水生哺乳类实时声学分析预警系统的原理及应用
2023-11-16 来源:本站 点击次数:715
一、研发背景
“关爱野生动物,守望美丽中国。”2022年长江江豚科考结果显示,长江江豚数量为1249头,与2017年科考相比,江豚数量出现了历史性的回升,这与农业农村部设立的保护区、长江江豚保护行动计划、长江十年禁渔计划的实施分不开。但是,真正要实现像长江江豚、中华白海豚等珍稀濒危鲸豚类生物生生不息的目标,还需要人类做出更多更大的努力。保护生物多样性,就是保护人类永续发展的生存基础,对于促进人与自然和谐共生、推动生态文明建设具有重要意义。
鲸豚类动物靠肺呼吸,约95%的时间生活在水下,只有5%的时间会出水呼吸,出水时间极短,由于传统的监测方式存在的局限性,水上监测难以直接观察它们水下的活动情况,无法满足对水下鲸豚类生物的有效监测和保护。针对国家一级重点保护动物——长江江豚、中华白海豚,中科院水生所联合相关单位共同研发了水生哺乳类动物实时声学预警系统。该系统是目前国内先进的水下鲸豚类生物实时监测系统,其转化产品安装简单方便、环境适应性强。对于解决野外作业困难、水下侦测困难、成像效果差、设备存储空间小、续航能力差、数据难以分析处理等问题具有明显优势。
二、系统原理
水生哺乳类动物实时声学预警系统,是基于鲸豚类动物的发声特性,采用先进的人工智能识别算法,通过对采集水下声信号解算抓取齿鲸类脉冲值,实时回传并进行识别、分类、优化处理,精准计算鲸豚类动物的发声方位和数量。同时实时声学监测系统联动无人机,自动规划巡护路线,5G网络传输通信将声学监测与无人机之间的协同时间小于10秒,并实时回传巡护影像。该系统实现了对长江江豚和中华白海豚实时监测和预警,提高夜间或恶劣天气下对水生哺乳动物的监测率,无须人员值守,可节省人力、管理及时间成本。
三、产品应用
RPCD实时监测产品,采用低功耗工业主机及密封防水保护,适用于野外长期作业,并通过了国家法定计量机构对其性能与精准度的鉴定。其中拖曳式、阵列式监测产品已在江西、湖北、湖南、江苏、安徽等多个地区及2022年长江科考中获得成功应用,在鲸豚类动物的保护和监测中起着重要作用。同时,由珠海保护区支持合建的中华白海豚声学监测位点和监控展示预警平台,实现了对中华白海豚的监测、声影像展示和实时预警。
RPCD实时监测产品提供鲸豚类动物实时声影像监测和预警,能够达到水下、水面、空中三位一体的鲸豚类动物监测及预警,可广泛应用于河流和海洋环境中海洋哺乳动物的长期实时监测、预警及物种保护,为生态保护工作提供科学数据。