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自然保护界的黑科技,不只是无人机
2021-11-22 00:51
本文摘要:◆◆◆南方周末记者 崔慧莹“有些保护区边界是在一张纸质地图上用铅笔勾画出来的,过于精准。”无人机完全出了科研不可或缺。但高速运转的螺旋桨及噪音,也有可能给飞禽走兽导致紧绷或损害。如何分享和构建有数的数据是难题。 在东北虎豹国家公园试点区,野生东北虎妈妈带着三只虎宝宝“巡山”,虎妈刀着脊背收到高亢的较低头,震落了树杈间的雪花,也威吓着保护地的巡护人员不要再行向前。这是2017年12月18日,工作人员在野外巡查时找到的动物活动痕迹。

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◆◆◆南方周末记者 崔慧莹“有些保护区边界是在一张纸质地图上用铅笔勾画出来的,过于精准。”无人机完全出了科研不可或缺。但高速运转的螺旋桨及噪音,也有可能给飞禽走兽导致紧绷或损害。如何分享和构建有数的数据是难题。

在东北虎豹国家公园试点区,野生东北虎妈妈带着三只虎宝宝“巡山”,虎妈刀着脊背收到高亢的较低头,震落了树杈间的雪花,也威吓着保护地的巡护人员不要再行向前。这是2017年12月18日,工作人员在野外巡查时找到的动物活动痕迹。对科研人员来说,对野生动物及其栖息地的“入侵式”相似与仔细观察早已不是必须的了。

智能分析地上的足迹,就能展开东北虎豹、大熊猫等16种野生动物的个体辨识。而大数据分析、卫星智能红外遥测、无人机航拍等高新技术,也沦为了科研人员、动保人士的“千里眼”和“最弱大脑”。非常简单易懂的操作界面和不高的设备订购价格,使得当地人也能参予到维护之中。◆◆◆捕猎地上的信息无以看到动物的活体,但捕猎地上的信息,比如粪便也不会让科学家激动。

而今,足迹沦为新的示踪记。“为更佳地不吃竹子,熊猫演化出有了第六根‘指头’,因此更容易辨别。”昆山杜克大学环境科学助理教授李彬彬说道。在野外调研十余年后,李彬彬也不见过一次野生大熊猫实体,大多时候看见的是脚印。

比起传统的“嘴巴节法”――分析熊猫粪便中残余竹茎的长度,足迹辨识技术准确率更高;而相比要萃取新鲜粪便外黏膜的“DNA辨识法”,其分析成本跟采样可玩性都更加较低。从2013年开始,李彬彬从四川卧龙等地收集了四十多只大熊猫在圈养、半野外条件下的爪印,沦为足迹本底库,参考于此,只要寻找原始的熊猫爪印,用横竖两根直角尺测量长度,横向摄制出有照片,确认趾头、肉垫等7个信息点,就可以利用软件自动分析,从而辨别出有熊猫个体及性别等信息,辨识准确率可以超过90%。寻找原始的熊猫爪印,用横竖两根直角尺测量长度, 横向摄制出有照片, 就可以在软件中分析判断出有熊猫个体及性别等信息。

(李彬彬/供图)另一个地上的行动,是给在没手机信号的深山老林里的巡护人员定位。“以前评估组、督察组在保护区现场都会遇上一个问题,我们究竟入了保护区没,自己也搞不清楚。

不能记录GPS座标,再行查资料核实。”中国环境科学研究院副研究员、国家级自然保护区管理工作评估组负责人王伟告诉他南方周末记者。2018年4月10日,昆山杜克大学举行的大自然维护领域智能科技及大数据研讨会上,王伟回应,根据2007-2016年的国家级自然保护区管理评估结果,目前有七成的国家级自然保护区不存在范围界线或土地权属不明的问题。

“2005年之后,国务院办公厅在发布新建和调整的国家级自然保护区名单时,具体了由部(原环境保护部)公布保护区的范围和功能分区;但在2005年之前没明确要求,有些保护区过去由于技术问题,保护区边界是在一张纸质地图上用铅笔勾画出来的,过于精准。”王伟说道。

而很多当地维护人员的巡护工作也常常缺少标准规范,巡护记录写出的像小学生日记,例如“2020-03-09 我在深林里看到了地上有很多果子,野鼠从地上偷果子吃”等阐释,这类的巡护档案对自然保护区的实际工作协助不大。雪地里找寻熊猫脚印的科学家们, 找到自然界的动物哪怕是脚印很难, 反感倚赖实地考察人员的个人经验。

(Sonny Bass/摄)这些现实问题促成王伟团队从2016年开始,著手研发了这款能协助专员公署、评估人员具体保护区边界、标记当前方位所在的功能分区、标准化记录监管路程和线索的移动监管系统。“绿盾2017”国家级自然保护区监督检查专项行动中就用于了此工具,目前正在展开的中央环保专员公署走看和自然保护区监督检查的工作中,这款App出了专用“利器”;另有二十多个省级部门、六十多个大自然保护地、四十多个市县有关部门及科研单位也在免费用于。2018年3月27日,部部长李干杰在“绿盾2018”行动视频会议的讲话中,就提及了“充分利用高分辨率遥测监测、无人机、移动监管App等,为专项行动获取技术支持”。

高科技时代的无尽想象,于是以让地上的各类信息沦为维护大自然的信源。通过鸟类的鸣叫辨识种群及其数量;通过摄制图片分析鱼翅纹理,辨别其否为非法猎捕五品;甚至某一个动物的名词在某地被频密搜寻,有可能表明出有涉及的非法贸易正在当地展开……◆◆◆“开天眼”另一项科技助益,来自无人机获取的上帝视角。大疆创新科技有限公司公关经理刘鸥对南方周末记者讲解,对于无法附近的极大的鲸,研究人员只需在大疆无人机机身上方移往几个培养皿,让无人机在鲸呼气的一瞬间飞到海面,将鲸吸入的液体搜集到培养皿中,就可以已完成取样,展开DNA、病毒和细菌检测甚至激素水平等一系列分析。

大疆无人机在鲸呼气涌出水柱时继续执行取样监测工作。(大疆官网/图)每天热衷积累、偷走能量的蚂蚁森林用户,可以通过手机上的“看树根”功能,随时随地看见自己栽种在阿拉善沙漠里的梭梭树根,这背后也是卫星遥感技术和无人机的贡献。负责管理卫星遥测大数据分析的北京佳格天地公司和无人机航拍的广州近于飞来科技有限公司获取了技术支持。

一家检验阿拉善沙漠的卫星图片及气象数据,分析蚂蚁森林对当地整体的提高情况;另一家广布被称作“电子稻草人”的智能农田监测站,并利用地理信息测绘飞机展开航拍,监控每一棵梭梭树根的生长状态。C2000 智能测绘无人机与多光谱技术,统计资料出有树木的数量变化趋势及健康状况。

(近于飞来官网/图)不少科研人员很早已意识到无人机的起到。“两三年前,我们还自己研发过无人机,当时市面上无人机的地面站掌控、数据后处理技术还无法符合我们科研工作的必须。”王伟说道。

近两年,多旋翼无人机技术变革,航线掌控、数据分析构建处理软件都在不断改进,万元左右的几款消费级无人机基本可以适应环境野外条件的工作市场需求,科研人员们早已仍然耗时费力自律制作无人机了。无人机完全出了科研不可或缺。大部分无人机早已不具备视觉避障功能,避免树木、高山等障碍物,可以跟踪陆地上的大型动物移动航拍,还可以监测PM2.5等污染物。

无人机和热红外卫星遥感技术的融合,则一起包含了仔细观察自然资源、监督人类活动的两只“天眼”,深夜里,野生动物的体温和外界差距很多,它们弥漫的热度被捕捉到,下落也就更加便于仔细观察。同理,当有人转入保护区盗猎时,也不会被找到。而这些“亲眼奇迹”的背后,基础在于计算机运算处理速度的几何级提升。

比如一台野外摄像机摄制的视频,必须人工处置几十个小时的数据,计算机几分钟就可以已完成识别,准确度更高。再行相结合人工对算法的驯养、矫正,人工智能还不会使得算法更加“聪慧”,原理与每天不知疲倦地训练棋士,逐步强大到打败人类“最弱棋手”的人工程序阿尔法狗一样。但在对付极端险恶天气及成本方面,无人机比价格低廉的卫星图片略逊一筹。

王伟就找到,无人机在黑河零下20度也能飞,但是5分钟就得回航了。上述大疆涉及负责人向南方周末记者回应,野外环境对无人机的主要影响是低温、雨水和大风。已在设计上考虑到了野外险恶环境下作业,不具备一定的透气和以防沙尘能力,可在小雨中飞行中,并能忍受6级风。◆◆◆让数据“所求”这些琳琅满目的高科技看起来彼此之间关联,在李彬彬显然,可以大体不属于具备先后关系的三类:一是监测,如无人机、红外照相机、卫星遥测等技术收集影像、声音等各类信息;二是数据分析,如智能算法辨识、大数据应用于等;三是管理应用于,将数据切换为可视化信息,研发App等。

“非常简单来说,可以解读成:看清楚、算数明白、呈圆形信息。再行搜集分析海量信息,再行转化成为简要易懂的统计资料结果,最后为管理政策获取综合性强劲、有科学依据的建议,并向公众科普。”李彬彬说道。在她显然,更好地引进市场、商业的发展逻辑和研究团队,比意味着依赖学术研究和公益反对更加不利于将来发展。

最先一批迈进脚步的人,还包括北京新的智感科技有限公司技术总监张鹏。2012年,生态维护领域的信息化比公安、海关、税务等部门领先很多,新的智感沦为了年所在国内展开生态管理信息化、大数据化工作的科技公司之一。

“跟上阶段,我们为中国首个社会公益型保护地‘杨家河沟保护区’、唐家河、王朗等大熊猫保护区,以及攀枝花苏铁、雅长兰科等动植物濒临绝种植物保护区获取日常管理及科研监测等整体信息化服务。”2012年9月,新的智感科技有限公司在白马雪山自然保护区公益项目。

(新的智感官网/图)2015年,国务院办公厅印发了《监测网络建设方案》,明确提出“减缓监测信息传输网络与大数据平台建设,积极开展大数据关联分析,对外开放服务性监测市场”。这一年,被视为环保企业发展“互联网+”大数据的元年,数十家企业涌进“掘金”,到了2018年,国内专门从事涉及大数据分析的企业有数百余家。政府沦为主要的客户。正在展开生态资源的“大部制”改革,不利于政府监督执法人员,也被市场寄予厚望。

有企业回应,与自然资源部合作的大数据平台早已研发已完成,何时月投入使用并向社会发布数据情况,还要看先前的工作进展。大疆涉及负责人提及,目前来自政府的订单,主要还包括公安、消防、土地监察和环境监察(还包括水体和大气),对违规污水处理展开稽查核查,在森林资源监测、火情预报监测方面也有应用于。

尽管在消费级无人机市场,大疆一家独大,但在工业级别的市场竞争中,大疆也面对着国内200家以上的企业的布局挑战,主要环绕着农业植保、电力巡线和警用安防三大重点领域。在公众参予层面,利用手机移动App、VR设备等智能终端,科技公司也能享有另一片市场。北京佳格天地公司创始人CEO张弓博士讲解,“我们也在做到一些关于花上的品种花期、与旅游涉及的常识类App。

”王伟、张鹏等多位从业人员皆回应,如果能研发一款面向公众展开自然资源信息公开发表和教育的软件或App,市场潜力也是极大的。譬如雾霾经济,促生了墨迹天气、蔚蓝地图的海量用户及流量所求;辨识植物的形色、微软公司诸法花上App疯狂一时间,基于嗜好植物打造出的社交App――Plantifier也在海外风行。张鹏说道,他们团队曾研发过一个VR对话体验游戏,能让孩子们在沉浸式的场景里,临死前给四川攀枝花的苏铁展开仿真人工繁殖。“苏铁被称作植物界的大熊猫,我们仍然在帮助当地展开抢救性维护,VR技术能协助孩子们在千里之外理解这些信息,有理解的兴趣才培育保护意识。

”近于飞来科技牵头创始人龚?钦讲解,我们国家有20.21亿亩耕地,占到全球可耕地面积的10%,而农药、化肥的使用量却占到了全球的35%,大量欺诈的农化产品正在污染土地和水源。他期望自己研发的农业植保机能转变生产者的思维模式,从粗犷盲目向集约精准发展。

“仅有2017年,近于飞来农业的植保服务,就为农户节省了近900吨农药。减少污染的同时,产生的商业价值也十分相当可观。”龚?钦说道。近于飞来农业的飞防植保无人机在倾倒农药。

(近于飞来官网/图)◆◆◆潜在的阻碍,无以共享的数据为李彬彬的熊猫足迹项目获取免费技术及软件服务反对的,是美国SAS公司旗下的JMP软件。JMP亚太区总经理贤雪林对南方周末记者回想,2012年他就去找过中国林业部门,想要获取涉及技术支持。贤雪林回应,动物足迹辨识技术在国际上有数广泛应用,但在中国仍正处于推展阶段,他们于是以与科研单位了解合作,大大前进并优化“非入侵式”的调研方法,“这不会感受到一些做到麻醉枪、电子项圈的企业的利益,但我们期望寻找更加科学的替代方式。

”他同时提及,还包括无人机、无线电监测等设备,也不会对野生动物的生存环境导致影响,譬如磁场阻碍等。有科研人员提及,2016年新年伊始,青海湖畔泉湾地区,有游客用无人机在天鹅头顶几厘米处游走摄制,把熟睡中的大天鹅吓得四散逃窜,数量锐减。

青海湖景区维护利用管理局应急印发通报,不准在鸟类等野生动物栖息地用于航拍“无人机”。在野生动物保护领域,无人机曾被用来驱赶大象靠近农田,也曾被老鹰误以为“侵害领空的劲敌”来反击,可见其高速运转的螺旋桨及噪音,都有可能给飞禽走兽导致紧绷或损害。因此有不少生物学家正在展开研究,目的协助减低或减轻潜在的阻碍,科学利用无人机等调研工具。

如何分享和构建有数的数据则是大多数受访者提及的难题。李彬彬曾写出过一篇《倘若不告诉你的底线,该如何去保卫你的精神?》:在一家取名为WDPA的全球保护地分享平台上,有大量区域性的数据可可供研究,但中国的保护区信息,基本都是空白。Smart和谷歌地图等软件,也都曾因为信息保密程度而遭批评。上图:在google上侦美国锡安国家公园(Zion National Park)的区域状呈现出右图:在百度搜寻卧龙自然保护区的点状呈现出,而旁边的四姑娘山因为旅游名声在外而呈现出出众块,实质上也是保护区。

(李彬彬/图)“能解读国家要维护信息安全,但涉及信息公开发表的程度还应当更加对外开放一些,特别是在是在反对科研的领域。”李彬彬说道而在数据战、资源战开始前,人才储备的竞赛恐将早进行。有统计资料表明,2017年,大数据及人工智能人才需求快速增长快速增长,聘用市场需求激增6倍,大数据市场需求增长幅度尤为难以置信,约795%。

目前全国的大数据人才仅有46万,未来3-5年内人才缺口将低约150万。此外,由于交叉学科对科研人员的拒绝更高,贤雪林回应:“应用于统计学硕士的教育模式亟需改良,分析人员必须掌控农业生物、药物疾控等某一领域的专业,而确实专门从事生态、环境等领域研究的专家,最少要经过5-10年在野外实地摸爬滚打的经验,才能把书本的科学知识应用于到实际的研究分析当中,同时不懂一点统计学科学知识也很适当。


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