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AI识别！无人机航拍+计算机智能识别！滇池鸟类调查用上“黑科技”

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2024-11-26 10:49

近年来，随着生态环境不断改善，滇池湖滨湿地吸引了众多鸟类来筑巢安家。为了对滇池周边鸟类进行全面地掌握，对滇池周边的鸟类开展调查与监测已成为一项持续性开展的日常工作。据统计，2021-2022年滇池湖滨湿地共调查到鸟类16目50科175种6.2万余只，其中水鸟7目14科64种5.6万余只，林鸟9目36科111种5千余只。

在很多人眼里，滇池的鸟类调查与监测工作是用望远镜、照相机等传统的人工方式进行。殊不知，如今滇池的鸟类调查工作早已用上了“黑科技”。

AI“鸟脸识别”系统

初秋时节，在草海大大泊口水域，微风徐徐，夹杂着丝丝清凉，时不时掠过水面的鸟儿、悦耳的鸟鸣声，让滇池变得更加自由与灵动。

赤膀鸭斑嘴鸭

在昆明市滇池高原湖泊研究院的监控室里，电脑上实时显示着的草海大泊口水域内游动着的水鸟，每只水鸟的头上的红色标签都清楚地显示它们的名称。这就是基于AI的鸟类智能监测新技术，已于2022年起在滇池大泊口实现初步示范和应用。

赤麻鸭

昆明市滇池高原湖泊研究院工程师鲁斌介绍，基于AI的鸟类智能监测技术由昆明市滇池高原湖泊研究院牵头，与中国科学院半导体研究所合作开展研发与应用。基于AI的鸟类智能监测体系应用自动传感器、图像识别等人工智能新技术，可实现实时、便捷地对鸟类物种及数量进行智能监测，提高监测效率，为区域内鸟类多样性和动态变化评估提供科技支撑。

鸟类智慧监测识别系统由监测摄像头和识别设备组成，监测摄像头就好比人的眼睛，用于抓取、聚焦鸟类，而兼具算法和算力的识别设备好比大脑，用于对看到的鸟类进行物种识别和数量统计，相应的识别结果便呈现在电脑画面中。

绿头鸭

“这项技术相当于为鸟类开发了‘鸟脸识别’智慧监测系统，可以高效感知生物时空分布及演替规律。”鲁斌表示，基于AI的鸟类智能监测技术的应用，不仅有效提高了滇池鸟类多样性监测效率，实现长时间序列的鸟类持续观测，解决了传统人工监测技术成本高、效率低、数据碎片化等问题，也为开展鸟类日间活动规律、行为研究（如觅食、栖息及繁殖）以及红嘴鸥、白骨顶和雁鸭类等鸟类的迁徙规律研究提供了大量科学数据支撑，促进鸟类多样性研究和保护工作的开展。

此外，该项技术还可以监测不同候鸟首次出现及迁离的时间节点，对比年际间候鸟的越冬时间节点，研究候鸟迁徙行为及迁徙规律。

斑嘴鸭

目前，基于AI的鸟类智能监测新技术已在大泊口监测到了包括骨顶鸡、赤嘴潜鸭、绿头鸭、赤膀鸭、白鹭、苍鹭、黑水鸡和小䴙䴘等在内的14种水鸟，同时还监测到了包括黑卷尾、白鹡鸰、黄臀鹎等多种滇池常见林鸟，实现了红嘴鸥、骨顶鸡等多种越冬候鸟迁徙时间（如候鸟抵达、飞离以及停留时长等）的精准监测。

除了大泊口，该项监测技术也将在滇池南部东大河湿地、昆阳农场等鸟类分布重要区域得到应用。

无人机航拍+计算机智能识别

实现大面积范围内红嘴鸥的快速统计

值得注意的是，除了AI技术，昆明的鸟类监测与调查工作还用上了“无人机航拍联合计算机智能识别”的监测方式。

目前，无人机以其无人驾驶、远程操控且在短时间内覆盖更大的调查区域等独特的优势逐渐在野生动物调查和保护中发挥着重要作用。

滇池是红嘴鸥的重要越冬地，每年冬季均有数万余只红嘴鸥飞至滇池越冬，调查人员在红嘴鸥聚集区域开展人工观测和计数常常需要花上较多的人力以及较长的时间。昆明市鸟类协会副秘书长王智斌介绍，数十年来，红嘴鸥的统计监测工作都是以人工统计监测为主，每年红嘴鸥到来，他们都是要组织100多名志愿者在同一时间、用同样的统计方法，对到昆明越冬的红嘴鸥各栖息、觅食、聚集地数量进行同步统计。统计方法主要采用点数、定点统计、路线统计等。在统计中，数量少的地方，就一只一只地数，得到的是较精确的数据；数量多的地方，则以群为单位估算，根据数量多少，以10只或是50只为单位计数，统计3遍再得出平均数。最后将60多个点的数据相加，再对百位以下进行四舍五入，从而得到了到昆明越冬海鸥的统计数量。

红嘴鸥

如今，这种传统的统计方法将成为“过去时”。去年冬季，昆明市滇池高原湖泊研究院联合大理大学、中科院半导体研究所，共同应用“无人机航拍+计算机智能识别”在滇池海埂大坝、海洪湿地、大泊口等区域进行了红嘴鸥数量监测，通过无人机对区域内红嘴鸥进行快速航拍扫描，在经过计算机智能计数，实现了大面积范围内红嘴鸥的快速统计，极大地提高了调查效率，有效解决了传统人工计数受生境可达性影响，以及观测过程耗时耗力等问题，使监测人员可以更为准确和全面地获取区域内大种群单一物种的鸟类数量。