揭秘濕地中的“生態醫生”

雷佳琳

只要聽鳴叫聲，它就能分辨出是什么鳥；在人類眼中，仿佛長得一模一樣的灰鶴，它卻能逐一識別；它還能和野生動物一起遨游世界，它就是濕地中神奇的“生態醫生”！在它的幫助下，研究人員可以監測并獲取濕地中的實時數據，對威脅濕地安全的情形進行預警和處置。

智慧濕地系統由前端感知設備、人工智能算法、濕地數字孿生底座和智慧濕地系統管理平臺組成。

前端感知設備是濕地中的“智慧之眼”，安裝在濕地各個部位的感知硬件，能夠精準測量濕地的各項指標、數據，時刻監測濕地的生態“體征”。

這些寶貴的數據被送到智慧濕地系統的“大腦”——高級數據處理系統。通過復雜的人工智能算法進行分析，高級數據處理系統能夠從海量的數據中提取關鍵信息，形成對濕地健康狀況的全面診斷。

濕地數字孿生底座可以為研究人員提供虛擬實境，讓他們全面了解濕地的結構和變化。

智慧濕地系統管理平臺則如同醫院的指揮中心，它將各個部門的信息整合，為研究人員提供全局性的濕地健康管理方案。

幾種鳥類的聲音頻譜圖，可以看出聲音的能量變化和鳴唱規律

在濕地中，布設著一些由四路拾音器組成的聲紋采集陣列。它們能夠精準地捕捉100米半徑內的聲音，如同靈敏的耳朵，聆聽著動植物的私語。

這些設備集成了專有的聲紋識別模型，可以實時處理、識別采集到的聲音數據。為了支撐算法識別的準確率，研究人員采集并建立了目前中國最大的鳥類聲音數據庫，包含了1400多個物種、1億多條聲音，對于常見物種的識別準確率達到90%以上。

研究人員是如何“教會”計算機模型識別鳥類聲音的呢？首先，對聲音數據進行預處理，創造更好的學習環境；接著，通過提取聲音特征，將聲音信息轉化成計算機模型能理解的形式；隨后，引入深度學習結構；最后，通過研究人員的反饋和再訓練，提高計算機模型的準確性，使其能夠準確辨識不同鳥類的鳴叫聲。

特制的可移動式監測設備，集自供能、可升降觀測、可移動、邊緣計算、存儲和顯示等功能于一體。其中，定制的邊緣計算設備搭載了鳥類圖像識別算法，能夠實時處理視頻數據，如同炯炯有神的“眼睛”。識別算法包括目標檢測和細粒度識別，可以實時估算視頻中的鳥群數量和種類。

背負式跟蹤器佩戴示意圖

數字孿生技術如同濕地的時空漫游者，通過實景動態模擬技術構建濕地的數字化副本。這個“時空漫游者”可以穿越濕地的過去、現在和未來，為生態系統的監測和管理提供精準的數據支持。數字孿生成為濕地保護的得力助手，通過科技之眼，我們能更全面地了解濕地，更智能地守護濕地。

通過佩戴在野生動物身上的衛星追蹤設備，研究人員可以按需采集多維度數據，例如位置、活動狀態、體征等。它就像地球探險家一樣，讓我們與野生動物一同漫游世界，了解它們的足跡、生活。

西溪濕地數字孿生系統展示頁面

在濕地的奇妙世界里，智慧濕地系統這位敏銳的“生態醫生”，以先進的科技裝備為濕地的生態“體征”進行精準監測。未來，隨著數據的積累與融合，通過不斷學習和優化算法，“生態醫生”的智能化水平將不斷提升。

（責任編輯 / 高琳? 美術編輯 / 周游）