森林云南 2024年11月14日 17:35 云南

今年11月初

在滇池草海大泊口水域上空

來自昆明市滇池高原湖泊研究院的

科研人員

利用無人機

對水面上密密麻麻的紅嘴鷗

進行視頻拍攝和記錄

僅需數(shù)十秒

紅嘴鷗數(shù)量已經(jīng)計算出來

草海大泊口

已有2282只紅嘴鷗

每年統(tǒng)計到達昆明的紅嘴鷗數(shù)量，已成為一項必做的工作。數(shù)十年來，統(tǒng)計監(jiān)測工作都以人工為主。每年紅嘴鷗抵達昆明，都需要100多名志愿者用望遠鏡，在同一時間以同樣的統(tǒng)計方法，對紅嘴鷗棲息、覓食、聚集地數(shù)量進行統(tǒng)計。統(tǒng)計方法主要采用點數(shù)、定點統(tǒng)計、路線統(tǒng)計等。統(tǒng)計過程中，數(shù)量少的地方，就一只一只地數(shù)，得到的數(shù)據(jù)較精確；數(shù)量多的地方，則以群為單位估算，根據(jù)數(shù)量多少，以10只或50只為單位計數(shù)，統(tǒng)計3遍再得出平均數(shù)。最后，將60多個點的數(shù)據(jù)相加，再對百位以下進行四舍五入，從而得到最終的統(tǒng)計數(shù)量。

為了更精準地觀測與保護紅嘴鷗，昆明市滇池高原湖泊研究院積極探索，運用人工智能技術(shù)長期觀測鳥類。AI技術(shù)的引入，極大地提升了鳥類監(jiān)測的效率和準確性，同時為長時序觀測物種與周邊環(huán)境的互作創(chuàng)造新可能。

如何運用AI技術(shù)實現(xiàn)對紅嘴鷗的監(jiān)測？昆明市滇池高原湖泊研究院副院長潘珉介紹，工作人員將無人機飛到100—120米高空后，逐步接近鳥群，并在距水面約60米高度的地方，按照預(yù)先設(shè)定好的飛行航線，對水面上的紅嘴鷗進行視頻拍攝和記錄。計算機識別系統(tǒng)僅需幾十秒，就能識別觀測范圍內(nèi)的紅嘴鷗及數(shù)量。

最新的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，今年11月11日—12日，在草海大泊口的紅嘴鷗數(shù)量已達2282只。今年10月底，海埂大壩的紅嘴鷗已達5800只。

高清攝像機 無人機

記錄紅嘴鷗兩年遷徙活動

潘珉介紹，自基于AI的高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵種群智能感知技術(shù)研發(fā)及示范項目實施以來，對AI監(jiān)測系統(tǒng)進行部署，昆明市滇池高原湖泊研究院聯(lián)合中國科學(xué)院半導(dǎo)體所等單位，共同研發(fā)優(yōu)化的高清攝像機及無人機人工智能觀測，可監(jiān)測不同候鳥首次出現(xiàn)及遷離的時間節(jié)點，對比年際候鳥的越冬時間節(jié)點，研究候鳥遷徙行為及遷徙規(guī)律。

“我們分為A、B、C、D四個航線進行固定巡航，通過無人機每天早晚兩次固定起降，獲得實時影像數(shù)據(jù)，能夠更準確、高效地獲取滇池紅嘴鷗的種群數(shù)量?！迸绥氡硎?，大泊口水域緊鄰滇池大壩，岸邊固定的高清攝像機每天兩次執(zhí)行區(qū)域掃描，經(jīng)拼圖記錄掃描視野下的鳥類數(shù)量。目前，已成功記錄了滇池紅嘴鷗兩周年的遷徙活動。

比如，2022年，紅嘴鷗到達滇池的最早時間是10月17日，數(shù)量達到872只。次年4月1日，在昆紅嘴鷗還有943只，到了2日、3日，就只剩幾十只。很明顯，大部隊于4月初就已經(jīng)離開。2023年，紅嘴鷗大部隊于3月18日離開滇池，2天內(nèi)由550余只減少到3只。2023年10月15日—16日，紅嘴鷗大部隊到訪滇池，2天內(nèi)由偶見增至158只。

高清攝像頭還會實時識別水域內(nèi)游動的水鳥物種信息，實現(xiàn)“鳥臉識別”。據(jù)統(tǒng)計，2022年以來，高清攝像機成功識別了包括骨頂雞、赤嘴潛鴨、赤膀鴨、蒼鷺、黑水雞等在內(nèi)的17種水鳥，還監(jiān)測到了包括黑卷尾、黃臀鵯等多種滇池常見林鳥。

高清攝像機還能識別出同一鳥類物種處于不同時期的形態(tài)變化，為開展鳥類行為研究提供數(shù)據(jù)支撐?！懊磕甓簳r節(jié)，昆明的紅嘴鷗進入換羽階段，進入繁殖季的紅嘴鷗頭部羽毛會變黑，我們通過這項技術(shù)，可以計算出進入繁殖季的紅嘴鷗數(shù)量，以及其在整個鷗群中的占比情況，從而為研究紅嘴鷗的遷徙規(guī)律提供進一步的數(shù)據(jù)支撐?！崩ッ魇械岢馗咴囱芯吭阂娏?xí)生聶宇軒介紹。

聲紋圖譜識別系統(tǒng)

通過鳥類鳴叫識別物種信息

AI技術(shù)的鳥類聲音識別與智能分析系統(tǒng)，也被運用到了滇池鳥類的監(jiān)測工作中，這是一項基于深度學(xué)習(xí)算法的智能鳥聲識別分析技術(shù)。該技術(shù)通過聲紋圖譜識別系統(tǒng)，就可以精準地識別出鳥類的物種信息?！傍B的鳴叫有自己的特征。通過人工智能算法，就能收集和整理出鳥類的物種信息，為生態(tài)學(xué)研究做進一步的支撐?！迸绥氡硎?，目前，在滇池邊已安裝了2個聲紋圖譜識別系統(tǒng)，通過識別鳥叫聲，精準識別鳥類物種信息。

AI技術(shù)的引入，標志著昆明滇池鳥類保護工作邁入了一個新的時代。昆明通過“無人機 聲紋圖譜識別 高清攝像機”的AI智慧鳥類多元觀測系統(tǒng)，不僅解決了傳統(tǒng)人工監(jiān)測技術(shù)成本高、效率低、數(shù)據(jù)碎片化等問題，更有效提高了滇池鳥類多樣性監(jiān)測效率，實現(xiàn)了長時間序列的鳥類持續(xù)觀測。

通過AI智能監(jiān)測技術(shù)，研究人員不僅可以長期開展鳥類群落變化監(jiān)測工作，還可以開展鳥類日間活動規(guī)律、行為研究（如覓食、棲息及繁殖），以及紅嘴鷗、白骨頂和雁鴨類等鳥類的遷徙規(guī)律等研究工作，促進鳥類多樣性研究和保護工作的開展，并為評估濕地環(huán)境的健康狀況和生物多樣性水平提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

目前，昆明市滇池高原湖泊研究院正在滇池南岸、西岸等更廣泛的區(qū)域布設(shè)人工智能觀測設(shè)施，計劃在今年冬候鳥到來之時提供更為全面和系統(tǒng)的觀測。在此基礎(chǔ)上，昆明市滇池高原湖泊研究院計劃完成《滇池沿岸濕地 動物觀測技術(shù)導(dǎo)則鳥類》和《滇池沿岸濕地 鳥類智能觀測 高清攝像機》兩個地方標準，為鳥類保護提供技術(shù)支撐和規(guī)范監(jiān)測工作。未來，昆明市計劃將這項技術(shù)推廣到更多的濕地區(qū)域，以實現(xiàn)對更多鳥類熱點區(qū)域的監(jiān)測。

來源：昆明林草

編輯：張正雪   王靖媛

校核：劉   峰

終審：彭杏資