在候鳥(niǎo)季,，云南昆明滇池水面上每天究竟有多少只紅嘴鷗,？對(duì)著壯觀的鳥(niǎo)浪來(lái)數(shù)鳥(niǎo)一直都是傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)，人力幾乎不可能做到精確,。然而，用上了人工智能,，這個(gè)難題便迎刃而解,。

去年9月，昆明滇池高原湖泊研究院在大泊口部署了鳥(niǎo)類智慧監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng),，在紅嘴鷗到來(lái)時(shí),，該系統(tǒng)每天均能監(jiān)測(cè)到超過(guò)5000只紅嘴鷗，這為保護(hù)區(qū)管理人員提供了大量觀測(cè)數(shù)據(jù),。

人工智能（AI）及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展,，尤其是計(jì)算機(jī)視頻識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步,，使AI相關(guān)技術(shù)輔助鳥(niǎo)類多樣性監(jiān)測(cè)成為可能，這不僅為鳥(niǎo)類多樣性調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了創(chuàng)新手段,，還讓野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)迎來(lái)“智變”,。

生物多樣性是形形色色生物體的總和，包含動(dòng)物,、植物和微生物,，其中鳥(niǎo)類是最受公眾關(guān)注的類別之一，由于它們對(duì)生境因子及其變化比較敏感,，常作為區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的“晴雨表”和“試金石”,。因此，鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)已成為濕地公園,、各級(jí)野生動(dòng)物保護(hù)主管部門(mén),、科研機(jī)構(gòu)，以及鳥(niǎo)類環(huán)志站點(diǎn)和野生動(dòng)物疫源疫病監(jiān)測(cè)站等單位的常態(tài)化工作之一,。

當(dāng)前,，鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)大多采用“人工+觀測(cè)設(shè)備”的方式，利用長(zhǎng)焦相機(jī)和高倍望遠(yuǎn)鏡可開(kāi)展遠(yuǎn)距離,、大范圍的靜態(tài)觀測(cè),。

與早期單純依靠人力肉眼觀測(cè)相比，用“長(zhǎng)期蹲點(diǎn),、隱蔽觀察,、定期查巢”的傳統(tǒng)方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)和計(jì)數(shù)，雖然提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,，并降低了對(duì)鳥(niǎo)類的干擾,，但是人力物力投入大，且對(duì)監(jiān)測(cè)人員的要求較高：不僅要具備一定的分類學(xué)基礎(chǔ),，還要有一定的拍攝技巧,，能夠堅(jiān)持長(zhǎng)期參與鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)工作。因此,，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式難以保證鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,、連續(xù)性、完整性。

如何使用AI進(jìn)行“鳥(niǎo)口普查”,？

首先,，AI鳥(niǎo)類調(diào)查員要安裝一套“AI鳥(niǎo)類智慧識(shí)別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)由硬件監(jiān)測(cè)設(shè)備和智能識(shí)別軟件構(gòu)成,。前端音視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備捕獲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的鳥(niǎo)類視頻及音頻數(shù)據(jù),，不僅可以通過(guò)端側(cè)或邊緣設(shè)備進(jìn)行智能分析，獲取鳥(niǎo)類空間位置,、種類,、數(shù)量等統(tǒng)計(jì)信息，也可以上載云端利用AI智能計(jì)算設(shè)備進(jìn)行識(shí)別分析,，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端存儲(chǔ)服務(wù)器中,，供鳥(niǎo)類智慧監(jiān)測(cè)展示系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析使用。此外,，也可以通過(guò)手機(jī),、平板等設(shè)備錄音或者拍照進(jìn)行上傳識(shí)別。

圖源：智博會(huì)

鳥(niǎo)類AI識(shí)別服務(wù)器具備鳥(niǎo)類實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),、高效分析處理的功能。服務(wù)器采用了CPU+GPU異構(gòu)計(jì)算架構(gòu),，高速I(mǎi)O交換技術(shù),，集成鳥(niǎo)類識(shí)別算法模型，通過(guò)接入實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻流,，檢測(cè)鳥(niǎo)類特征并進(jìn)行即時(shí)分析，具備高性能,、高可靠和易維護(hù)的特點(diǎn),。

鳥(niǎo)類智能監(jiān)測(cè)管理軟件可對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化管理和多維度統(tǒng)計(jì)分析?；?span id="a6otyhj" class="wpcom_keyword_link">物聯(lián)網(wǎng),、AI、GIS（地理信息系統(tǒng)）等技術(shù)構(gòu)建的鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng),，具有視頻接入,、監(jiān)測(cè)管控、圖片管理,、鳥(niǎo)類名錄,、統(tǒng)計(jì)分析等一體化的功能應(yīng)用。

鳥(niǎo)類智慧監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的核心是鳥(niǎo)類智能識(shí)別算法,，主要包括基于圖像和視頻的鳥(niǎo)類識(shí)別算法,，以及基于聲音的鳥(niǎo)類識(shí)別算法。其中,，基于圖像和視頻的算法,，是通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)類形態(tài)和行為特征的精準(zhǔn)提取和分類模型，來(lái)獲得高精度的鳥(niǎo)類目標(biāo)識(shí)別結(jié)果,。

此外,，在實(shí)際應(yīng)用中，還需要結(jié)合鳥(niǎo)類形態(tài)學(xué)專業(yè)知識(shí)和大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練,，以提高算法模型對(duì)不同生態(tài)場(chǎng)景變化的穩(wěn)定性和精確性,。

基于圖像和視頻的鳥(niǎo)類識(shí)別算法，更適用于濕地或者水面等較為開(kāi)闊的自然環(huán)境,。在遮擋較為嚴(yán)重的山林等環(huán)境下,，常常“只聞其聲,，不見(jiàn)其影”,，這種情況下,，基于聲音的鳥(niǎo)類識(shí)別算法便更加有效。有些時(shí)候,，基于圖像和視頻的鳥(niǎo)類識(shí)別算法和基于聲音的鳥(niǎo)類識(shí)別算法還可同時(shí)使用,，通過(guò)多模態(tài)融合的識(shí)別方法進(jìn)一步提高準(zhǔn)確度。

圖源：視覺(jué)中國(guó)

隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，目前,，AI已融入許多保護(hù)地和濕地公園的鳥(niǎo)類多樣性調(diào)查與監(jiān)測(cè)中,。

以北京為例，已率先在翠湖國(guó)家城市濕地公園部署了鳥(niǎo)類智慧監(jiān)測(cè)識(shí)別系統(tǒng),。該系統(tǒng)從2022年1月份至今一直穩(wěn)定運(yùn)行,，在翠湖的天鵝池和荷花塘等四個(gè)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)到包括鴻雁、綠頭鴨,、斑嘴鴨,、蒼鷺、赤麻鴨,、鴛鴦,、夜鷺、普通鸕鶿等在內(nèi)的鳥(niǎo)類共4000余只,。通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面,，保護(hù)區(qū)管理者可以隨時(shí)隨地查看保護(hù)區(qū)內(nèi)鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)信息，提高了管理效率,。

北京南海子麋鹿苑于2022年7月引入了基于人工智能的智慧監(jiān)測(cè)手段,，開(kāi)展苑內(nèi)小保護(hù)區(qū)的鳥(niǎo)類多樣性監(jiān)測(cè)。在一個(gè)監(jiān)測(cè)周期（24小時(shí)）內(nèi),，共監(jiān)測(cè)到斑嘴鴨2只,、鴻雁3只、灰鶴2只,、綠頭鴨4只、東方白鸛3只,、黑天鵝4只,、蒼鷺75只，監(jiān)測(cè)結(jié)果還會(huì)以日?qǐng)?bào),、周報(bào),、月報(bào)的形式發(fā)送到科研人員郵箱。與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式相比,，其效率,、準(zhǔn)確度,、實(shí)時(shí)性都得到了極大的提升。

未來(lái),，鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)向著高精度,、動(dòng)態(tài)化和智能化的方向發(fā)展，并緊密結(jié)合保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類本底調(diào)查與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需求,，采用人工智能技術(shù)與生態(tài)學(xué)大數(shù)據(jù)分析方法,，以實(shí)現(xiàn)“看得清、看得準(zhǔn),、看得全,、看得懂”的無(wú)人化、智慧化,、長(zhǎng)周期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),，有效解決鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)“不實(shí)時(shí)、不全面,、不準(zhǔn)確”等問(wèn)題,，顯著提升鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)效率和識(shí)別準(zhǔn)確度，為鳥(niǎo)類調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供創(chuàng)新手段,，為生物多樣性保護(hù)與科普宣傳提供技術(shù)支撐,。

來(lái)源：科普時(shí)報(bào)

作者：張淵媛 北京生物多樣性保護(hù)研究中心副研究員、博士

鑒海防 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員,、博士

編輯：毛夢(mèng)囡

審核：王飛

終審：尹傳紅