Geodatenlogger zur Erforschung der Zugrouten von Singvögeln

Transkript

1 Geodatenlogger zur Erforschung der Zugrouten von Singvögeln Bundesamt für Umwelt BAFU

2 Inhalt des Vortrags Hilfsmittel zur Ortung von Vögeln, eine Übersicht: - Radio-Telemetriesender - GPS Datenlogger - Geodatenlogger Fragen

3 Radio-Telemetriesender

4 Einsatzgebiete von Radio-Telemetriesendern Ständige Verfolgung freilebender Tiere - kleinräumige Beobachtung - im Wald, auf See, nachts - Datenerhebung unabhängig von der Sichtbarkeit Forschungslücken schliessen - Raumnutzung, Überlebensraten, Ein-/Auswanderung - Wie breiten sich Jungvögel aus? - Wo siedeln sich Jungvögel später als Brutvögel an? Telemetrie ist das Werkzeug für unverzerrte Beobachtungsdaten!

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6 Problem: Radio-Telemetrie bei Kleinvögeln? 'Nutzlast' < 1 g Reichweite > 5 km Lebensdauer > 1 Jahr Preisgünstig

7 Realisierung eines Radio-Telemetriesenders HF-Teil mit kleinsten SMD-Komponenten, gesteuert von einem Microcontroller. Beliebige Sendezyklen / Pausen. Microcontroller HF- Oszillator HF- Endstufe mm Power- Management

8 Eigenschaften der Radio-Telemetrie Nachteile: Sehr aufwendig, Handarbeit Vorteile: Gleichzeitige Beobachtung möglich

9 GPS-Datenlogger

10 Realisierung eines GPS-Datenloggers GPS-Chipsatz und geeignete Antenne, Microcontroller und Speicher. Anzahl Akquisitionen abhängig von der Speisung. GPS-Antenne GPS- Chipsatz Microcontroller Speicher Power-Management

11 Eigenschaften von GPS-Loggern Nachteile: Hohes Gewicht, Speisung GPS-Modul, nur für grössere Vögel Vorteile: Sehr genaue Positionsbestimmung

12 Entwicklung eines Geodatenloggers zur Erforschung der Zugrouten von Singvögeln. Bundesamt für Umwelt BAFU

13 Was ist der Nutzen eines Geodatenloggers? Jahreszyklus einer Rauchschwalbe Forschungslücken schliessen: Zugrouten Aufenthaltsgebiete Von Vögeln übertragene Krankheiten: Vogelgrippe West Nil Virus Brutzeit Zugzeit Aufenthalt im Überwinterungsgebiet Naturschutz: Gefährdungsursachen Schutzmassnahmen

14 Bestimmung der geografischen Position Bestimmung der geografischen Position eines Objektes anhand des Winkels zur Sonne oder zu Fixsternen ( geografische Breite) und der Uhrzeit ( geografische Länge). persisches Astrolabium (griech. Stern-Nehmer ), 18.Jh., Photo Andrew Dunn

15 Wie funktioniert unser Geodatenlogger? Aufzeichnung des Blaulichtverlaufs aus dem Sonnenlicht: Sonnenaufgang Sonnenuntergang Tageslänge und Nachtlänge geografische Breite Tagesmittelpunkt und Nachtmittelpunkt geografische Länge

16 Messungen Lichtverlauf Blau Lichtintensität A/D-Wandler Grün Gelb IR Rot zivile Dämmerung zivile Dämmerung Sonnenaufgang Sonnenuntergang

17 Algorithmen Kombination von zwei astronomischen Modellen: a) Zusammenhang zwischen Sonnenstandswinkel und Lichtintensität. b) Zusammenhang zwischen Sonnenstandswinkel, Uhrzeit und geografischer Position. Bestimmung der geografischen Position durch Kurvenanpassung der Modellkurven an die gemessenen Lichtverläufe.

18 Realisierung Geodatenlogger Batterie RGB-Sensor Echtzeit-Uhr Microcontroller Flash-Speicher

19 Technische Daten Gewicht - Elektronik und Print: 270 mg - Batterie (kleinste Lithium-Knopfzelle, CR1025): 570 mg - Vergussmasse und Silikonschlauch: 220 mg Spektrum: blau (460nm), grün (542nm), rot (645nm) und klar Lebensdauer: 1 Jahr, alle 2 Minuten ein Messwert, Batterie CR1025 Abmessungen: 23mm * 10mm * 5 mm Betriebstemperatur: -20 C bis +70 C Messwertauflösung: 10 Bit

20 PC-Interface und PC-Software Konfigurations-SW Auswertungs-SW USB

21 Eigenschaften von Geodatenloggern Nachteile: Nur grobe Auflösung (ca. 100 km) Vorteile: Sehr geringes Gewicht

22 Fragen?