本文来源于海潮天下（Marine Biodiversity）
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儒艮浮出水面换气时，研究人员能拍到它，却未必能准确量出它有多长：身体稍一弯曲，俯拍照片里的长度就会失真。以往，这样的影像往往难以用于测量。一项最新研究用两架无人机“立体看”儒艮。上图来源：©Yamato, C., Sneath, H. L., & Lanyon, J. M. (2026)
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快讯 | 海潮天下
无人机航拍为野生动物调查提供了新的观测手段，不过在海中，动物在水中游动时，身体姿态会发生变化——它们在水中游动时身体会弯曲、起伏，这时，俯拍照片记录的往往只是身体在画面上的投影，测出的长度可能会偏短。研究人员近日提出一种双无人机测量方法，通过两个角度的影像重建儒艮背线的三维形态，以校正姿态带来的测量误差。
这项研究于2026年10月20日发表在《Ecology and Evolution》2026年第16卷第10期上。研究对象是浅水区自由游动的儒艮。论文作者来自澳大利亚昆士兰大学和日本北海道大学等机构。研究团队将一架无人机安排在动物上方垂直拍摄，另一架从斜向拍摄；再从两组影像中提取儒艮背部中线的位置，重建背线的三维坐标，并依据实时动态定位（RTK）数据校准尺度。对水下身体部分，研究还考虑了光线经过水面时的折射。
▲不同影像质量下儒艮无人机图像的纳入与排除示例：（a）两项评估均未纳入的影像；（b）纳入体长（BL）估算评估、但未纳入采用其他身体端点估算体长的评估；（c）两项评估均纳入的影像。论文出处：©Yamato, C., Sneath, H. L., & Lanyon, J. M. (2026).
研究团队用25头经过直接体长测量的儒艮评估方法效果，并将双机三维测量与传统的单机俯拍法进行比较。结果显示，在身体较弯曲、画面条件较不理想时，单机法的平均绝对误差为11.4厘米，即体长的4.8%；双机法为3.9厘米，即2.0%。在身体较直时，两种方法的误差都较小：双机法为1.3%，单机法为1.5%。这表明，双机方法的主要优势出现在身体弯曲等容易造成俯拍误差的情况下。
▲儒艮无人机影像标注及背部中线长度估算示例。右侧插图中，影像平面及影像坐标经过转换，使背部中线的起点与坐标原点重合。研究提出的方法将背部中线的三维长度估算为体长（BLdual，黄色线）；现有方法则根据垂直俯拍影像估算体长（BLsingle，蓝色线）。论文出处：©Yamato, C., Sneath, H. L., & Lanyon, J. M. (2026).
研究人员还利用188头野生儒艮的影像分析其浮出水面时的身体姿态。在这些野生儒艮中，31.9%的个体弯曲比率低于0.919这一研究阈值；在这一范围内，双机法仍可可靠估算，传统单机法则表现较差。研究因此指出，三维重建有望让部分过去因姿态或画面条件不佳而难以使用的影像进入分析，增加可用于体长研究的数据。
▲估算误差与实际体长的关系及身体弯曲比率。图上方展示了身体弯曲比率已知的个体示例。左侧插图中的竖直虚线表示身体弯曲比率阈值0.919；当比率低于该阈值时，BLsingle的估算误差绝对值超过BLdual估算误差95%置信区间的下限。论文出处：©Yamato, C., Sneath, H. L., & Lanyon, J. M. (2026).
在生物多样性监测中，体长数据可用于了解个体生长阶段、种群年龄结构和身体状况，是野生动物监测中的一类重要的基础信息。儒艮分布区域广，部分种群密度较低、调查中遇见个体不多；在这类调查中，如果大量影像因动物姿态不合适而被排除掉了就很可惜，可用样本会进一步减少。双机方法针对的正是这一测量环节。
不过，作者也指出，这种方法也有着实际限制。两架无人机需要协同拍摄，动物头尾等测量端点必须在两个视角中足够清晰；若是水体浑浊、反光、水面扰动和动物转向，都可能影响背线重建。推广使用仍需结合能见度、飞行条件和设备校准情况评估。
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海潮天下小编·点评
这个研究颇具价值，它把一个常被当作“挑图问题”的环节，转化成了可以建模、检验的姿态问题。无人机测量的误差其实一直是比较让人困扰的；动物弯曲、滚转、端点遮挡，以及水面折射，都可能改变影像与真实身体尺寸之间的关系。这个研究提出的方法，推而广之，可能对鲸、海豚、海豹等物种的测量也有一定的参考意义。（虽然不同物种的体型、浮出水面方式、身体柔韧性和调查环境都不一样，不能把儒艮的校正系数或适用阈值直接照搬过去）。
目前，针对自由游动海洋哺乳动物、专门以多视角三维重建校正姿态所致体长误差的研究仍较少；其他物种已有的无人机摄影测量成果，更多聚焦于体型、体况、体积或体重估算。比如在鲸类上，已有人在利用无人机影像测量座头鲸等大型鲸类的体长、身体宽度和体况，并结合三维模型估算体积或体重；鳍足类方面，也已经有研究用无人机影像、三维重建估算灰海豹等群体的体型；针对豹海豹、加拉帕戈斯海狮和韦德尔海豹，也有利用航空摄影测量身体尺寸或体重的研究。本文提到的这个研究，目前仍属于较新的探索。
【参考资料】
感兴趣的海潮天下（Marine Biodiversity）读者可以参看该研究的全文：
Yamato, C., Sneath, H. L., & Lanyon, J. M. (2026). Estimating Three-Dimensional Posture to Correct Drone-Based Measurements of Free-Swimming Marine Mammals: An Application to Dugongs in Shallow Waters. Ecology and Evolution, 16(10). https://doi.org/10.1002/ece3.74446
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信息源 | Yamato, C., Sneath, H. L., & Lanyon, J. M. (2026).
文 | 王海诗
排版 | 卢晓雨
时间 | 2026年11月
