Hardware
Rufe hörbar machen
Während vor einigen Jahren noch Kasettenrekorder mit in die Nacht geschleppt wurden und die Stirnlampe einen Glühdraht hatte, kann man mittlerweile sogar Fledermäuse beispielsweise mithilfe des Smartphones hörbar machen.
Um Schall zu analysieren, muss dieser von einem analogen Signal in ein digitales verwandelt werden. Dieses digitale Signal kann dann für die Verarbeitung und Analyse mithilfe von Computerprogrammen genutzt werden.22 Es gibt dabei unterschiedliche Arten von Bat-Detektoren mit unterschiedlichen Funktionen, Vor- und Nachteilen, Grenzen sowie Preiskategorien.1 Sie haben jedoch alle gemeinsam, dass sie die hochfrequenten Ortungs- und Soziallaute der Fledermäuse in für den Menschen wahrnehmbare Signale umwandeln12. Einige Geräte kombinieren mehrere Funktionsweisen miteinander und ermöglichen ebenfalls eine visuelle Zuordnung der Laute.
Gegenüberstellung der Verfahren für die akustische Artbestimmung von Fledermäusen
| Art des Verfahrens | Funktionweise | Vorteile | Nachteile | |
|---|---|---|---|---|
| Mischerverfahren – auch Heterodyn-, Überlagerungs- oder Frequenzwahlverfahren genannt | zur vom Mikrofon erzeugten Spannungsfunktion wird eine konstante Frequenz gemischt & die Rufe werden somit sofort vor Ort mit Kopfhörer oder Lautsprecher hörbar | schnelle Bestimmung möglich, günstige Geräte, (nicht nur) gut für Anfänger*innen durch eine bereichernde Erfahrung in der Natur | man hört nur Fledermäuse, deren Ortungsfrequenz in einem eher schmalen Band um die selbst eingestellte Mischfrequenz liegt = erfasst nicht alle Arten gleichzeitig, Bestimmung benötigt entsprechende akustische Kenntniss vor Ort, denn die exakte Rekonstruktion des Ausgangsignals ist nicht möglich = keine Sonogrammanalyse/spätere Bestimmung am PC machbar | |
| Teilverfahren (frequenzy division, FD) | analoge Frequenz wird geteilt & über Kopfhörer/Lautsprecher ausgegeben = die Fledermausrufe können im gesamten Frequenzbereich den das Mikrofon erfasst in Echtzeit hörbar gemacht werden | eine Rückrechnung auf die Originalfrequenz ist möglich, günstigste der Optionen welche alle Frequenzen der Fledermausrufe überwacht, einfache Sonogrammanalyse am PC möglich | Oberwellen & Feinheiten des Rufes gehen verloren, ungenauer als TE | |
| Zeitdehnverfahren (time expansion, TE) | speichert Ultraschallsignal digital und spielt es sofort (beispielsweise) 10x langsamer & 10x tiefer = für uns hörbar ab | erfasst alle Arten gleichzeitig ohne Frequenz einstellen zu müssen, erhält alle Eigenschaften des Originalsignals, dieses & direkte Aufzeichnung genaueste Methode zur Wiedergabe der Rufe, viele dieser Geräte können ebenfalls Heterodynverfahren & FD | während des Abspielens werden keine neuen Rufe erfasst = Datenverlust, meist teurer als Heterodyn- oder FD-Detektoren | |
| Vollspektrumabtastung – direkte Aufzeichnung (full spectrum sampling, FS) | das vom Ultraschall-Mikrofon gesendete Signal wird direkt geliefert & in Echtzeit auf der Speicherkarte gesichert | vereint die Vorteile von TE (hochauflösende Sonogramme) & FD (kontinuierliche Überwachung in Echtzeit), vollständige Rekonstruktion der Ortungsrufe möglich, dieses & TE genaueste Methode zur Wiedergabe der Rufe, das Signal kann später beispielsweise verlangsamt abgespielt oder anderweitig weiterverarbeitet werden, einige Gerätvarianten zeigen vor Ort Sonogramme | Rufe werden nicht direkt als Audiosignal vor Ort ausgegeben, viel Speicherplatz nötig bei der Datenverarbeitung | |
| Autonome Aufzeichnung | nach Überschreiten einer vorab definierten akustischen Schwelle wird die direkte Aufnahme vom Gerät selbst gestartet | Aufnahmen können über lange Zeiträume (je nach Stromversorgung) z.B. auf Stangen, Masten oder an Bäumen gemacht werden, müssen nicht in der Hand gehalten werden, Richtige Schwelleneinstellung sorgt für weniger Datenmüll (wie z.B. Aufnahmen ohne Rufe), die meisten dieser Geräte speichern ebenfalls Zeit & Datum ab | keine Richtungsinformationen über die erfassten Fledermäuse |
Tabelle 2: Gegenüberstellung der Verfahren für die akustische Artbestimmung von Fledermäusen
Quelle: SKIBA (2014), DIETZ & KIEFER (2014), RUSS (2012) & BRINKMANN et al. (2012)
Technische Möglichkeiten und Vorabüberlegungen
Für die Erfassung und Speicherung der Signale von Fledermausdetektoren stehen viele verschiedene Geräte zur Verfügung. Zum Beispiel ist es möglich, direkt vor Ort von einem Fledermausdetektor auf einen Laptop zu übertragen. Es gibt Plug-in-Varianten, welche die Rufe an ein anderes Gerät spielen, einschließlich Smartphones, bis hin zu welchen mit eigenen integrierten Speicherkarten. Letztere haben den wesentlichen Vorteil, dass nur ein Gerät angeschafft werden muss. Dies macht den Einsatz vor Ort weniger umständlich und verringert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, beispielsweise durch falsche Verknüpfung von Geräten. Mehrere Detektormodelle mit integrierter Aufzeichnung zeigen automatisch Informationen über die Rufe an, sobald sie erkannt werden, wie durch die Darstellung von Live-Sonogrammen auf einem Bildschirm. Ältere Möglichkeiten zur Aufnahme von Rufen sind die Nutzung von (digitalen) Tonbandgeräten, Minidisc-Rekordern und MP3-Rekordern.22
Sogenannte analog arbeitende „Horchkisten“ für die automatische akustische Erfassung werden nicht mehr empfohlen, da bei diesen die Datenaufnahme und -auswertung meist nicht reproduzierbar ist12. Dabei handelte es sich oft um selbstgebaute veraltete Projekte. Der NABU Regionalverband Brandenburg/Havel e. V. verleiht an Interessierte jedoch sogenannte Horchboxen, deren Ergebnisse von Expert*innen ausgewertet werden.
Bei der Wahl eines Fledermausdetektors spielen verschiedene Faktoren eine Rolle. Wie beispielsweise die Qualität der erforderlichen Aufzeichnungen, die Kosten, die Benutzungsfreundlichkeit vor Ort, der Speichertyp und die Speicherkapazität. Diese werden wiederum im wesentlichen vom Verwendungszweck beeinflusst. Ob der Detektor beispielsweise für den Einsatz bei Fledermauswanderungen, zur Identifizierung von Fledermäusen als Hobby oder zur systematischen Aufzeichnung aller angetroffenen Fledermausarten an festen Überwachungsstandorten über einen längeren Zeitraum gedacht ist. Soll er während der Begehung in der Hand gehalten oder an Überwachungsstandorten unbeaufsichtigt gelassen werden? Zudem ist vorab zu prüfen, ob die Abtastrate und die Bitauflösung für den gewählten Zweck hoch genug sind.22
In der Regel benötigt man an Hardware einen Computer, die passenden Kabel und einige entsprechend kompatible Speichermedien. Um an dieser Stelle etwas neutral zu bleiben, werden nicht allzuviele Kaufvorschläge für Detektoren eingefügt. Ein paar Links zum Anstoßen der eigenen Recherche gibt es unter "Quellen & weiterführende Links".
Einfache Detektoren zur Unterstützung von Ausflugszählungen oder der Suche von Jagdgebieten sind eine tolle Möglichkeiten für Öffentlichkeitsarbeit und um spannende Einblicke in die Welt der Fledermäuse zu ermöglichen.5 Unter "Artenübersicht" sind einmal alle 22 in Sachsen vorkommenden Arten mit ihrer Hauptfrequenz und ihrem Höreindruck nach dem Mischerverfahren (z.B. via Heterodyn-Detektor) aufgeführt. Eine kreative Variante wäre ebenfalls, sich einen Mischerverfahren Detektor von Franzis selbst zu bauen. Das ist vor allem für alle Naturbegeisterte ab 14 Jahren sehr interessant. Mittlerweile gibt es sogar eine Variante, die nicht mehr selbst gelötet werden muss. Es empfiehlt sich beim Mischerverfahren ein zusätzliches Aufnahmegerät mitzuführen, um auch noch nach der Begehung die Rufe anhören zu können. Der NABU bietet jedes Jahr unter anderen Aktionen die sogenannte Bat-Night an. Sollte einen die Neugier bis dahin zum Platzen bringen, gibt es ebenfalls vom NABU eine bestellbare Bröschüre darüber, wie man die mitteleuropäischen Fledermausarten mit Hilfe eines Bat-Detektors unterscheiden kann. Auf der mitgelieferten CD werden 94 Rufbeispiele gegeben, die im Heft als Text und Grafik nochmals erläutert werden.
Die automatische Erfassung
Digitale Aufnahmegeräte können in diversen Formaten aufzeichnen. Das Standardformat sind unkomprimierte oder verlustfreie sogenannte .wav-Dateien, die alle Informationen in der Sounddatei behalten, aber auch die größte Dateigröße für die Speicherung haben. Andere Dateitypen komprimieren die Sounddateien in gewisser Weise und sind verlustbehaftet, die Dateigrößen sind jedoch im Allgemeinen kleiner und benötigen daher weniger Speicherplatz. Für die meisten Audiodateien ist wahrscheinlich eine externe Speicherung der Dateien erforderlich, um eine schnelle Überlastung der Festplatte zu vermeiden. Zu den Optionen für die Dateispeicherung gehören externe Festplatten, Server oder Online-Dienste und Cloud-Speicher, für die jedoch jeweils Kosten anfallen können.22
Fledermausdetektoren, die Fledermausrufe automatisch aufzeichnen, sind seit mehr als einem Jahrzehnt weit verbreitet. Sie werden unter anderem zur Überwachung der Fledermausaktivität entlang von festen Punkten wie (potenziellen) Schlafplätzen, Autobahnunterführungen oder Windkraftanlagen eingesetzt. Mit diesen Detektoren können in einer einzigen Nacht riesige Datenmengen erfasst werden. Die manuelle Analyse all dieser Dateien ist eine sehr zeitaufwändige und eintönige Arbeit. Um Zeit zu sparen, ist die automatisierte Identifizierung von Fledermausrufen durch den Einsatz mehrerer Softwarepakete möglich.22
Die erste Selektionsstufe zur Erkennung von Fledermäusen bestimmter Frequenzen vor Ort kann bereits durch den Detektor durchgeführt werden. Die Auswahl hängt dabei von einer Kombination aus Mikrofonempfindlichkeit, atmosphärischer Dämpfung und der Auslöseschwelle des Detektors ab. Einige Detektoren können auch feststellen, ob das Geräusch von einer Fledermaus oder etwas anderem erzeugt wird. Dadurch können übermäßige Daten aufgrund von zum Beispiel Insekten und Autolärm reduziert werden. Es gibt Modelle, deren Aufnahme wird nur durch eine Sinusfrequenz mit einer bestimmten Mindestdauer oberhalb eines Schwellenwerts ausgelöst, wodurch sichergestellt wird, dass der aufgezeichnete Impuls laut genug ist, um überhaupt sinnvoll analysiert zu werden.22
Fledermaus-Frage-Feld
Welche Verfahren können Fledermausdetektoren anwenden um Rufe hörbar zu machen?
Was für einen Vorteil haben Geräte mit integrierten Speicherkarten?
Welchen Nachteil haben .wav Dateien?
Wo werden beispielsweise automatisch aufnehmende Fledermausdetektoren ausgebracht?
Sollten automatisch aufgenommene Rufe ebenfalls automatisch identifiziert werden?
Begründe Deine Antwort.