2 Classificatie van tracks

De software bij de radar geeft een automatische classificatie van de ruwe tracks. In tabel 2.1 geven we een overzicht van het aantal ruwe tracks per categorie na automatische classificatie. Het betreft de ruwe tracks van January 2021 tot en met November 2023.

Tabel 2.1: Aantal beschikbare tracks opgedeeld volgens de automatische classificatie. Aandeel: verhouding op totaal

klasse	aantal	aandeel
SMALL_BIRD	143607011	26.0%
INSECTS	135516955	24.5%
MEDIUM_BIRD	80308285	14.5%
LARGE_BIRD	65911588	11.9%
VEHICLE	41458617	7.5%
UNKNOWN	34912334	6.3%
SLOW_TARGET	26231854	4.7%
FLOCK	14126072	2.6%
AIRCRAFT	5774040	1.0%
FAST_TARGET	4816261	0.9%

Een kleine fractie van de ruwe tracks hebben we in het veld gecontroleerd (tab. 2.2). In tabel 2.3 geven we een overzicht van de waarnemingen. Tenslotte geeft tabel 2.5 per automatische categorie het aantal manueel gecontroleerde tracks dat effectief vogels zijn.

Tabel 2.2: Aantal in het veld manueel gecontroleerde tracks. Aandeel: aandeel manueel controleerde tracks t.o.v. alle tracks per categorie.

klasse	automatisch	manueel	aandeel
SMALL_BIRD	143602675	4336	0.00302%
MEDIUM_BIRD	80304702	3583	0.00446%
FLOCK	14123122	2950	0.02088%
LARGE_BIRD	65910013	1575	0.00239%
INSECTS	135515637	1318	0.00097%
VEHICLE	41458582	35	0.00008%
UNKNOWN	34912316	18	0.00005%
SLOW_TARGET	26231839	15	0.00006%
FAST_TARGET	4816250	11	0.00023%
AIRCRAFT	5774030	10	0.00017%

Tabel 2.3: Tabel 2.4: Aantal beschikbare tracks opgedeeld volgens identificatie in het veld. Aandeel: aandeel t.o.v. het totaal.

vogel	soort	aantal	aandeel
ja	zilvermeeuw	1996	14.41%
ja	kokmeeuw	1370	9.89%
ja	houtduif	1231	8.89%
nee	geen vogel	895	6.46%
nee	schip	668	4.82%
ja	buizerd	584	4.22%
ja	gierzwaluw	583	4.21%
ja	kauw	493	3.56%
ja	grauwe gans	491	3.54%
nee	regen	404	2.92%
nee	kraan	349	2.52%
ja	boerenzwaluw	345	2.49%
ja	kleine mantelmeeuw	323	2.33%
ja	kievit	301	2.17%
ja	kolgans	281	2.03%
ja	zwaluw	274	1.98%
nee	vleermuis spec	273	1.97%
ja	lijster	252	1.82%
ja	eend spec	199	1.44%
ja	zangvogel	190	1.37%
ja	vink	173	1.25%
ja	koperwiek	163	1.18%
ja	veldleeuwerik	159	1.15%
ja	wilde eend	150	1.08%
ja	gans spec	147	1.06%
ja	spreeuw	143	1.03%
ja	grote meeuw	115	0.83%
ja	aalscholver	109	0.79%
ja	zwartkopmeeuw	100	0.72%
ja	zanglijster	83	0.60%
ja	holenduif	71	0.51%
ja	vogel spec	64	0.46%
ja	ooievaar	57	0.41%
ja	zwarte kraai	51	0.37%
nee	windturbine	50	0.36%
ja	slechtvalk	47	0.34%
nee	gewone dwergvleermuis	46	0.33%
ja	kleine vogel	44	0.32%
ja	bruine kiekendief	43	0.31%
ja	smient	41	0.30%
ja	watersnip	37	0.27%
ja	blauwe reiger	32	0.23%
ja	canada gans	27	0.19%
ja	huiszwaluw	26	0.19%
ja	havik	23	0.17%
ja	duif spec	22	0.16%
ja	nijlgans	20	0.14%
ja	sperwer	20	0.14%
nee	voertuig	19	0.14%
ja	lepelaar	19	0.14%
nee	gebouw	18	0.13%
ja	graspieper	18	0.13%
ja	kleine meeuw	16	0.12%
ja	kramsvogel	16	0.12%
ja	torenvalk	16	0.12%
ja	stormmeeuw	15	0.11%
ja	oeverzwaluw	14	0.10%
ja	wulp	14	0.10%
ja	grote zilverreiger	12	0.09%
ja	boomvalk	10	0.07%
ja	wespendief	9	0.06%
ja	wintertaling	8	0.06%
ja	meerkoet	6	0.04%
ja	scholekster	6	0.04%
ja	boomleeuwerik	5	0.04%
ja	grote lijster	5	0.04%
nee	balonnetje	4	0.03%
ja	goudplevier	4	0.03%
ja	keep	4	0.03%
ja	krakeend	4	0.03%
ja	reiger spec	4	0.03%
ja	rietgors	4	0.03%
ja	rode wouw	4	0.03%
ja	slobeend	4	0.03%
nee	openstaande brug	3	0.02%
nee	rosse vleermuis	3	0.02%
ja	brandgans	3	0.02%
ja	witte kwikstaart	3	0.02%
ja	bergeend	2	0.01%
ja	grutto	2	0.01%
ja	middelgrote vogel	2	0.01%
ja	uil spec	2	0.01%
ja	visarend	2	0.01%
ja	grote zaagbek	1	0.01%
ja	houtsnip	1	0.01%
ja	knobbelzwaan	1	0.01%
ja	putter	1	0.01%
ja	raaf	1	0.01%
ja	visdief	1	0.01%

Tabel 2.5: Manuele controle van automatische classificatie. Aandeel: aandeel tracks dat een vogel is per categorie.

klasse	vogel	geen vogel	aandeel
SMALL_BIRD	4090	246	94.3%
MEDIUM_BIRD	3168	415	88.4%
FLOCK	2450	500	83.1%
INSECTS	942	376	71.5%
LARGE_BIRD	456	1119	29.0%
VEHICLE	5	30	14.3%
FAST_TARGET	4	7	36.4%
SLOW_TARGET	4	11	26.7%
UNKNOWN	0	18	0.0%
AIRCRAFT	0	10	0.0%
totaal	11119	2732	80.3%

2.1 Relevante tracks

Relevante tracks zijn tracks met een hoge waarschijnlijkheid om een vogel te zijn. We stellen dat de tracks voldoende lang in duur moeten zijn. Ten eerste omdat we dan zicht krijgen op een mogelijke verplaatsing. Ten tweede omdat we voldoende lange tracks nodig hebben wanneer we naar verschillen in gedrag willen kijken. Hoewel de tracks een positie per seconde hebben, zullen de meeste punten relatief kleine verschillen hebben. Voor verdere analyse moeten we de tracks mogelijk reduceren tot een punt per 5 of 10 seconden. Door de korte tijd tussen twee punten is er een sterke temporele autocorrelatie.

We gebruiken als ondergrens 60 seconden voor de duur van de track. Indien we de tracks per seconde kunnen gebruiken zijn dit minstens 60 punten. Dat komt overeen met minstens 12 (1 punt per 5 seconden) of 6 punten (1 punt per 10 seconden). We kijken in eerste instantie enkel naar de tracks die door de automatische classificatie als een vogel aangegeven zijn. We stellen vast dat bij de kortere tracks het vaker om een verkeerde indeling gaat (tabel 2.6). 95% van de tracks zijn hoogstens 3,5 minuten lang (fig. 2.1).

Tabel 2.6: Ruwe indeling in duur per klasse.

klasse	manueel	< 30 sec	30-60 sec	>60 sec
FLOCK	enkel automatisch	76.6%	17.4%	6.0%
FLOCK	geen vogel	48.8%	29.0%	22.2%
FLOCK	vogel	47.8%	28.2%	24.0%
MEDIUM_BIRD	enkel automatisch	75.5%	16.3%	8.1%
MEDIUM_BIRD	geen vogel	72.8%	18.6%	8.7%
MEDIUM_BIRD	vogel	25.0%	25.3%	49.7%
SMALL_BIRD	enkel automatisch	71.5%	18.7%	9.9%
SMALL_BIRD	geen vogel	58.5%	24.8%	16.7%
SMALL_BIRD	vogel	24.5%	26.6%	48.9%

Figuur 2.1: Histogram van de duur per tracks voor alle tracks die minstens 60 seconden lang zijn. De verticale stippellijn geeft 95% van de tracks aan.

Behalve de lengte van de track kunnen we tevens kijken naar de luchtsnelheid van de track. Vogels hebben een minimale snelheid nodig om in de lucht te blijven. Anderzijds hebben ze een topsnelheid waar ze niet boven kunnen. Momenteel weerhouden we enkel tracks met een luchtsnelheid tussen 5 en 30 m/s (18 en 108 km/u). Het aantal tracks sneller dan 30 m/s is verwaarloosbaar klein (fig. 2.2). Ongeveer 1% van de tracks is trager dan 5 m/s. Slechts zes van de manueel gecontroleerde tracks zijn vogels waarbij de snelheid trager dan 5 m/s was.

Figuur 2.2: Histogram van de luchtsnelheid (in m/s) volgens de radar voor tracks van minstens 1 minuut.

In tabel 2.7 geven we per soort aan welke fractie van ruwe tracks aan deze criteria voldoet. De categorie MEDIUM BIRD omvat alle ruwe tracks met automatische categorie MEDIUM BIRD die niet manueel gecontroleerd werden. Alle andere rijen in de tabel zijn manueel gecontroleerde tracks.

Tabel 2.7: Tabel 2.8: Aantal ruwe tracks die voldoen aan de minimale criteria. Verhouding geeft het aandeel tracks van minstens 60 seconds met luchtsnelheid tussen 5 en 30 m/s.

soort	totaal	import	verhouding
MEDIUM_BIRD	80304702	5934204	7.4%
zilvermeeuw	1996	941	47.1%
kokmeeuw	1370	491	35.8%
houtduif	1231	294	23.9%
geen vogel	895	61	6.8%
schip	668	161	24.1%
buizerd	584	293	50.2%
gierzwaluw	583	160	27.4%
kauw	493	88	17.8%
grauwe gans	491	96	19.6%
regen	404	0	0.0%
kraan	349	40	11.5%
boerenzwaluw	345	28	8.1%
kleine mantelmeeuw	323	166	51.4%
kievit	301	83	27.6%
kolgans	281	79	28.1%
zwaluw	274	35	12.8%
vleermuis spec	273	104	38.1%
lijster	252	122	48.4%
eend spec	199	101	50.8%
zangvogel	190	89	46.8%
vink	173	48	27.7%
koperwiek	163	72	44.2%
veldleeuwerik	159	42	26.4%
wilde eend	150	50	33.3%
gans spec	147	60	40.8%
spreeuw	143	30	21.0%
grote meeuw	115	65	56.5%
aalscholver	109	38	34.9%
zwartkopmeeuw	100	31	31.0%
zanglijster	83	42	50.6%
holenduif	71	18	25.4%
vogel spec	64	27	42.2%
ooievaar	57	13	22.8%
zwarte kraai	51	12	23.5%
windturbine	50	6	12.0%
slechtvalk	47	20	42.6%
gewone dwergvleermuis	46	3	6.5%
kleine vogel	44	17	38.6%
bruine kiekendief	43	14	32.6%
smient	41	14	34.1%
watersnip	37	2	5.4%
blauwe reiger	32	10	31.2%
canada gans	27	6	22.2%
huiszwaluw	26	7	26.9%
havik	23	11	47.8%
duif spec	22	7	31.8%
nijlgans	20	8	40.0%
sperwer	20	12	60.0%
lepelaar	19	5	26.3%
voertuig	19	6	31.6%
gebouw	18	3	16.7%
graspieper	18	6	33.3%
kleine meeuw	16	13	81.2%
kramsvogel	16	8	50.0%
torenvalk	16	4	25.0%
stormmeeuw	15	9	60.0%
oeverzwaluw	14	2	14.3%
wulp	14	4	28.6%
grote zilverreiger	12	5	41.7%
boomvalk	10	9	90.0%
wespendief	9	6	66.7%
wintertaling	8	2	25.0%
meerkoet	6	4	66.7%
scholekster	6	2	33.3%
boomleeuwerik	5	3	60.0%
grote lijster	5	2	40.0%
balonnetje	4	3	75.0%
goudplevier	4	2	50.0%
keep	4	0	0.0%
krakeend	4	0	0.0%
reiger spec	4	2	50.0%
rietgors	4	0	0.0%
rode wouw	4	0	0.0%
slobeend	4	1	25.0%
brandgans	3	0	0.0%
openstaande brug	3	2	66.7%
rosse vleermuis	3	0	0.0%
witte kwikstaart	3	2	66.7%
bergeend	2	1	50.0%
grutto	2	0	0.0%
middelgrote vogel	2	1	50.0%
uil spec	2	1	50.0%
visarend	2	2	100.0%
grote zaagbek	1	0	0.0%
houtsnip	1	1	100.0%
knobbelzwaan	1	1	100.0%
putter	1	0	0.0%
raaf	1	0	0.0%
visdief	1	1	100.0%

2.2 Gestandaardiseerde tracks

De tracks bevatten ongeveer elke seconde een punt. We zetten de tracks om naar tracks met vaste tijdsintervallen. We gebruik hiervoor een lineaire interpolatie op basis van de waargenomen posities. Wanneer de originele track posities bevat met minder dan 0.9 seconde tussentijd¹, dan verwijderen we beide posities. Wanneer de snelheid over de grond groter is dan 30 meter per second is, de wijziging in richting groter dan 157.5°, of de tijd tussen twee punten groter dan 5 seconden, splitsen we de tracks tussen deze twee punten. We weerhouden enkel de delen die minstens 60 seconden duren.

Figuur 2.3: Aantal ruwe tracks opgedeeld per aantal bruikbare tracks met vaste intervallen dat de ruwe track oplevert.

35.2% van de ruwe tracks blijken minstens een bruikbare track met vaste intervallen op te leveren (fig. 2.3). Gemiddeld resulteert een bruikbare ruwe track in 1.11 tracks met vaste tijdsintervallen.

2.3 Kans op bruikbare gestandaardiseerde tracks in functie van generieke kenmerken

Het standaardiseren van een individuele track gebeurt op zicht relatief snel. Het grote aantal tracks zorgt ervoor dat de volledige omzetting veel tijd vraagt. Om tijd en kosten uit te sparen, kunnen we overwegen om te starten met de ruwe tracks met voldoende potentie.

We beschouwen in eerste instantie enkel de relevante tracks. Deze voldoen aan volgende voorwaarden:

• Ofwel manuele identificatie als vogel, ofwel automatische classificatie als MEDIUM_BIRD.
• Minimale duur van 1 minuut.
• Gemiddelde snelheid tussen 5 en 30 meter per seconde.

Vervolgens kijken we of we minstens één track met gelijke tijdsintervallen overhouden. In dat geval beschouwen de ruwe track als bruikbaar. Wegens het grote aantal relevante tracks loont het de moeite om na te gaan welke eenvoudig te berekenen kenmerken een invloed hebben om de kans om een bruikbare track op te leveren. We beschouwen volgende kenmerken:

1. Verhouding tussen de oppervlakte van de convex schil (convex hull) en de lengte van de track. Hoe kleiner de verhouding, hoe kleiner het gebied dat de track bestrijkt in verhouding tot de lengte van de track.
2. Hoogteverschil tussen het hoogte en laagste punt van de track.
3. Midden hoogte: het gemiddelde van de kleinste en grootste hoogte van de track.

Uit de dataverkenning kunnen we al een eerste inschatting maken van de effecten.

• Bij een lage verhouding van de oppervlakte van de convexe schil en de lengte van de track is de kans klein op bruikbare tracks (fig. 2.4 en 2.5).
• Naarmate het hoogteverschil binnen de track groter is, stijgt de kans op een bruikbare track (fig. 2.6).
• De midden hoogte vertoont een maximum rond de 300 tot 500 m (fig. 2.7). Boven 1000 m is het effect onstabiel, deels door het beperkt aantal tracks.
• Op basis van de combinatie van de verhouding en het hoogteverschil krijgen we de indruk dat beide een ondergrens vertonen (fig. 2.8).
• De combinatie van verhouding en midden hoogte lijkt een optimale gebied te suggereren bij hoge verhouding en midden hoogte onder de 750 m (fig. 2.9).
• De combinatie van verhouding en midden hoogte lijkt een optimale gebied te suggereren bij een midden hoogte onder 750 m en een hoogteverschil boven 100 m (fig. 2.9).

We voeren deze analyse uit op alle relevante tracks die we gestandaardiseerd hebben. In eerste instantie hebben we een aselecte set van relevante tracks gestandaardiseerd die de beschikbare variabiliteit van de drie kenmerken volledig dekt. Deze set liet toe om een eerste analyse uit te voeren. In tweede instantie hebben we ons beperkt tot de relevante tracks met een verhouding groter dan 1 en een hoogteverschil van groter dan 10 m. Omdat we relatief weinig tracks op lage hoogte hebben, zijn we in eerste instantie met deze tracks gestart. De grootte van de punten in de figuren is relatief ten opzicht van het aantal gestandaardiseerde tracks met die kenmerken. De zone met grotere punten geeft inzage in het verloop van de standaardisatie. Momenteel hebben we van de 5938434 relevante tracks 22.5% gestandaardiseerd. Dit leverde 171791 bruikbare gestandaardiseerde tracks op.

Figuur 2.4: Aandeel bruikbare tracks i.f.v. de verhouding van de oppervlakte van de convex hull en de lengte van de track.

Figuur 2.5: Aandeel bruikbare tracks i.f.v. de de oppervlakte van de convex hull en de lengte van de track.

Figuur 2.6: Aandeel bruikbare tracks i.f.v. het hoogteverschil van de track.

Figuur 2.7: Aandeel bruikbare tracks i.f.v. de hoogte in het midden van het laagste en het hoogste punt van de track.

Figuur 2.8: Aandeel bruikbare tracks i.f.v. de verhouding van de oppervlakte van de convex hull en de lengte van de track en het hoogteverschil van de track.

Figuur 2.9: Aandeel bruikbare tracks i.f.v. de verhouding van de oppervlakte van de convex hull en de lengte van de track en de middenhoogte van een track.

Figuur 2.10: Aandeel bruikbare tracks i.f.v. het hoogteverschil van de track en de middenhoogte van de track.

In fig. 2.11 geven we de voorspelde kans op een bruikbare track weer in functie van de verhouding tussen de oppervlakte van de convexe schil en de lengte van de track, het hoogteverschil en de midden hoogte van de track. We hebben de hoogste kans op een bruikbare track wanneer de verhouding tussen 25 en 1000 is, het hoogteverschil minstens 10 m is en de midden hoogte onder de 800 m blijft.

Figuur 2.11: Voorspeld aandeel bruikbare tracks i.f.v. de verhouding van de oppervlakte van de convex hull en de lengte van de track, het hoogteverschil van de track. Opgesplitst volgens de middenhoogte van de track.

---

1. in de praktijk vaak minder dan 0.1 seconde↩︎

 

Onkelinx, T. & Carmen, R. (2024). 10.21436/inbor.114415092