льду с применением одновременно нескольких БАС. Обработка массива цифровых фотоснимков высокого разрешения была автоматизирована за счёт применения программных комплексов, использующих компьютерное зрение на основе нейросетевых технологий искусственного интеллекта для распознавания различных видов образов на изображениях, включая морских млекопитающих.
Результат: разработана и апробирована методика оценки численности байкальской нерпы на основе прямого подсчёта животных на льду с применением БАС, включающая расчёты численности вида по методу раздельной экстраполяции. Апробация методики проведена на материалах авиаучётов 2019 и 2021 гг. – в итоге получены оценки численности байкальской нерпы на льду: 106486 экз. и 107723 экз., соответственно.
Практическая значимость: предложенная методика прямого учёта животных на льдах разработана с целью повышения точности и достоверности итоговых оценок численности популяции и разработки рекомендаций по её сохранению и рациональному использованию.

1. Антонюк А.А. 1975. Оценка общей численности популяции тюленя Pusa hispida ladogensis Ладожского озера // Зоологический журнал. Т. 54. Вып. 9. С. 1371-1377.

2. Бизиков В.А., Болтнев Е.А., Петров Е.А., Петерфельд В.А., Черноок В.И. 2019. Экспериментальная авиасъёмка байкальской нерпы с использованием БПЛА большой дальности // Труды ВНИРО. Т. 175. С. 226-229.

3. Бизиков В.А., Петерфельд В.А., Черноок В.И., Кузнецов Н.В., Петров Е.А., Бобков А.И. Ткачёв В.В., Сидоров Л.К., Болтнев Е.А. 2021 а. Методические рекомендации по проведению учёта приплода байкальской нерпы (Pusa sibirica) с беспилотных летательных аппаратов в Байкальском рыбохозяйственном бассейне. М.: Изд-во ВНИРО. С. 56.

4. Бизиков В.А., Черноок В.И., Сидоров Л.К., Беляев В.А., Шипулин С.В., Кузнецов В.В., Скольский В.А., Климов Ф.В., Марабаев Е.Н., Ербулеков С.Т., Куанышев Е.К. 2021 б. Оценка численности популяции каспийского тюленя по результатам инструментальных авиаучётов на льдах в северной части Каспийского моря в 2012 г., 2020 г. и 2021 г. // Использование и охрана природных ресурсов Росси. № 4. С. 81-93.

5. Бизиков В.А., Сидоров Л.К., Петерфельд В.А., Болтнев Е.А. 2022 а. Применение беспилотных летательных аппаратов для оценки численности байкальской нерпы // Биологическое разнообразие: изучение, сохранение, восстановление, рациональное использование. Керчь, 13-18 сентября 2022 года. Мат. III Межд. науч.-практ. конф. Симферополь: ООО Ариал. С. 108-113.

6. Бизиков В.А., Сабиров М.А., Сидоров Л.К., Лукина Ю.Н. 2022 б. Численность и распределение ладожской кольчатой нерпы в аномально тёплую зиму 2020 года: оценка по результатам авиаучёта с использованием БПЛА // Труды ВНИРО. Т. 190. С. 79-94.

7. Елагин О.К., Иванов М.К., Петров Е.А. 1990. Устройство, распределение и плотность логовищ щенных самок Байкальской нерпы // Морские млекопитающие. Тез. докл. X Всес. совещания по изучению, охране и рациональному использованию морских млекопитающих (г. Светлогорск Калининградской области, 2-5 октября 1990 г. С. 95-96.

8. Морозов В.П. 1979. Курс сфероидической геодезии. М.: Недра. 296 с.

9. Пастухов В.Д. 1965. К методике количественного учёта байкальского тюленя // Морские млекопитающие. М.: Наука. С. 100-104.

10. Пастухов В.Д. 1971. Учёт приплода нерпы // Исследования морских млекопитающих. Калининград. С. 117-124.

11. Пастухов В.Д. 1993. Нерпа Байкала. Новосибирск: Наука. 322 с.

12. Петров Е.А. 2007. Проблемы эксплуатации популяции байкальской нерпы // Рыбное хозяйство. № 1. С. 74-77.

13. Петров Е.А., Купчинский А.Б., Сыроватский А.А. 2025. Весенние ледовые залёжки и поведение байкальской нерпы (Pusa sibirica Gmelin, 1788, Phocidae) // Зоологический журнал. Т. 104. № . 3. С. 82-99.

14. Свиридов Н.С. 1954. Опыт учёта численности и распределения нерпы на озере Байкал с помощью самолёта // Известия Иркутск. сельскохоз. ин-та. Вып. 6. С. 321-331.

15. Сидоров Л.К. 2025. Опыт применения цифрового зрения при обработке фотоматериалов авиаучётов морских млекопитающих // Современные методы оценки и рационального использования водных биологических ресурсов. Мат. II межд. науч.-практ. конф. Москва, ФГБНУ «ВНИРО», 18-22 ноября 2024 г. М.: Изд-во ВНИРО. С. 156-159.

16. Сидоров Л.К., Бизиков В.А., Рожнов В.В., Шипулин С.В., Кузнецов В.В., Белокобыльский И.Ф., Мягкий Н.А., Соловьева М.А., Глазов Д.М., Назаренко Е.А. 2023. Распределение и численность каспийского тюленя на льдах в российской части Северного Каспия в феврале-марте 2023 г. // Труды ВНИРО. Т. 193. С. 82-100.

17. Сидоров Л.К., Бизиков В.А., Забавников В.Б., Егоров С.А. 2025. Оценка воспроизводства беломорской популяции гренландского тюленя в 2023 и 2024 гг. // Труды ВНИРО. Т. 199. С. 64-85.

18. Тормосов Д.Д., Филатов И. Е. 1977. О статье А.А. Антонюка «Оценка общей численности популяции тюленя Ладожского озера» // Зоологический журнал. Т. 56. Вып. 9. С. 1425-1427.

19. Хромов С.П., Мамонтова Л.И., 1974. Метеорологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат. 569 с.

20. Челинцев Н. Г. 2004. Алгоритмы экстраполяции при авиаучётах животных // Бюллетень МОИП. Отд. биол. Т. 109. Вып. 2. С. 3-14.