“嘎嘎”“嘰嘰喳喳”“啾啾”……清晨，城市副中心大運河森林公園蘆葦蕩里，傳出陣陣清脆的鳥鳴。夏日蘆葦繁茂，有一人多高，密密匝匝看不見一只鳥兒的身影。在記者睜大眼睛努力搜尋的時候，同行的中國科學(xué)院動物研究所林聰田博士已經(jīng)通過手機，從容地報出了正在鳴叫的鳥兒的名字，“有綠頭鴨、麻雀、棕頭鴉雀。”
什么手機這么高級？林聰田說，這是因為手機通過5G網(wǎng)絡(luò)，連接上了安裝在大運河森林公園湖心島上的聲紋智能監(jiān)測設(shè)備。這套設(shè)備可以實現(xiàn)“聞聲識鳥”，自今年3月份安裝以來，已經(jīng)記錄到165種鳥類，積累了13.7萬條鳥類聲音數(shù)據(jù)。它就像一名不知疲憊的記錄員，24小時進行著“鳥口普查”。
(資料圖片)
識別準確率超八成
這套聲紋智能監(jiān)測設(shè)備，由中國科學(xué)院動物研究所自主研發(fā)，北京市野生動物救護中心、通州區(qū)園林綠化局于今年3月聯(lián)合引進開展示范應(yīng)用。
采訪當(dāng)天，記者乘小船前往大運河森林公園湖心島。驕陽下，運河水面泛著粼粼波光，一只白鷺伸長了脖子在半空中翱翔，一只池鷺抖了抖翅膀，加快速度追了上去，仿佛是在比賽誰飛得更快。另有一只蒼鷺，呆呆地立在水邊，半天都不見動彈。“它這是盯著河里的魚呢。有時候一待就是倆小時！”和記者一起登島的北京市野生動物救護中心主任胡嚴說。
胡嚴和野生動物打了幾十年的交道，有豐富的生物多樣性調(diào)查經(jīng)驗。在他看來，鳥類是最不容易準確觀測記錄的群體之一。如果僅靠人工肉眼觀察，根本無法獲取全天候、長時期的連續(xù)性調(diào)查數(shù)據(jù)。再加上很多鳥兒帶有“保護色”，藏在樹林、蘆葦蕩和灌木叢中，即便用上紅外相機，也很難被監(jiān)測到。
可是，不同鳥類的鳴管不同，因此發(fā)出的叫聲也有差異。聲紋智能監(jiān)測設(shè)備正是利用這個原理，解決當(dāng)前工作中的“痛點”。
“我們這套‘順風(fēng)耳’設(shè)備目前可以識別800多種鳥的聲音，常見物種準確率達到80%以上。”林聰田的底氣，離不開中科院長期支持建設(shè)的物種大數(shù)據(jù)平臺。系統(tǒng)內(nèi)部植入的人工智能模型是基于過去十幾年來持續(xù)完善的中國生物物種名錄、中國生物地圖和野生動物聲紋數(shù)據(jù)庫等綜合訓(xùn)練而成，“實戰(zhàn)”經(jīng)驗也相當(dāng)豐富。
“順風(fēng)耳”越用越靈
湖心島位于運河河道中央，是一座狹長的小島。島上枝繁葉茂，平時人跡罕至，是鳥類的樂園。小船靠岸，記者和林聰田、胡嚴一起登島，撩起樹枝、繞過灌木，終于見到了“順風(fēng)耳”的真容。
它立于密林深處，雖然功能強大，但是其貌不揚：一根白色桿子上，裝著太陽能電池板、聲音影像傳感器，還有一根天線。為了最大限度減少對鳥類生活的干擾，技術(shù)團隊將設(shè)備體積盡可能做小。比如，攝像頭就和聲紋識別傳感器集成在一起，整套設(shè)備通過太陽能電池板供電，可以做到全天候、長續(xù)航。
這處小島雖然比公園里安靜不少，但是周遭的風(fēng)聲、水聲會不會干擾系統(tǒng)工作呢？林聰田說，這個問題在設(shè)備設(shè)計之初就考慮到了，通過優(yōu)化算法，能實現(xiàn)降噪功能。他向記者展示聲紋頻譜圖——環(huán)境音在圖上是色澤較暗的底色，鳥鳴聲則是亮眼的橙黃色。識別出來的每種鳥，都擁有各自的聲音頻譜圖，棕頭鴉雀的叫聲短促而明亮，形狀像一個個小小的紡錘；中華攀雀有著獨特的尾音，拖成一道長線……
“順風(fēng)耳”還一直處于學(xué)習(xí)狀態(tài)。對于那些數(shù)據(jù)庫中沒有收錄的鳥鳴聲，系統(tǒng)接收到之后，會儲存在一個單獨的電子文件夾里，相關(guān)部門會請專家對聲音進行人工識別，確認鳥鳴的具體類別后輸入到系統(tǒng)中，讓“順風(fēng)耳”越用越靈。
全市已布設(shè)近50套
大運河森林公園每天什么時候鳥叫聲最豐富？點開監(jiān)測記錄一望即知。“就拿6月15日這天來說吧，清晨4點到8點記錄到的聲音最多，其次是下午4點到7點。”林聰田介紹，過去3個多月，這套智能監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)積累了13.7萬條鳥類聲音數(shù)據(jù)，其中3月29日記錄的最多，總共有7400多條。
“24小時不間斷記錄得到的數(shù)據(jù)，能夠幫助人們更好地了解動物活動規(guī)律。”胡嚴說，比如早晨和下午傍晚時分監(jiān)測記錄到的鳥鳴聲較多，那么在公園或林場制定生物多樣性保護決策時，就可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果在特定時段對特定區(qū)域的人類活動進行控制，減少對鳥類活動的干擾；另外，以監(jiān)測結(jié)果作為數(shù)據(jù)支撐，還可以在公園內(nèi)規(guī)劃建設(shè)河心島、湖心島、保育小區(qū)等留白地，讓動植物自然生長，更好地促進生物多樣性修復(fù)。
放眼全市，與大運河森林公園相似的“順風(fēng)耳”鳥類聲紋智能監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)有將近50套，全部由林聰田所在的技術(shù)團隊負責(zé)運營維護。它們分布在溫榆河公園、不老屯、霧靈山、十三陵水庫、翠湖、永定河等地，目前已經(jīng)積累了超過300萬條鳥類聲音數(shù)據(jù)。
“我們還要對這套系統(tǒng)進行持續(xù)升級，擴大識別類型，監(jiān)測從鳥類逐步擴展到蟋蟀等鳴蟲、青蛙等兩棲類和獸類，以覆蓋更多物種。”林聰田相信，有科技設(shè)備助力，會發(fā)現(xiàn)更多“神奇動物”。
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