Новая модель для отслеживания путей животных по данным солнечных геолокаторов

Возможность отслеживать перемещения животных на большие расстояния произвела революцию в понимании экологии животных и полезна для охраны природы. Ранее такая информация была доступна только для крупных животных, способных нести спутниковые передатчики. Однако современные миниатюрные устройства позволяют отслеживать гораздо более мелких животных, особенно перелётных певчих птиц.

Солнечные архивные метки (геолокаторы) — это устройства, которые фиксируют данные для последующего восстановления маршрутов перемещений животных. Это делается на основе определения местоположения по географическим и сезонным вариациям времени и скорости восхода и захода солнца. Широкое использование геолокаторов создало потребность в аналитических инструментах для получения точных и объективных оценок маршрутов миграции, которые явно учитывают неопределённость позиционных оценок.

Разработанная для анализа данных геолокаторов модель оценивает треки животных со сложным миграционным поведением, комбинируя:

• Физическую модель, нечувствительную к затенению и использующую подгонку по шаблону.
• Модель некоррелированного случайного блуждания, включающую состояния миграционного и оседлого поведения.
• Пространственно-явные поведенческие маски.

Модель реализована в специально разработанном пакете с открытым исходным кодом FLightR для R. Анализ как смоделированных данных, так и реальных треков показал, что этот подход обеспечивает большую точность, чем пороговый метод — наиболее часто применяемая в литературе техника анализа. Для двух птиц, мигрировавших вдоль побережья Северной Америки, этот подход, без каких-либо географических масок, восстановил путь, близко совпадающий с береговой линией.

Модель обеспечивает повышенную точность при анализе зашумленных данных и перемещений животных со сложным миграционным поведением. Она предоставляет апостериорные распределения для:

• Положения животных.
• Их поведенческих состояний (например, миграция или оседлость).
• Расстояния и направления движения.

Этот подход позволяет биологам оценивать местоположение животных со сложным миграционным поведением на основе необработанных данных об освещённости. Модель развивает текущие методы оценки миграционных треков по солнечной геолокации и будет полезна для быстро растущего числа исследований с этой технологией. Помимо более точного определения местоположения, метод предоставляет данные о вероятности поведенческих состояний, которые можно использовать для проверки поведенческих гипотез.