Блокнот. Ручка. Смартфон.
Полевой дневник сегодня — это уже не только бумага, но и экран на ладони. Учёные записывают наблюдения в тетрадь, фотографируют, делают заметки в телефоне и снова возвращаются к рукописным строкам. Как сохранить баланс между классикой и цифрой, ничего не потерять и сделать работу в поле удобнее? Рассказываем в этом материале.
Эволюция научной классики сбора данных в эпоху цифровых и геоинформационных технологий
Каждый год сотрудники отдела науки отправляются в экспедиции. Маршруты и мониторинговые площадки, которые мы также называем «пробные площади» или «ключевые участки», находятся и в близкой доступности, например, прямо на берегу Баргузинского залива на Чивыркуйском перешейке на всем известной Мягкой Карге, и в очень отдалённых местах, куда добираться необходимо несколько дней только в одну сторону.
В 2025 году в ходе полевых работ и экспедиций была пройдена не одна сотня километров и выполнено большое количество описаний. Это фиксация основных фенологических параметров для Летописи природы на площадках в районе полевой базы Давша, мониторинг краснокнижных видов растений по маршрутам вдоль рек Большая, Бирикан и на Чивыркуйском перешейке, замена карт памяти и аккумуляторов в фотоловушках и учёт численности краснокнижного черношапочного сурка в верховьях рек Шумилиха, Левая Малая Черемшана, Тартулик, на оз. Ладохинское, анализ антропогенного рекреационного воздействия на территории туристских кемпингов Мягкой Карги, исследование пирогенной восстановительной динамики в районе полевой базы Давша и р. Шумилиха, где произошли крупные пожары в 2015 году.
Главный результат таких полевых исследований – записи полевого дневника, по которым затем выполняется анализ природных изменений, происходящих на подведомственных «Заповедному Подлеморью» территориях.
Классический полевой дневник: сохранить нельзя потерять?
В полевых условиях нет доступа к библиотекам и Интернету, поэтому полевой дневник становится единственным и самым надёжным хранилищем всех данных. Здесь фиксируется всё: факты и измерения – записи о погоде, координаты объектов, описания морфологических особенностей местности, виды и количество животных или растений, могут быть и зарисовки; основные наблюдения – поведение животных, особенности и изменения растительного покрова, количество туристов; комментарии к методике – каким именно способом взяты образцы или проводился учёт, например, птиц. Вносятся и первые гипотезы, догадки об особенностях природных процессов, поведении животных, причинах изменения растительного покрова. Это нужно, чтобы идеи, которые приходят в голову прямо «в поле», там в поле и не остались до следующего года. Наши традиционные полевые бумажные дневники относятся к так называемым классическим полевым инструментам и методам исследования.
Конечно, отправляясь ежегодно в экспедиции для сбора информации, а потом занося эти данные из дневников в электронные таблицы мы сталкиваемся с давно известными проблемами. Например, это потеря бумажных носителей (они могут промокнуть, порваться, потеряться, «уйти» вместе с сотрудником в случае увольнения), субъективность записей, трудоёмкость сбора и последующей оцифровки для электронных баз данных, программного анализа или картографирования, временной лаг между сбором и анализом данных.
Кроме этого, другие цифровые технологии, которые могут применяться для научных исследований, не стоят на месте – координаты с высокой точностью автоматически определяются с помощью GPS-навигаторов, специальных приложений для смартфонов; метеорологические параметры измеряются и передаются компактными автоматическими датчиками (логгерами, термохронами, датчиками измерения температуры и влажности, мини-метеостанциями); многоканальную съёмку местности теперь не обязательно заказывать или искать космоснимки, а можно проводить самостоятельно с помощью квадрокоптеров и установленных на них мультиспектральных камер; хранилище данных может располагаться не просто на личном персональном компьютере, а в так называемом «облаке», что обеспечивает совместный доступ к информации разным специалистам. Современные технологии и методы обработки данных предъявляют и дополнительные требования к проведению научных работ. Это повышение эффективности, точности и скорости работы научного отдела на всех этапах полевых исследований.
Найдется ли место для классического полевого дневника в цифровом мире? Ведь это память исследователя, основа будущего отчёта, научной статьи, Летописи природы. Это мост между миром «в поле» и миром кабинетного, а теперь и компьютерного анализа.
Концепция «Цифрового полевого дневника»
Закономерным развитием и решением этих современных вызовов для науки стала эволюция классического полевого дневника в новых условиях. Произошла трансформация формы при сохранении сути – фиксации первичных данных и наблюдений.
«Цифровой полевой дневник» – это не просто файл, а интегрированная в ГИС система сбора, привязки, управления, первичного анализа и предварительного картографирования пространственно-временных данных.
Что же нам даёт такой цифровой дневник?
- Точное позиционирование до метров и даже сантиметров;
- Использование современных мобильных ГИС-приложений на смартфонах. Сейчас в ФГБУ «Заповедное Подлеморье» научные сотрудники пробуют внедрить одно из геоинформационных приложений QField на базе системы QGIS. Оно даёт дополнительные возможности для использования в работе такого цифрового полевого дневника – двойника классическому. Приложение позволяет на базе ГИС создавать пользовательские формы для сбора данных, куда заносятся требуемые характеристики описываемых объектов, которые называются атрибутами. Это могут быть как универсальные формы для работы всех сотрудников (особенности местоположения), так и формы, созданные для конкретного направления и учётной карточки (например, учёта животных). Ключевая точка, площадка или другой объект определённого тематического слоя (например, учёт животных) отмечается в приложении прямо на смартфоне, к ней автоматически открывается электронная форма цифрового полевого дневника, куда учёный вносит данные из заранее подготовленных меню или через клавиатуру.
- Приложение позволяет работать не только онлайн, автоматически подгружая набор доступных карт, но и в офлайн-режиме с данными и заранее загруженными картами, которые мы называем картографическими подложками. Для каждой полевой точки также можно загружать фото- и видеоданные, и они уже будут автоматически иметь геопривязку независимо от наличия связи.
Все местоположения объектов, данные их характеристик и описаний, собранные таким образом в формах цифрового полевого дневника, затем автоматически переносятся на компьютер в программе QGIS или других. Данные не надо заново набирать, а достаточно отредактировать в электронном виде под требования своего анализа или программного обеспечения. Так как они сформированы в виде векторных файлов и геоинформационной базы данных, то можно делать необходимые выборки данных, быстро визуализировать информацию в виде карт различного содержания. В случае использования облачных хранилищ выполняется автоматическая синхронизация данных между сотрудниками в режиме, близком к реальному времени.
Итак, что же даёт научным сотрудникам новый «цифровой полевой дневник»? Точность, скорость, достоверность, быструю визуализацию, возможность редактирования данных «здесь и сейчас» в случае обнаружения ошибки, применение инструментов цифровых и геоинформационных технологий в полевых условиях, повышение эффективности полевых исследований и, конечно, новые знания, которые позволяют преодолевать «разрыв» между проведением полевых исследований и последующим «кабинетным» камеральным анализом. Цифровизация полевого дневника и ГИС-технологии – это не дань моде, а качественный скачок для развития методологии научных и мониторинговых исследований в работе нашего Учреждения.
ФГБУ «Заповедное Подлеморье» благодарит Президентский Фонд природы за поддержку проекта «Геоинформационная система наземного и дистанционного мониторинга биологического разнообразия, редких видов и их местообитаний в управлении природоохранной деятельностью ФГБУ «Заповедное Подлеморье».
Анастасия Мядзелец, старший научный сотрудник