追蹤和繪制動物遷徙模式對于野生動物和不斷擴大的人類足跡之間的平衡共存至關重要。有了遷徙模式和棲息地的數據，城市規劃者和自然保護者就可以指導開發和建設項目，平衡野生動物種群和人類社區的需求。

俄亥俄州立大學土木、環境和大地測量工程教授 Gil Bohrer 花了數年時間構建分析動物運動數據的工具，包括環境數據自動軌跡注釋 (Env-DATA)，以將遙感數據與動物軌跡聯系起來。他和他的團隊創建了可視化圖像來展示動物的運動。

他說：“大家都很喜歡它。”

2011 年 Env-DATA 推出后，擁有動物數據的研究人員經常找到他，請求他幫助構建分析工具和動畫。因此，當 NASA 生態預測計劃為 Bohrer、開發人員 Justine Missik 和用戶拓展專家 Sarah Davidson 共同努力，使數據分析能夠供追蹤動物活動的用戶社區使用，Bohrer 擁有豐富的經驗。

Bohrer 組織了一個最終用戶聯盟，并推出了漫游空間：黃石公園至育空地區的野生動物遷徙 (Room2Roam：https://ceg.osu.edu/Y2Y_Room2Roam)。該計劃的目標是為該地區建立全面的動物遷徙數據檔案，為野生動物和資源管理的研究和實際應用提供寶貴的資源。利用這些數據，Room2Roam 可以構建工具來改善野生動物管理，評估保護區的有效性，評估野生動物的遷徙和活動，并優先考慮黃石至育空地區 (Y2Y) 野生動物走廊的保護策略。

野生動物走廊是一條通道或連接的天然保護區，使動物能夠在適宜的棲息地之間移動，而人類的發展可能會將這些棲息地分割開來。野生動物走廊為動物提供了安全的遷徙路線，它們可以在覓食地和繁殖地之間遷徙時找到食物和庇護所。

Y2Y 野生動物走廊是世界上最大的野生動物走廊之一，從美國西部的大黃石生態系統延伸至加拿大育空地區的北極圈，綿延 2100 多英里。根據黃石至育空地區保護計劃，該地區橫跨美國五個州、加拿大兩個省、兩個加拿大領地以及至少 75 個原住民領地。這片廣闊的土地上有山地、森林和草原生態系統，為灰熊、馴鹿、狼和金雕等眾多鳥類提供棲息地。

Room2Roam 動物追蹤數據存儲在 Movebank 上，這是一個用于托管和訪問從附著在動物身上的傳感器收集的動物運動數據的全球平臺。Movebank 網站由 Max Planck 動物行為研究所、北卡羅來納自然科學博物館和康斯坦茨大學于 2008 年推出，目前包含全球超過 60 億個地點。超過 4,300 名參與者貢獻數據。

從歷史上看，資助的項目主要關注研究論文等學術成果。另一方面，Room2Room 則優先考慮從業者的需求，Davidson 表示，他同時也是 Movebank 的數據管理員和 Room2Roam 的協調員。

這種新方法使得 Room2Roam 直接涉及最終用戶。在他們的第一次用戶會議上，Bohrer 和 Room2Roam 項目領導人會見了來自野生動物走廊工作的機構和保護組織的近 40 名代表，以收集為該地區開發工具的反饋。最重要的請求之一?可視化

“每個人都希望他們的數據能夠變成動畫，”Bohrer 說。構建工具

Bohrer 一直在使用 MATLAB 為他的工作創造可視化效果。他與 MathWorks 接洽，希望為 Room2Roam 項目提供資金并進行合作，因為他知道 MATLAB 能夠應對這一挑戰。“我們需要 MATLAB 的計算能力來處理大量的動物運動和遙感數據，”他說。

兩年后，Room2Roam 推出 ECODATA-Animate(https://ecodata-animate.readthedocs.io/en/latest/)。該應用程序采用 MATLAB 構建，可幫助研究人員創建疊加在地理地圖和動態環境觀察上的動物運動定制動畫。該應用程序無需 MATLAB 許可證即可離線運行，研究人員可以在他們的筆記本電腦上運行它，包括在沒有互聯網訪問的遠程位置。

Bohrer、Missik 和 Davidson 使用 MATLAB App Designer 和 Mapping Toolbox 設計了 ECODATA-Animate。為了可視化野生動物場景，該應用程序使用四種主要數據類型：地理、動物運動、環境和位置細節，如道路和名稱。它還可以包括用戶提供的 GIS 格式的地圖，例如計劃的未來開發的地圖。MATLAB 將這些多個數據層組合成一個集成地圖。“這是一個很大的優勢，”Bohrer 說。“大多數其他工具都不會這樣做，因為這并不簡單。MATLAB 可以讓你非常輕松地處理它。”

研究人員和野生動物管理人員渴望利用他們的數據做更多的事情而不是創建靜態地圖，但對于沒有強大編碼背景的研究人員來說，基于數據創建視頻或動畫通常很困難。但借助 ECODATA-Animate 圖形用戶界面，研究人員可以在幾分鐘或幾小時內輕松創建生動的動物動作動畫。Room2Roam 終端用戶研討會的研究人員對他們能夠如此快速地將數據轉化為易于理解的動畫感到驚訝。

“第一天結束時，一位參與者找到組織者說，‘我剛剛拍攝了這部我研究了 20 年的樹林的電影，’”Bohrer 說。

數據變得生動

ECODATA-Animate 使動物研究人員、公園管理部門、野生動物管理人員、土地管理人員和其他監測動物活動和棲息地的利益相關者受益。交通、衛生和農業等政府機構對追蹤動物活動也有既得利益。

在西北地區，研究人員使用多物種動畫來說明不同野生動物對道路的反應。馴鹿會避開，這可能會導致種群分裂，而野牛則會沿著路線行走，這會增加車輛相撞的風險。

“道路對這兩個物種都有影響，但是影響方式完全不同，”Bohrer 說。

動畫可以幫助這些不同的利益相關者更好地理解和傳達不同物種的行為模式和可持續性要求。

Davidson 說：“觀看一分鐘的電影可以決定人們是否理解修建野生動物天橋的必要性。”

用戶友好的 ECODATA-Animate 界面用于上傳和制作動物跟蹤數據動畫。上傳的跟蹤數據將自動填充字段的內容，并且可以更新它們以優化動畫中包含的內容。(圖片所有權：俄亥俄州立大學)

Bohrer 教授在 GitHub 和 MATLAB File Exchange 上分享了 ECODATA-Animate 應用程序和代碼。

Roam2Roam 團隊開發出該工具后，NASA 資助的另一個目標就是將這些工具提供給世界各地處理動物數據的團體和研究人員。盡管仍處于早期階段，但自從 Bohrer 在 GitHub 和 MATLAB File Exchange 上分享該應用程序及其背后的代碼以來，ECODATA-Animate 的影響力正在迅速擴大(點擊閱讀原文，獲取該代碼)。

“我們正在采用開放科學的方式來開發和共享這些工具，”Davidson 解釋道。“這讓我們能夠加速應用和科學用途的信息交換。”

由于濃厚的興趣，Room2Roam 團隊成員為想要了解更多有關使用這些工具的研究人員和從業人員社區進行了 30 多場演講和研討會。其中包括阿岡昆至阿迪朗達克 (A2A) 合作項目，與Y2Y類似的團體。A2A 保護著一條橫跨美國東部和加拿大的 40,000 多平方英里的野生動物走廊。

Bohrer 看到了 ECODATA-Animate 的其他應用。他希望增加對其他類型觀察數據的支持，例如康奈爾鳥類學實驗室運營的眾包鳥類觀測數據庫 eBird。他還希望為基于位置的數據類型(例如相機陷阱)創建分屏動畫，讓用戶可以單擊相機陷阱中的某個數據點，在一個屏幕上查看相機突發的視頻，在另一個屏幕上查看所有相機位置的數據地圖。他計劃使用 MATLAB 工具(例如 Wavelet Toolbox)來擴展應用于動物運動數據的分析類型。

詳細的全球視野Bohrer 曾經聽過美國宇航局的某個人解釋說，你無法觀察到任何地方的任何東西，但你也無法觀察到任何地方的一切。換句話說，大多數研究人員將觀察范圍限制在微小區域，而一些更大規模的研究，例如衛星，則以更廣泛但更粗略的方式觀察整個地球。將這兩個量表結合起來可以揭示出我們對世界的新見解。

“我們需要以某種方式將所有這些點觀察結合成一幅整體圖景，”Bohrer 說。“如果沒有開放數據共享，這一切都不會發生。”更多地共享動物行為數據的一個動機是，標記和追蹤動物需要付出巨大的努力——例如從直升機上跳下來給馴鹿戴項圈。來之不易的數據常常被存放在研究人員的筆記本電腦或一些鎖定的存儲庫中。

為了解決這個問題，Bohrer、Missik 和 Davidson 確保 ECODATA 工具是免費和開源的，但使用它們不需要向任何人透露敏感的運動數據。通過使用通用數據和工具降低數據處理、綜合和共享的障礙，ECODATA-Animate 有助于開啟由數據驅動的洞察全球范圍內動物運動和環境變化的時代。這些見解可以發表出來。

Bohrer 說：“如果 50 年后開放檔案中不再有數據，那么數據就會消失，我們全面了解世界的機會也會隨之消失。”