一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法。本发明专利技术所提供的方法以下步骤：采集预选时间段、预选湿地区域中待识别鸟类的声音和图像；将待识别鸟类的声音输入到隐马尔可夫模型中，输出声音识别对应的鸟类物种；以及将待识别鸟类的图像输入到目标识别模型中，输出图像识别对应的鸟类物种；将预选湿地区域中声音识别的鸟类物种，以及图像识别的鸟类物种进行合并，并将合并后得到的鸟类物种数作为预设湿地区域中鸟类物种总数；根据鸟类物种总数和物种保守系数，计算鸟类完整性指数；根据鸟类完整性指数，判断预选湿地区域的生态状况等级。本发明专利技术能够准确、全面地评价湿地区域的生境状况，从而为生态修复和保护提供合理化指标。合理化指标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法


[0001]本专利技术涉及生态监测
，尤其是涉及一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法。

技术介绍

[0002]湿地是一种独特的生态系统，具有多种功能和价值，是自然界生物多样性丰富、人类社会赖以生存和发展的环境之一。
[0003]鸟类是湿地生态系统中最活跃、最引人注目的组成部分，并且在湿地能量流动和维持生态系统的稳定方面起着举足轻重的作用。湿地生态状况的变化将直接影响鸟类的生态和种群的发展，因而鸟类可以作为监测湿地生态状况变化的一项客观生物指标。
[0004]传统的鸟类识别方法有视频监测和人工识别方法，但视频监测目标范围有限；而人工识别实施困难、效率低。
[0005]因此亟需一种提高鸟类识别的全面性、准确性以及识别效率，从而实现对湿地生态状况的评价。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法。
[0007]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，其根据预选湿地区域中鸟类物种总数和保守系数，评价湿地生态状况。
[0008]具体地，包括以下步骤：
[0009]步骤S101、采集预选时间段、预选湿地区域中待识别鸟类的声音和图像；
[0010]步骤S102、将待识别鸟类的声音输入到隐马尔可夫模型中，输出声音识别对应的鸟类物种；以及将待识别鸟类的图像输入到目标识别模型中，输出图像识别对应的鸟类物种；
[0011]步骤S103、将预选湿地区域中声音识别的鸟类物种，以及图像识别的鸟类物种进行合并，并将合并后得到的鸟类物种数作为预设湿地区域中鸟类物种总数；
[0012]步骤S104、根据鸟类物种总数和保守系数，计算鸟类完整性指数；
[0013]步骤S105、根据鸟类完整性指数，判断预选湿地区域的生态状况等级。
[0014]本专利技术的基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法所具有的有益效果包括：
[0015](1)本专利技术提供的鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，利用声音和图像共同判断，从而提高湿地区域鸟类的识别率；
[0016](2)本专利技术提供的鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，能够避免人工干预，能够有效减少人工成本，提高鸟类识别的准确性以及识别效率；
[0017](3)本专利技术提供的鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，能够准确地获得湿地区域的鸟类完整性指数，从而能够准确、全面地得到湿地区域的生境情况，从而为生态修复和
保护提供合理化指标。
附图说明
[0018]图1是本专利技术基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法的过程流程图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围作出更为清楚明确的界定。
[0020]需要说明的是，在本文中，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0021]其中，鸟类可以作为监测湿地生态状况变化的一项客观生物指标。然而如何准确全面地识别湿地中鸟类的物种及鸟类完整性是亟需解决的问题。
[0022]为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，其根据预选湿地区域中鸟类物种总数和保守系数，评价湿地生态状况。
[0023]具体地，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
[0024]步骤S101、采集预选时间段、预选湿地区域中待识别鸟类的声音和图像。
[0025]在本专利技术中，预选时间段优选为同一季节不同时间段，例如夏天中每个周二、日全天，从而保证能够全面识别出该预选湿地区域中该季节出现的鸟类，进而判断该季节时该预选湿地区域的生态状况。
[0026]目前，对鸟类的识别通常基于声音或图像来进行，而由于光线、物体的姿势、视角、遮挡、背景干扰等等因素，同一鸟类物种的形态会有较大的差异，同时同一鸟类物种的声音也有所差别。因此本专利技术利用声音和图像共同判断，从而提高湿地区域鸟类的识别率。
[0027]在本专利技术的一个优选实施方式中，步骤S101之前可以包括：
[0028]步骤S100
‑
1、将预选湿地区域划分为多个子区域。
[0029]目前水鸟的监测采用定点计数法进行；对于其他类型的鸟类，采用样线法进行监测，即观测者沿固定的线路行走，并记录样线两侧所见到的鸟类。样线应间距0.5km以上，样线长度3～5km，观测时行进速度以1～3km/h为宜。发现鸟类时，记录名称、数量等信息。
[0030]由此可见上述过程人为因素影响较大，且监测的数据较片面。因此，为了确保鸟类物种识别的准确性、全面性，本专利技术将预选湿地区域划分为多个子区域，优选多个子区域的面积并不完全相同。
[0031]经研究发现，若该湿地中以水面为主，子区域可划分成较大的面积，例如10～30m*10～30m；若该湿地中以有植被覆盖的陆地为主，子区域可划分成较小的面积，例如2～8m*2～8m，可减少植被遮挡、人为破坏以及监测距离等外界因素的影响，从而能够更加准确全面地识别每一个子区域中的鸟类物种及分布。
[0032]步骤S100
‑
2、在每个子区域中设置图像采集设备和声音采集设备。
[0033]为了保证鸟类识别的准确性和全面性，在每个子区域中均设置有图像采集设备和
声音采集设备。又由于每个子区域的面积并不完全相同，因此每个子区域设置的图像采集设备和/或声音采集设备的数量也不完全相同。
[0034]经研究发现，面积较小的子区域中存在较多的干扰因素，如植被的遮挡等，设置较多的图像采集设备和/或声音采集设备能够提高鸟类物种识别的准确性。因此优选地，面积较大的子区域设置的图像采集设备和/或声音采集设备的数量小于等于面积较小的子区域。
[0035]优选地，图像采集设备包括双目照相机和单目照相机。为了节约成本以及提高鸟类识别的准确性和全面性，双目照相机多设置在面积较小的子区域中，并且双目照相机的数量与对应子区域植被的覆盖率成正比，以及单目照相机只设置在面积较大的子区域中，以便于监测水鸟。
[0036]例如，图像采集设备可以使用专利申请号为201920096153.9类似的结构，隐秘性高，高度角度可调，适应性强。
[0037]经研究发现，在图像采集过程中会受较多的外界干扰，例如天气、光照等。优选地，每个子区域设置的图像采集设备的数量大于等于声音采集设备的数量，从而能够保证图像采集的准确性。
[0038本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，其特征在于，根据预选湿地区域中鸟类物种总数和保守系数，评价湿地生态状况。2.根据权利要求1所述的基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101、采集预选时间段、预选湿地区域中待识别鸟类的声音和图像；步骤S102、将所述待识别鸟类的声音输入到隐马尔可夫模型中，输出声音识别对应的鸟类物种；以及将所述待识别鸟类的图像输入到目标识别模型中，输出图像识别对应的鸟类物种；步骤S103、将所述预选湿地区域中声音识别的鸟类物种，以及图像识别的鸟类物种进行合并，并将合并后得到的鸟类物种数作为所述预设湿地区域中鸟类物种总数；步骤S104、根据所述鸟类物种总数和保守系数，计算鸟类完整性指数；步骤S105、根据所述鸟类完整性指数，判断预选湿地区域的生态状况等级。3.根据权利要求2所述的基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，其特征在于，步骤S101之前还包括以下子步骤：步骤S100
‑
1、将预选湿地区域划分为多个子区域；步骤S100
‑
2、在每个子区域中设置图像采集设备和声音采集设备。4.根据权利要求3所述的基于鸟类完整性评价湿地生态状况的方法，其特征在于，步骤S101之前还包括以下子步骤：步骤S100
‑
3、对每个子区域中图像采集设...

【专利技术属性】
技术研发人员：何萍，徐杰，侯利萍，任颖，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：