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Monitoring sika deer population dynamics under culling on Nakanoshima island, Japan, using thermal infrared UAV survey

Este estudo demonstra que levantamentos de seis anos por infravermelho térmico via VANT fornecem um método altamente confiável, econômico e eficaz para monitorar a dinâmica populacional de longo prazo de cervos-sika e detectar declínios induzidos pelo controle populacional na Ilha de Nakanoshima, Japão, superando os métodos tradicionais baseados em terra em termos de esforço, enquanto correlaciona-se fortemente com estimativas baseadas em colheita.

Autores originais: Yukiko Matsuura, Takashi Ikeda, Takehiko Y Ito, Takuma Watanabe, Daishi Higashide, Hiromasa Igota

Publicado 2026-07-06

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CC BY 4.0

Autores originais: Yukiko Matsuura, Takashi Ikeda, Takehiko Y Ito, Takuma Watanabe, Daishi Higashide, Hiromasa Igota

Artigo original sob licença CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta é uma explicação gerada por IA do artigo abaixo. Não foi escrita nem endossada pelos autores. Para precisão técnica, consulte o artigo original. Ler aviso legal completo

Imagine uma pequena ilha isolada em um lago japonês, como um zoológico particular sem cercas e sem predadores naturais. Por décadas, esta ilha foi o lar de um rebanho crescente de veados sika. O problema? Os veados estavam comendo as plantas da ilha mais rápido do que elas conseguiam crescer, ameaçando o ecossistema. Para resolver isso, o governo iniciou um programa de "controle populacional", o que essencialmente significa remover cuidadosamente os veados para reduzir os números.

Mas aqui está a parte complicada: Como você conta os veados para saber se o seu plano está funcionando?

Tradicionalmente, os pesquisadores tinham que jogar um jogo de alto risco de "esconde-esconde" a pé. Eles enviavam uma grande equipe de pessoas (às vezes 30 ou mais) para a floresta para perseguir os veados em direção à margem do lago para que pudessem contá-los. Era exaustivo, perigoso (escorregar em montanhas cobertas de neve) e levava um dia inteiro.

A Nova Ferramenta: O Drone de "Detecção de Calor"

Este artigo apresenta uma alternativa de alta tecnologia: Drones de Infravermelho Térmico (TIR).

Pense nestes drones como câmeras térmicas voadoras. Assim como uma câmera de visão noturna vê o calor em vez da luz, estes drones podem detectar um veado quente escondido em uma floresta fria e escura. O calor corporal do veado se destaca como uma brasa brilhante contra o solo frio, tornando-os impossíveis de serem ignorados, mesmo que estejam parados ou escondidos sob as árvores.

O Experimento: Um Testo de Seis Anos

Os pesquisadores testaram este método de drone na ilha durante seis anos (2019–2024). Eles voaram os drones sobre a ilha à noite ou muito cedo pela manhã, quando a diferença de temperatura entre o veado e o solo era mais acentuada.

Eles compararam as contagens dos drones com duas coisas:

O "Modo Antigo": As equipes de terra tradicionais perseguindo os veados.
O "Modelo Matemático": Um cálculo computacional complexo baseado em quantos veados foram removidos a cada ano e quantos foram vistos por câmeras estacionárias.

Os Resultados: Mais Rápido, Mais Seguro e Preciso

O estudo descobriu que o método do drone foi um divisor de águas por três razões principais:

A Economia de "Esforço": A equipe de terra tradicional precisava de cerca de 245 horas de trabalho humano (35 pessoas por 7 horas) para realizar uma contagem. A equipe do drone precisou de apenas cerca de 51 horas (uma pequena equipe voando por algumas horas). Isso significa que o método do drone exigiu apenas 20% do esforço do modo antigo. É como trocar a escavação manual de um jardim com uma pá pelo uso de uma escavadeira de alta velocidade.
Rastreamento da Tendência: As contagens dos drones coincidiram bem com os modelos matemáticos (uma correlação de 0,67). Mais importante ainda, os drones detectaram com sucesso o declínio na população de veados. À medida que o programa de abate funcionava, os números dos drones diminuíam, provando que o método poderia rastrear mudanças ao longo do tempo.
Segurança e Sigilo: As equipes de terra tinham que caminhar por terrenos perigosos e cobertos de neve. A equipe do drone apenas caminhou uma curta distância para lançar o drone. Além disso, como o drone voava alto (cerca de 70–120 metros), os veados mal percebiam sua presença. Ao contrário das equipes de terra que poderiam assustar os veados ou mudar seu comportamento, os drones eram como fantascos silenciosos, permitindo que os pesquisadores vissem os veados exatamente onde eles estavam naturalmente.

O Problema e o Futuro

Houve alguns contratempos. Em um ano (2021), o levantamento foi cancelado porque um vento forte derrubou o drone em uma árvore. Além disso, como o levantamento com o drone levou dois dias para cobrir toda a ilha, alguns veados podem ter se movido entre os dois dias, fazendo com que a contagem fosse ligeiramente inferior ao número real em alguns anos. Os pesquisadores sugerem que, se conseguirem voar sobre toda a ilha em um único dia, as contagens serão ainda mais precisas.

A Conclusão

Este artigo afirma que o uso de drones térmicos é uma maneira confiável, econômica e muito menos intensiva em mão de obra para monitorar populações de vida selvagem a longo prazo. Funciona particularmente bem em lugares como esta ilha, onde o terreno é difícil e os animais são difíceis de visualizar. Embora o estudo tenha se concentrado especificamente nos veados sika nesta ilha, os autores acreditam que esta abordagem de "sensor de calor voador" pode se tornar uma ferramenta padrão para gestores de vida selvagem em todos os lugares que precisam contar animais sem assustá-los ou exaurir suas equipes.

Resumo Técnico: Monitoramento da Dinâmica Populacional de Cervos-sika via Levantamentos com UAV Térmico

Definição do Problema
A gestão eficaz da vida selvagem depende de avaliações confiáveis da abundância de animais para estabelecer metas, avaliar programas de abate e prever danos ecológicos. Embora os métodos convencionais de monitoramento terrestre (ex: contagens de sinais por pedestres, contagens diretas, armadilhas fotográficas) sejam amplamente utilizados, eles costumam ser intensivos em mão de obra, demorados, difíceis de implementar em terrenos remotos ou acidentados e propensos a baixas probabilidades de detecção e viés do observador. Embora Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs) equipados com câmeras infravermelhas térmicas (TIR) tenham surgido como ferramentas eficazes para o monitoramento da vida selvagem, particularmente para grandes mamíferos terrestres, a maioria dos estudos existentes é de curto prazo. Há uma escassez de pesquisas que avaliem a eficácia dos levantamentos com TIR baseados em drones ao longo de períodos estendidos (vários anos) sob intervenções de manejo populacional ativo, como o abate.

Metodologia
O estudo foi realizado na Ilha Nakanoshima (aprox. 5 km²) no Lago Toya, Hokkaido, Japão, uma população fechada de cervos-sika (Cervus nippon) sujeita a um programa de erradicação de longo prazo via abate. Os pesquisadores realizaram levantamentos com UAV durante um período de seis anos (2019–2024), excluindo 2021 devido a falha de equipamento.

Protocolo de Levantamento: Os levantamentos foram realizados durante o inverno ou primavera (estações de desfolha) para maximizar a visibilidade. Os voos ocorreram ou no início da manhã (dentro de uma hora após o nascer do sol) ou à noite (começando duas horas após o pôr do sol) para garantir alto contraste térmico entre os cervos e o ambiente.
Equipamento: Dois modelos de UAV foram utilizados: um Inspire 1 V2.0 carregando uma câmera TIR Zenmuse XT ZXTB19FP (2019–2022) e um Mavic 2 Enterprise Advanced com sensores TIR integrados (2023–2024). Os voos foram conduzidos a altitudes de 70–120 m acima do nível do solo.
Estratégia Operacional: Devido à topografia da ilha (três picos e uma crista) e à limitada duração da bateria, a área foi dividida em quatro zonas de voo. Uma equipe de seis pessoas (um piloto, um assistente e quatro sentinelas) foi necessária. As sentinelas foram implantadas para afugentar os cervos para fora das florestas de coníferas perenes (onde a detecção térmica é difícil) antes do levantamento e impedir a reentrada.
Coleta de Dados: O piloto controlou manualmente o UAV, identificando assinaturas de calor. Quando um cervo era confirmado, o drone pairava para capturar fotografias georreferenciadas. As gravações de vídeo foram revisadas pós-voo para verificar as contagens.
Análise Comparativa: As contagens de cervos derivadas de UAV foram comparadas com modelos de Estimativa Baseada em Colheita (HBE). O HBE utilizou um modelo de espaço de estados integrando:
- Números de abate (dados observados).
- Dados de contagem por afugentamento (contagens terrestres de cervos conduzidos para a margem do lago).
- Dados de armadilhas fotográficas (índices de abundância).
  O modelo estimou variáveis latentes para o tamanho da população antes ( $N_{Bt}$ ) e depois ( $N_{At}$ ) do abate, assumindo que o crescimento populacional ocorre no início do ano fiscal e declina após o abate.

Principais Resultados

Detecção de Tendência Populacional: As estimativas baseadas em UAV detectaram com sucesso uma tendência de declínio na população de cervos-sika, consistente com os esforços contínuos de abate. O modelo HBE estimou uma diminuição de 64,8% no tamanho da população de 2019 a 2024.
Correlação: Houve uma correlação positiva ( $R = 0,67$ ) entre as estimativas baseadas em UAV e as estimativas HBE.
Eficiência: Os levantamentos com UAV exigiram significativamente menos esforço do que as contagens terrestres tradicionais por afugentamento. O esforço médio anual do levantamento com UAV foi de 51,3 horas-pessoa, enquanto o levantamento de contagem por afugentamento exigiu 245 horas-pessoa (35 participantes por 7 horas). Assim, os levantamentos com UAV exigiram apenas 20% do esforço das contagens por afugentamento.
Capacidades de Detecção: Assinaturas de alta temperatura permitiram a identificação de cervos, bem como rastros e locais de descanso. Embora corvos e outras aves também exibissem assinaturas térmicas, eles eram distinguíveis dos cervos com base na forma morfológica e na temperatura relativa da cabeça.
Limitações: Em 2020 e 2022, as contagens por UAV foram inferiores ao intervalo de credibilidade do HBE. Os autores atribuem isso ao potencial movimento de cervos entre as zonas de voo durante a janela de dois dias de levantamento, levando à subestimação.

Significância e Alegações
O artigo afirma que levantamentos com UAV equipados com câmeras TIR fornecem um método altamente confiável e custo-efetivo para o monitoramento de longo prazo da vida selvagem em comparação com levantamentos terrestres tradicionais. O estudo demonstra que esta tecnologia pode rastrear efetivamente a dinâmica populacional sob manejo ativo (abate) ao longo de vários anos.

Os autores destacam várias vantagens específicas:

Redução de Trabalho e Segurança: Os levantamentos com UAV minimizam o risco físico para o pessoal (ex: escorregar em terreno coberto de neve) e requerem uma equipe menor.
Baixa Perturbação: Voar a uma altitude de 70–120 m resultou em perturbação mínima para os cervos, com poucos casos observados de animais fugindo, garantindo que os locais observados representem áreas de atividade típicas.
Escalabilidade para Erradicação: À medida que os programas de erradicação progridem e as densidades de cervos caem, a capacidade de detectar animais sobre áreas amplas é crítica. Os UAVs oferecem um método para localizar indivíduos remanescentes de forma mais eficiente do que armadilhas fotográficas (que são específicas de pontos) ou contagens por afugentamento, aumentando potencialmente a eficiência da captura.
Aplicabilidade: O método é apresentado como aplicável a ambientes semelhantes globalmente, particularmente para o monitoramento de grandes ungulados em terrenos florestais ou acidentados onde a detecção visual é desafiadora.

O estudo conclui que, embora levantamentos de curto prazo possam resultar em subestimativas devido ao movimento dos animais, concluir os levantamentos em um único dia poderia melhorar ainda mais a precisão. Os autores sugerem que, à medida que a população declina em direção à erradicação, espera-se que a precisão desses métodos de contagem melhore, tornando os UAVs uma ferramenta vital para as fases finais do controle populacional.