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曾經(jīng)，生物學(xué)家在開展野外物種調(diào)查時(shí)，往往要在山林間跑上數(shù)周甚至更久；現(xiàn)在，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所工程師林聰田只需坐在辦公室，打開電腦，就能實(shí)時(shí)“看”到北京溫榆河公園內(nèi)鳥類的活動(dòng)情況。他所用的秘密武器，是聲音。北京秋季的鳥類遷徙季剛剛過去，林聰田團(tuán)隊(duì)在溫榆河公園布設(shè)的三處野生動(dòng)物聲紋智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，已“聽”到了近百種鳥鳴聲。
林聰田在溫榆河公園查看聲紋智能監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備情況。
長(zhǎng)期以來，鳥類、鳴蟲等不易被紅外相機(jī)探測(cè)到的動(dòng)物，都是野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)。今年7月，林聰田所在的中科院動(dòng)物所生物多樣性信息學(xué)研究團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，在溫榆河公園架起野生動(dòng)物聲紋智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過不知疲倦的“順風(fēng)耳”，24小時(shí)記錄周圍的每一聲蟲鳴鳥叫。
兩只棕頭鴉雀藏在蘆葦叢中，“一唱一和”地對(duì)話，而在聲紋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中，它們的叫聲并沒有被記者采訪時(shí)的交談聲掩蓋。這得益于林聰田團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的算法，有效過濾了環(huán)境噪音，樣本可以被精準(zhǔn)捕捉采集。
短短三個(gè)多月，布設(shè)在溫榆河公園內(nèi)的三處監(jiān)測(cè)儀就已收集到數(shù)萬條有效的鳥鳴數(shù)據(jù)，分別來自中華攀雀、金翅雀等90余種鳥類，其中包括國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物、世界“極危”物種黃胸鹀。鳥類的活動(dòng)習(xí)性也被直觀展現(xiàn)，白頭鵯、喜鵲、灰喜鵲等鳥類在溫榆河公園最為常見，清晨和傍晚是鳥類最活躍的時(shí)段，遇到大風(fēng)、降雨等惡劣天氣，鳥類則大多躲藏起來，很少鳴叫。
近年來，中國(guó)科學(xué)院支持建設(shè)的物種多樣性數(shù)據(jù)庫(kù)取得良好進(jìn)展，加上人工智能技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，讓野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)迎來“智變”。林聰田團(tuán)隊(duì)將多維、權(quán)威的物種特征數(shù)據(jù)輸入高效的人工智能模型，再結(jié)合聲紋采集、環(huán)境降噪等技術(shù)，一套由中科院動(dòng)物所自主研發(fā)的聲紋智能識(shí)別模型“自然聲景智能感知系統(tǒng)”建立起來。
通過邊緣計(jì)算設(shè)備，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)錄制、實(shí)時(shí)識(shí)別、實(shí)時(shí)訪問結(jié)果。“2分鐘前，發(fā)現(xiàn)棕頭鴉雀”“1分鐘前，發(fā)現(xiàn)灰喜鵲”的消息在系統(tǒng)界面不斷滾動(dòng)。
系統(tǒng)還能自動(dòng)生成頻譜圖，讓聲音變?yōu)橹庇^的圖像。風(fēng)聲、水聲等環(huán)境音是頻譜圖的底色，鳥鳴聲則顯示為亮眼的橙黃色。每種鳥都擁有各自的聲音頻譜，棕頭鴉雀的叫聲短促而明亮，形狀像一個(gè)個(gè)小小的紡錘；中華攀雀有著獨(dú)特的尾音，拖成一道長(zhǎng)線；蒼鷺的嗓音則洪亮低沉，呈現(xiàn)明顯的色塊……
現(xiàn)在，林聰田團(tuán)隊(duì)已在北京市溫榆河公園、永定河公園、密云水庫(kù)等地布設(shè)了十余個(gè)聲紋智能監(jiān)測(cè)點(diǎn)。短短半年間，獲取的數(shù)據(jù)量已超過10萬條。
隨著生態(tài)修復(fù)工程的開展，溫榆河公園已成為北京的“綠肺”之一。而只有摸清生物的“家底”，才能更有針對(duì)性地開展保護(hù)?！氨本┠壳盎钴S的鳥類大約有503種，我們預(yù)計(jì)，溫榆河公園這片區(qū)域未來將有超過200種鳥類。與其他同等體量的公園相比，這里的物種會(huì)更加豐富。”對(duì)于北京生態(tài)環(huán)境的持續(xù)優(yōu)化，林聰田充滿期待。
北京學(xué)習(xí)平臺(tái)
作者：劉蘇雅
來源：《北京日?qǐng)?bào)》
責(zé)任編輯：羅穎 白延龍
