Полевой сбор данных для орнитологов: NextGIS в Астраханском заповеднике

Как организовать полевой сбор данных там, где нет связи

С 12 по 19 октября в Астраханской области прошла вторая смена молодёжного орнитологического научного лагеря «Лебедь и Орлан v.2.0: Digital». Его цель – подготовить кадровый резерв молодых исследователей, которые смогут решать задачи по охране и изучению птиц на новом технологическом уровне. Поэтому программа была посвящена информационным технологиям в орнитологии, от ГИС до искусственного интеллекта.

Участниками стали молодые учёные, сотрудники особо охраняемых природных территорий, активисты-бёрдвочеры, волонтёры. Школа проходила на Дамчикском участке Астраханского заповедника при поддержке Президентского фонда природы.

С 13 по 15 октября специалисты NextGIS провели мастер-класс по мобильному сбору полевых данных и созданию интерактивных карт, а также серию лекций по смежным темам.

Особенность места – связь. Заповедник находится в дельте Волги, более чем в 60 км от Астрахани, на границе с Каспием, и мобильная связь практически отсутствует. Привычная схема, когда карта лежит в облаке и приложение подгружает её, здесь не работает. Именно для таких условий у нас есть решение, и его мы показали участникам. Рассказываем, как это выглядело.

Подготовка: всё нужное берём с собой

Всё необходимое должно оказаться на полевых устройствах (ноутбук, смартфоны) до выхода на местность. Мы заранее подготовили:

границу участка обследования в векторном виде;
космоснимки за разные даты в виде локального набора тайлов, чтобы участники могли сравнивать, как выглядит территория в разные периоды (подготовить такие данные можно с помощью инструментов NextGIS Toolbox)
подложку OpenStreetMap тоже в виде локального набора тайлов, полученного с NextGIS Data;
установочный APK NextGIS Mobile и все данные на локальном сервере (ноутбуке), к которому можно подключиться по Wi-Fi.

Локальные тайлы – ключевая вещь для работы без связи. В отличие от онлайн-подложки, они лежат в памяти устройства. Вы можете нагенерировать тайлы сами в MBTiles и PMTiles или заказать готовые.

Первый вечер в заповеднике: установка и первые слои

Участники прослушали ориентированную специально для орнитологов лекцию про ГИС и в ходе мастер-класса выполнили все подготовительные действия к выходу в поле. Каждый участник по шагам прошёл путь от пустого смартфона до рабочей карты:

Установил NextGIS Mobile
Скачал данные с локального сервера
Загрузил их в приложение
Научился управлять слоями, создавать новые слои и заполнять атрибутивные таблицы

Форма для сбора данных

Вместе с орнитологами поработали в редакторе форм в Веб ГИС: изучили элементы для сбора разных типов данных и настроили саму форму к предстоящему выходу в полевые условия. Благодаря различным контролам ввода данных можно создать форму, заточенную под конкретный профиль задач, в нашем случае – это регистрация встреч птиц. Форма включала три поля:

выпадающий список видов птиц;
текстовое поле;
поле даты.

Форму скачали файлом, раздали всем и подключили в NextGIS Mobile. Благодаря этому сбор данных стал более понятным для участников. Подробнее о редакторе форм

Мы также показали, как включить запись треков и сохранить их в локальное хранилище устройства.

На воде: наблюдения и запись данных

14 и 15 октября участники выезжали на лодках для наблюдение за птицами. Участники включали запись трека, а наблюдения фиксировали точками с заполнением формы. Маршрут и собранные данные можно посмотреть на веб-карте.

Данные, которые собирал каждый участник через своё мобильное устройство, попадали в единую базу – локально развёрнутую на ноутбуке Веб ГИС.

QGIS: от точек наблюдений к карте распределения видов

После полевых работ собранные данные нужно было обработать и оформить в карту. Вернувшись в лагерь, мы занялись этим в NextGIS QGIS. В связке с данными полевых наблюдений использовали:

выгрузки из NextGIS Data: ландшафты и рельеф;
точки наблюдений за птицами из GBIF, загруженные через инструмент NextGIS Toolbox.

На практическом задании участники продолжили оформлять карты и отработали главное для условий без связи: как доставить данные из мобильного приложения в QGIS, когда интернета нет.

Веб-карта с результатами

Как организовать такую работу самостоятельно

Рабочая схема в целом универсальная. Её можно использовать не только для птиц, но и для любых полевых исследований, в том числе в местах без связи, от учёта растительности до обследования объектов инфраструктуры.

До выезда

Разверните свою Веб ГИС в облаке (если до выезда есть стабильный интернет) или на сервере (полевом ноутбуке).
Подготовьте необходимые данные: границы участка, нужные векторные и растровые данные, тайлсеты подложек.
Создайте форму сбора данных: чем проще и понятнее поля, тем легче работа в поле. Нам хватило трёх полей: список видов, текст и дата.
Установите NextGIS Mobile на устройства участников сбора и подключитесь к Веб ГИС.

Подготовку формы сбора и установку NextGIS Mobile лучше произвести до выезда, пока есть стабильный интернет. Если условия не позволяют это сделать, подготовьте полевой ноутбук с локально развёрнутой NextGIS Web, данными и APK-установщиком NextGIS Mobile.

В поле

Включайте запись трека на каждом выходе: он отметит маршрут и пригодится при анализе.
Фиксируйте наблюдения точками с заполнением формы.

После

Синхронизируйте данные из NextGIS Mobile с Веб ГИС: так наблюдения окажутся в общем хранилище, а не только на устройствах участников. Если работаете с облачной ГИС при стабильном интернете, данные синхронизируются автоматически.
Заберите данные из Веб ГИС в NextGIS QGIS в два клика с помощью модуля NextGIS Connect, стилистически оформите данные, проведите анализ.
Выгрузите обработанные данные обратно в Веб ГИС.

Итог

Помимо ГИС, в программе мероприятия были лекции орнитологов заповедника, занятия по применению искусственного интеллекта в орнитологии, биоакустике и ГИС-анализу экосистемных услуг. А ежедневные выезды по водным маршрутам превратились в полноценные учёты. По данным заповедника, за смену зарегистрировали 7621 особь 70 видов, восемь из которых занесены в Красную книгу России. Самыми многочисленными оказались большой баклан (более 1500 особей), лебедь-шипун (1260) и лысуха (750). Новости Астраханского заповедника

Неделя в заповеднике подтвердила, что для полевой работы в местах без связи нужно прежде всего правильно подготовиться. Если вы планируете экспедицию, учебную практику или мониторинг и хотите организовать сбор данных, напишите нам на sales@nextgis.ru: поможем подготовить карту, форму и данные для работы в поле.

Установить NextGIS Mobile можно в Google Play или скачать установщик в Личном кабинете NextGIS. Веб ГИС для подготовки форм и хранения данных можно создать бесплатно и активировать 30-дневный бесплатный период, который позволит опробовать функционал для работы в команде.

Связаться с нами:
sales@nextgis.ru
+7 (968) 730-52-52