水生哺乳類實時聲學分析預警系統的原理及應用
瀏覽次數:674 發布日期:2023-11-16
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一、研發背景
“關愛野生動物,守望美麗中國。”2022年長江江豚科考結果顯示,長江江豚數量為1249頭,與2017年科考相比,江豚數量出現了歷史性的回升,這與農業農村部設立的保護區、長江江豚保護行動計劃、長江十年禁漁計劃的實施分不開。但是,真正要實現像長江江豚、中華白海豚等珍稀瀕危鯨豚類生物生生不息的目標,還需要人類做出更多更大的努力。保護生物多樣性,就是保護人類永續發展的生存基礎,對于促進人與自然和諧共生、推動生態文明建設具有重要意義。
鯨豚類動物靠肺呼吸,約95%的時間生活在水下,只有5%的時間會出水呼吸,出水時間極短,由于傳統的監測方式存在的局限性,水上監測難以直接觀察它們水下的活動情況,無法滿足對水下鯨豚類生物的有效監測和保護。針對國家一級重點保護動物——長江江豚、中華白海豚,中科院水生所聯合相關單位共同研發了水生哺乳類動物實時聲學預警系統。該系統是目前國內先進的水下鯨豚類生物實時監測系統,其轉化產品安裝簡單方便、環境適應性強。對于解決野外作業困難、水下偵測困難、成像效果差、設備存儲空間小、續航能力差、數據難以分析處理等問題具有明顯優勢。
二、系統原理
水生哺乳類動物實時聲學預警系統,是基于鯨豚類動物的發聲特性,采用先進的人工智能識別算法,通過對采集水下聲信號解算抓取齒鯨類脈沖值,實時回傳并進行識別、分類、優化處理,精準計算鯨豚類動物的發聲方位和數量。同時實時聲學監測系統聯動無人機,自動規劃巡護路線,5G網絡傳輸通信將聲學監測與無人機之間的協同時間小于10秒,并實時回傳巡護影像。該系統實現了對長江江豚和中華白海豚實時監測和預警,提高夜間或惡劣天氣下對水生哺乳動物的監測率,無須人員值守,可節省人力、管理及時間成本。
三、產品應用
RPCD實時監測產品,采用低功耗工業主機及密封防水保護,適用于野外長期作業,并通過了國家法定計量機構對其性能與精準度的鑒定。其中拖曳式、陣列式監測產品已在江西、湖北、湖南、江蘇、安徽等多個地區及2022年長江科考中獲得成功應用,在鯨豚類動物的保護和監測中起著重要作用。同時,由珠海保護區支持合建的中華白海豚聲學監測位點和監控展示預警平臺,實現了對中華白海豚的監測、聲影像展示和實時預警。
RPCD實時監測產品提供鯨豚類動物實時聲影像監測和預警,能夠達到水下、水面、空中三位一體的鯨豚類動物監測及預警,可廣泛應用于河流和海洋環境中海洋哺乳動物的長期實時監測、預警及物種保護,為生態保護工作提供科學數據。