北京今年将增加12处河湖鸟类智能监测点

本文转自：北京青年报

北京今年将增加12处河湖鸟类智能监测点

新增“鸟鸣识别”功能 极大提高监测的效率及准确度

“西伯利亚银鸥、苍鹭和白琵鹭同框还是比较难得的，说明这一区域的鸟类多样性较好。”水暖莺飞时，新建的沙河水库AI智能监测站点“开工”首日，识别鸟类物种数就达到50种之多。北京市水务局表示，沙河水库观测站是市水务系统“河湖鸟类AI智能识别监测装备”今年新设的12处站点之一，该装备系统被誉为“河湖精灵监测眼”，曾于去年在官厅水库成功监测到国家一级保护动物黑脸琵鹭影像。

据介绍，2022年，市水务部门改变过去传统的“人工蹲守”监测方式，开创性地将AI技术应用于水生态鸟类多样性监测，建设了3座河湖鸟类AI智能识别自动监测站，探索首都河湖鸟类的自动化、智能化监测。

AI智能识别自动监测最大优点在于受自然条件影响小，对人力的依赖度低，准确度高。该装备配置有超高清摄像头、鸟鸣声四向拾音器、终端计算机等硬件系统，具有模块化、低功耗优点，还能适应没有市电、没有光纤的野外环境，经测试在阴雨条件下可连续运行至少96小时以上。

“截至去年12月31日，3座AI监测站（密云水库1号站、官厅水库1号站和六渡站）共拍摄照片超过18000张，识别并记录的河湖鸟类近40种。”据北京市水务局水质水生态监测中心高级工程师杨蓉介绍，观测到的鸟类中既有北京地区常见的普通鸬鹚、苍鹭、绿头鸭、白鹭、骨顶鸡等，也拍摄到不少“稀客”，包括部分珍稀鸟类或北京地区出现较少的鸟类，如黑脸琵鹭、黑鹳、牛背鹭、红尾水鸲等。

“今年，密云水库不老屯鸟岛、官厅水库野鸭湖、永定河卢沟桥和大宁水库、潮白河向阳闸、沙河水库等区域已经有新的AI监测站点‘入驻’了。”杨蓉介绍，鉴于去年三个站点试运行成效显著，结合前期全市水生态监测的情况，今年水务系统选择鸟类聚集、繁衍、迁徙的区域，计划在全市范围内再建设12处监测站点，其中包括11处固定站点，以及1处移动站点。

值得注意的是，今年新设的唯一的移动站点将被“委以重任”。“固定站点设备牢固可靠，监测稳定连贯，但同时也存在着监测区域局限、监测对象单一等弊端。比如，大型鸟比较喜欢停驻的地方，许多体型较小的鸟可能就不敢停留，如果仅仅依赖固定站点，会限制监测的灵活性，而移动站点就能有效规避这一问题”。

除了稳定“扩编”之外，今年河湖鸟类AI智能识别监测装备还增加了新的“武艺”。经过技术改造，水质水生态监测中心为系统添加了“鸟鸣识别”功能，通过采集鸟鸣声准确判断鸟的种类。

实现鸟类鸣声识别的第一步，就是建立本地区鸟鸣信息数据库，为声音识别系统进行“建模”。技术人员从鸟类公开数据集中下载了包括绿头鸭、苍鹭、鸬鹚等在内的20种北京地区常见鸟类的鸣声构建数据集。通过在站点周边安装的四向拾音器采集鸟类声频并保存，与数据库比对进行识别。

“遇到没有预存在数据库的鸟鸣，系统会对信息进行保存、检测和裁剪，经过专业人员确认后，作为新的样本扩充数据库。”谈及AI鸟类监测的“小目标”，杨蓉表示，将在数据充足、技术成熟的基础上，推动鸟鸣与图像的复合识别，实现这一点能极大提高监测的效率及准确度。

此外，在相对微观的浮游生物监测方面，AI技术可以发挥很大的作用。杨蓉介绍，过去水务部门针对浮游植物的监测主要依靠人工镜检识别的方法，需要人工肉眼在显微镜下对藻包液样品中的浮游动植物种类、数量进行识别。

“这非常考验‘眼力’，即便是熟练的技术员，每天最多也就处理10多个样品。”杨蓉说，借助AI“电子眼”，同时在先进成熟的“流式细胞技术”加持下，导入样品、聚焦、拍摄、识别、计数——整个过程自动化一气呵成，能在无人值守条件下完成浮游生物种类、比例、密度等多指标自动分析和输出。

“利用AI技术现在每天能做100多个样品，并且极大地提高了准确性和效率。”杨蓉表示，AI智能等新技术的全面深化应用，正迅速成为首都水文向智慧化挺进的强力助推，为首都水务现代化发展提供全面系统、及时准确、高效安全的有力支撑。

文/本报记者 解丽 通讯员 许睿 刘波