Применение беспилотных авиационных систем самолётного типа в целях повышения точности оценки нереста тихоокеанских лососей в водных объектах Камчатского края

   Цель работы – модернизация методов учёта тихоокеанских лососей с применением инструментальных средств цифровой аэрофотосъёмки для повышения точности оценок нереста тихоокеанских лососей.

   Используемые методы: включают цифровую фотограмметрическую обработку материалов аэрофотосъёмки, полученных с борта беспилотных воздушных судов самолётного типа; геоинформационный анализ пространственных данных; интеграцию результатов дешифрирования в единую цифровую базу данных. Обработка ортофотопланов, векторизация скоплений и пространственного распределения производителей выполнялись в среде специализированного программного обеспечения (ГИС и фотограмметрические пакеты).

   Новизна: определяется разработкой подходов к цифровой трансформации авиационных исследований, обеспечивающих замещение или дополнение субъективных визуальных оценок наблюдателей, а также возможностью ретроспективного анализа архивных материалов и проведения бонитировки нерестилищ.

   Показана практическая значимость проведения беспилотных учётов и приведена их результирующая количественная оценка.

   Результат: выполнена координатная привязка ортофотопланов и выявленных скоплений производителей; проведён углублённый геоинформационный анализ пространственного распределения нереста, в рамках которого охарактеризованы плотность и распределение нерестилищ, оценена степень их заполнения и соотношение по биотопам. Сформулированы методические рекомендации по выбору режимов полёта в условиях горного рельефа и параметров линейной аэрофотосъёмки применительно к задачам учёта тихоокеанских
лососей.

   Практическая значимость: применение предложенных инструментальных методов учёта обеспечивает повышение точности и воспроизводимости оценок нерестовой численности тихоокеанских лососей.

   Полученные результаты имеют существенное значение для оценки пропуска производителей, базирующейся на количественных и качественных характеристиках нереста, а также для перспективных исследований экологических условий воспроизводства. Разработанные методические рекомендации могут быть непосредственно использованы региональными рыбохозяйственными организациями при планировании и проведении мониторинга нерестовых подходов.

1. Бугаев В. Ф., Вронский Б. Б., Заварина Л. О., Зорбиди Ж. Х., Остроумов А. Г., Тиллер И. В. 2007. Рыбы реки Камчатка. Петропавловск- Камчатский: Изд-во КамчатНИРО. 459 с.

2. Запорожец О. М., Запорожец Г. В., Фельдман М. Г. 2020 а. Исследования нереста нерки в бассейне Начикинского озера (Юго-Западная Камчатка) с помощью квадрокоптера в 2018 г // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-Западной части Тихого океана. № 56. С. 35-62. DOI: 10.15853/2072-8212.2020.56.35-62.

3. Запорожец О. М., Запорожец Г. В., Фельдман М. Г. 2020 б. Оценка численности производителей нерки и их распределение по нерестовым стациям в бассейне Начикинского озера (Камчатка) в 2019 г // Известия ТИНРО. Т. 200. № 3. С. 618-634. DOI: 10.26428/1606-9919-2020-200-618-634.

4. Коновалов С. М. 1985. Факторы, лимитирующие численность и биомассу тихоокеанских лососей // Биологические исследования лососевых. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. С. 5-25.

5. Коцюк Д. В., Свиридов В. В., Поваров А. Ю. 2024. Опыт реализации и способы дальнейшей автоматизации беспилотного учёта тихоокеанских лососей в Охотском районе Хабаровского края // Известия ТИНРО. Т. 204. № 3. С. 705-721. DOI: 10.26428/1606-9919-2024-204-705-721.

6. Коцюк Д. В., Свиридов В. В., Поваров А. Ю. 2025. Комплексное применение беспилотных и информационных технологий в целях улучшения управления запасами тихоокеанских лососей // Вопросы рыболовства. Т. 26. № 4. С. 85-102. DOI: 10.36038/0234-2774-2025-26-4-85-102.

7. Крохин Е. М., Крогиус Ф. В. 1937. Очерк бассейна р. Большой и нерестилищ лососевых, расположенных в нем // Известия ТИНРО. Т. 9. 158 с.

8. Леман В. Н. 2003. Экологическая и видовая специфика нерестилищ тихоокеанских лососей p. Oncorhynchus на Камчатке // Чтения памяти В. Я. Леванидова. № 2. С. 12-34.

9. Леман В. Н., Леман А. А. 2025. Опыт ГИС-картирования нерестилищ и распределения тихоокеанских лососей в модельных реках Западной Камчатки с использованием архивных данных // Труды ВНИРО. Т. 199. С. 36-53. DOI: 10.36038/2307-3497-2025-199-36-53.

10. Мазникова О. А., Зикунова О. В., Шубкин С. В., Фадеев Е. С. 2025. Беспилотные летательные аппараты как один из инструментов оценки подходов тихоокеанских лососей в Камчатском крае // Вопросы рыболовства. Т. 26. № 4. С. 75-84. DOI: 10.36038/0234-2774-2025-26-4-75-84.

11. Макоедов А. Н., Коротаев Ю. А., Антонов Н. П. 2009. Азиатская кета. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО. 355 с.

12. Макоедов А. А., Скорик А. В., Колпаков Н. В. 2025. Аэрофотограмметрический мониторинг нерестовой миграции горбуши Oncorhynchus gorbuscha с использованием БПЛА потребительского класса применительно к топографическим условиям рек Сахалина // Известия ТИНРО. Т. 205, № 4. С. 807-820. DOI: 10.26428/1606-9919-2025-205-807-820.

13. Остроумов А. Г. 1962. Опыт применения аэрометодов учёта тихоокеанских лососей в реках Камчатки. Петропавловск-Камчатский: Книжная редакция «Камчатской правды». 41 с.

14. Остроумов А. Г. 1975. Нерестовый фонд и состояние запасов дальневосточных лососей в водоёмах п-ова Камчатка и Корякского нагорья в 1957-1971 гг. (по материалам авиаучётов и аэрофотосъёмок) // Труды ВНИРО. Т. 106, с. 21-33.

15. Паренский В. А. 1992. Этология нереста нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum). ИБМ ДВО РАН. Владивосток: ДВО РАН. 113 с.

16. Подлесных А. В. 1995. Гормональные механизмы регуляции нереста в субизолятах нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum). Автореф. дисс. … канд. биол. наук. Владивосток: ННЦМБ ДВО РАН. 16 с.

17. Свиридов В. В., Коцюк Д. В., Подорожнюк Е. В. 2022. Беспилотный фотограмметрический учёт тихоокеанских лососей посредством БПЛА потребительского класса // Известия ТИНРО. Т. 202. № 2. С. 429-449. DOI 10.26428/1606-9919-2022-202-429-449.

18. Свиридов В. В., Поваров А. Ю. 2024. Применение методов искусственного интеллекта для автоматизации беспилотного учёта отнерестившихся особей кеты в Хабаровском крае // Вопросы рыболовства. Т. 25, № 4. С. 113-124. DOI: 10.36038/0234-2774-2024-25-4-113-124.

19. Свиридов В. В., Поваров А. Ю., Коцюк Д. В. 2025. Автоматизация беспилотного учёта производителей кеты и кижуча методами искусственного интеллекта // Известия ТИНРО. Т. 205. № 3. С. 518-534. DOI: 10.26428/1606-9919-2025-205-518-534.

20. Семко Р. С. 1939. Камчатская горбуша. Известия ТИНРО. Т. 16. 111 с.

21. Фадеев Е. С. 2022. Биологический мониторинг и регулирование промысла стад нерки Оncorhynchus nerka рек Камчатка и Озерная (Камчатка). Автореферат дисс… канд. биол. наук. Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ. 24 с.

22. Фадеев Е. С., Шевляков Е. А., Фельдман М. Г. 2019. Комплексный мониторинг пропуска производителей тихоокеанских лососей р. Камчатка в режиме реального времени // Известия ТИНРО. Т. 197. С. 3-20. DOI: 10.26428/1606-9919-2019-197-3-20.

23. Фадеев Е. С., Потапов А. С. 2025. Аэрофотовизуальные исследования с помощью БПЛА для оценки численности нерки в бассейне озера Азабачьего // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-Западной части Тихого океана. № 79. С. 57-67. DOI: 10.15853/2072-8212.2025.79.57-67.

24. Шевляков Е. А., Маслов А. В. 2011. Реки, определяющие воспроизводство тихоокеанских лососей на Камчатке, как реперы для оценки заполнения нерестового фонда // Известия ТИНРО. Т. 164. С. 114-139.

25. Шевляков Е. А., Дубынин В. А., Зорбиди Ж. Х., Заварина Л. О., Попова Т. А., Артюхина Н. Б., Горин С. Л., Коваль О. О. 2013. Современное состояние лососевого комплекса реки Большой (Западная Камчатка): воспроизводство, промысел, управление // Известия ТИНРО. Т. 174. С. 3-37.

26. Шевляков Е. А., Фельдман М. Г., Островский В. И., Волобуев В. В., Каев А. М., Голубь Е. В., Барабанщиков Е. И., Голованов И. С. 2019. Ориентиры и оперативная оценка пропуска производителей на нерестилища как инструменты перспективного и краткосрочного управления запасами тихоокеанских лососей в реках Дальневосточного рыбохозяйственного бассейна // Известия ТИНРО. Т. 196. С. 23-62. DOI: 10.26428/1606-9919-2019-196-23-62.

27. Auerbach D. S., Fremier A. K. 2023. Identification of salmon redds using RPV-based imagery produces comparable estimates to ground counts with high inter-observer variability // River Research and Applications. V. 39. № 1. P. 35-45. DOI: 10.1002/rra.4065.

28. Clark P. J., Evans F. C. 1954. Distance to Nearest Neighbor as a Measure of Spatial Relationships in Populations // Ecology. 35: 445-453. DOI: 10.2307/1931034.

29. Dunham J, Rieman B, Davis K. 2001. Sources and Magnitude of Sampling Error in Redd Counts for Bull Trout // North American Journal of Fisheries Management. V. 21. № 2. P. 343-352. DOI: 10.1577/1548-8675(2001)021<0343:SAMOSE>2.0.CO;2.

30. Groves P. A., Alcorn B., Wiest M. M., Maselko J. M., Connor W. P. 2017. Testing unmanned aircraft systems for salmon spawning surveys // FACETS. V. 1. P. 187-204. DOI: 10.1139/facets-2016-0019.

31. Harris J. M., Nelson J. A., Rieu cau G., BroussardIII W.P. 2019. Use of drones in fi shery science // Transactions of the American Fisheries Society. V. 148. № 4. P. 687-697. DOI: 10.1002/tafs.10168.

32. Murdo ch A.R, Herring C.J, Frady C.H, See K, Jordan C. E. 2018. Estimating observer error and steelhead redd abundance using a modified Gaussian area-under-the-curve framework // Can J Fish Aquat Sci. V. 75. P. 2149-2158. DOI: 10.1139/cjfas-2017-0335.