Identification of the sex, weight, and individuals through 3D modelling of cheetah (Acinonyx jubatus) tracks taking into account their degradation over time, and photogrammetric analysis of cheetah (Acinonyx jubatus) gaits by determining a new trail measuring technique

Abstract

The study of endangered species is crucial to their survival, and this can be done through monitoring that helps targeting conservation needs. Indirect monitoring methods make it possible to study animals that are difficult to observe. Traces of presence, such as footprints, contain a wide range of information about their author that can be used to characterise an individual. On the one hand, the objective of this study is to identify individuals, their sexes and weights based on 3D models of cheetah tracks including the study of these factors over time. On the other hand, the objective is to determine a new measurement technique for cheetah trails. Eight semi-captive Namibian cheetahs were studied. Geometric morphometrics highlighted shape differences through the use of 25 fixed landmarks and 130 surface sliders. The tracks were discriminated by performing a Linear Discriminant Analysis (LDA) with jack-knife prediction using size and conformation information from a Principal Component Analysis (PCA). Regarding footprint position, the best prediction effectively identifies 95.19% of the footprints. Individuals were correctly identified in 82.9% of the prints, sex in 87.9% of the prints and weight in 87.6% of the prints. The analysis of male prints increased the accuracy of weight identification to 100% for the best case studied. The comparison of direct measurements and digital measurements (with a drone and with a camera) of cheetah trails showed that each technique was equivalent and could substitute the other. Differences in male and female gait characteristics from overstep trails were statistically significant.

L'étude d'espèces en voie d'extinction est cruciale pour leur survie et cela passe par le monitoring qui permet de cibler les besoins en termes de conservation. Les méthodes de monitoring indirectes permettent d'étudier des animaux difficilement observables. Les traces de présence, comme les empreintes contiennent une large gamme d'informations à propos de leur auteur qui peuvent être exploitées pour caractériser des individus. D'une part, l'objectif de cette étude est d'identifier les individus, leurs sexes et leurs poids basés sur des modèles 3D de traces de guépards en incluant l'étude de ces facteurs dans le temps. D'autre part, l'objectif est de déterminer une nouvelle technique de mesure pour les démarches de guépards. Huit guépards Namibiens semi-captifs ont été étudiés. La morphométrie géométrique a mis en évidence les différences de conformation des traces grâce à l'utilisation de 25 points de repère fixes et de 130 de pseudo points de repères. Les traces ont été discriminées par la réalisation d'une Analyse Linéaire Discriminante (ALD) avec prédiction jack-knife en utilisant des informations de taille et de conformation issues d'une Analyse en Composantes Principales (ACP). Concernant la position de l'empreinte, la meilleure prédiction identifie efficacement 95.19% des empreintes. L'identification des individus est correcte pour 82.9% des empreintes, celle des sexes pour 87.9% des empreintes et celle du poids pour 87.6% des empreintes. L'analyse des empreintes des mâles a permis d'augmenter la précision de l'identification du poids jusqu'à un taux de 100% pour le meilleur cas étudié. La comparaison des mesures directes et mesures digitales (avec un drone et avec une caméra) des démarches de guépards a démontré que chaque technique était équivalente et pouvait suppléer une autre. Les différences entre démarches (à vitesse similaire) de mâles et de femeles, se sont avérées significatives statistiquement.