先河智造 | 听鸟观鱼 探索生物多样性智慧监测
时间：2024-09-18 阅读：101
近年来，生物多样性被频频提起，成为公众和政策制定者关注的焦点。生物多样性不仅对于维持生态系统的健康至关重要，而且对于人类的福祉和社会经济发展也起着关键作用。
生物多样性监测
提到生物多样性，自然界常见的各种动物，仅凭借外观和叫声，你真的能认全它们的种类吗？
传统生物多样性监测主要依赖人工调查，费时费力且效率不高。2024年3月，生态环境部印发《关于加快建立现代化生态环境监测体系的实施意见》，提出推进机器视觉在生物多样性监测中的应用。
2024年3月，中国环境监测总站印发了《2024年深化全国生态环境智慧监测创新应用工作要点》，其中提到：研发基于机器学习的生物多样性（含水生生物）智能监测技术，建立行业共性人工智能训练集，解决人工识别鸟类、藻类、浮游底栖等生物物种，费时费力且存在一定的主观性等问题。
鱼类多样性智能监测系统
产品概述
基于云边端技术架构，采用边缘计算技术、新能源技术、多传感器融合技术，有效通过高清成像、水下补光、水下声纳探测等技术手段对水下鱼类、生态环境进行高实时全天候的监测。
监测数据通过无线或有线网络方式上传至云服务器，实现水下鱼类视频图像信息的积累，形成主要鱼种数据集。采用卷积神经网络构建深度学习模型，自动提取高质量鱼类特征、融合特征，实现视野范围内的主要鱼种识别；测算河流、湖库、近岸海域等地的生物种群丰度和密度；研究水下生物活动规律，评估生态恢复趋势。
性能特点
⚫ 免打扰：不干扰鱼类正常活动，符合《生物多样性观测导则——内陆水域鱼类观测》（HJ 710.7-2014）里的保护性原则，避免损伤和不科学的频繁观测。
⚫ 稳定性强：通过水下补光技术增强图像清晰度，并采用声呐探测作为可见光成像的补充，增强对浑浊水域的适应性。
⚫ 数智化监测：采用多源异构数据融合技术，建立基于移动设备的自主化智能化观测感知网络，推进机器视觉在生物多样性监测中的应用。
⚫ 智慧化监管：集数据采集、回传、识别鉴定、应用产出于一体，支持电脑端和手机端实时访问，支持多级用户权限管理并支持开放公众接口。
⚫ 适用户外长期工作：浮台采用304不锈钢和HDPE高密度聚乙烯材料，耐酸碱、防锈、耐磨、抗老化、抗冲击；浮台灵活，安装方便。
⚫ 精细化监测：高实时、全天候监测，可观测鱼类体表健康状况；支持GIS定位，支持时空异质化统计分析（支持分层统计和按小时、天、月份统计）；支持鱼类录像视频播放、下载，和分类查看AI识别的鱼类样本库。
⚫ 高效能监测：算法准确率96.7%，综合应用定点连续监测、现场快速监测、视频监视监控等先进技术，以及云计算、智能化的科技手段，无人值守、自动运行、监测直观、研判智能。
应用场景
应用于水生态环境质量评价、湿地生态环境质量评价、自然保护地生态环境调查、生物多样性监测、海洋渔业资源调查等多种场景。
鸟类多样性智能监测系统
产品概述
基于云边端技术架构，采用深度学习技术、新能源技术、多传感器融合技术，有效通过声纹识别、大数据挖掘等技术手段对鸟类进行高实时，全天候的监测。监测数据通过无线（4G/5G）方式上传至云服务器，实现鸟类声纹信息的积累，形成主要鸟类数据集。采用卷积神经网络构建深度学习模型，自动提取高质量鸟类声纹特征、融合特征，实现视野范围内的主要鸟种识别，长期高效监测区域鸟类多样性情况，数字监管生物多样性，构建“一站多点”式生物多样性监测网络体系，助力美丽中国建设。
性能特点
1、声纹识别
⚫ 动物物种识别方式：边缘端识别；
⚫ 动物物种识别数量：≥1000种；
⚫ 实时音频收听（同时支持PC端和手机端）
⚫ 物种识别模型定制区域优化：可针对不同地区快速定制符合该地区的识别模型，提升模型准确率；
2、视频识别
⚫ 支持视频流内网穿透，远程取流，远程管理；
⚫ 鸟类物种识别方式：本地边缘识别；
⚫ 鸟类物种识别能力：包含常见水鸟等；
⚫ 鸟类物种计数能力：支持多物种同时计数，支持划定区域计数等；
⚫ 支持模型持续学习、升级。
应用场景
应用于生物多样性调查与评价、自然保护地生态环境调查、湿地鸟类多样性保护、机场鸟情调查等多种场景。
通过引入视频AI和声音AI技术，在一定程度上，能够解决传统人工调查存在的一些不足：
⚫ 生物鉴定过程中主观因素带来的误差问题
⚫ 人工识别视线遮挡从而影响准确率问题
⚫ 人工识别连续性差且费时费力的问题
助力提升生物多样性监测工作效率，并提升监测工作的连续性稳定性！