《拯救濒危物种: 实时监测海牛的新人工智能方法》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2024-09-08
  • 海牛是捕食量巨大的水生哺乳动物,它们以海草为食,日放牧时间长达八小时。由于它们喜好在浅水环境中群聚性捕食且行动缓慢,使它们对环境变化及风险具有较高敏感度。准确统计区域内海牛聚集数量对生态系统和环境监测具有重要意义。但海牛体形独特,且常年成群聚集在浅水中,水面反射、遮挡以及伪装等因素往往对海牛计数造成干扰。

    佛罗里达大西洋大学提出了一种基于深度学习的种群计数方法,该方法可以通过低质量图像自动计算区域内海牛数量。这种方法使用高斯核(AGK)确保密度函数可以最大限度地捕获不同聚合中个体海牛的形状,并将AGK应用于不同类型的深度神经网络(VGG、SANNet、CSRNet、MARUNet等)学习海牛密度并计算场景中海牛的数量。通过使用从监控视频中提取的通用低质量图像,实验结果表明,基于AGK内核的海牛计数实现了最小的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)。

  • 原文来源:https://new.nsf.gov/news/saving-endangered-species-new-ai-method-counts
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    • 编译者:liguiju
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    • 海牛经常成群结队地在浅水区觅食,这使得它们容易受到环境变化和其他风险的影响。准确统计特定区域内海牛的聚集数量对于观察它们的行为习惯、设计船只安全规则、安排护理和干预计划等都具有重要意义。由于海牛独特的形状、群体生活习性、水面反射、遮挡和伪装等因素,准确计数海牛数量具有挑战性。 佛罗里达大西洋大学提出了一种基于深度学习的群体计数方法。该方法使用低质量图像作为输入,自动计算区域内海牛的数量。鉴于海牛独特的形状和常在浅水区成群出现的特点,提出使用各向异性高斯核(AGK),该方法具有可调的旋转和平移参数,以最大化地捕获不同聚集中个体海牛的形状。将AGK核应用于多种为群体计数设计深度神经网络,包括VGG、SANet、CSRNet、MARUNet等,以学习海牛密度并计算场景中的海牛数量。结果表明基于DNN和AGK内核的海牛计数方法在低分辨率图像上表现良好,尤其是在背景复杂的高密度海牛图像中,能很好地估计场景中的海牛密度,且实现了最小的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)。 该方法平衡了标记成本与计数效率,为海牛计数提供了一种简单而高效的解决方案。该研究方法为更广泛的应用创造了可行性,对计数技术的改进,改善了对生态系统未来预测的准确性。(张灿影 编译)
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    • 编译者:王成卓
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    • 2019年5月22日星期三,世界上现存的苏门答腊犀牛不足80头,IUCN物种生存委员会和其他四个保护组织建立了一项新的合作关系,旨在阻止该物种即将灭绝。犀牛专家和印尼政府官员已经达成共识,将苏门答腊犀牛从灭绝的边缘拯救回来的唯一方法,就是将分布广泛的野生种群重新安置到专门为它们设计的有管理的繁殖设施中。世界自然保护联盟物种生存委员会(SSC)一直在与国家地理学会、世界野生动物基金会、国际犀牛基金会、全球野生动物保护组织和印度尼西亚的政府合作,建立一个开创性的联盟,以拯救濒临灭绝的苏门答腊犀牛。SSC正在召集科学家、自然资源保护主义者和政府,以促进在短期内重新安置犀牛的快速进展,并在长期内对未来几代犀牛进行持续的管理。具体来说,苏门答腊犀牛救援行动将其活动重点放在物种保护和护理的三个关键领域:能力建设:在印度尼西亚建立两个新的苏门答腊犀牛保护区,一个在印度尼西亚婆罗洲,另一个在苏门答腊北部,并扩大现有设施的方式坎巴斯国家公园。搜寻及救援:进行搜寻及救援行动,把孤立的苏门答腊犀牛转移至受管理的保育繁殖设施。护理和保护:将犀牛纳入一个单一的保护育种计划,使用最先进的兽医和畜牧业护理,旨在最大限度地提高人口增长。2018年11月,在当地合作伙伴的支持下,联盟成功营救并将一头健康的雌性犀牛转移到加里曼丹的安全设施。这次拯救行动是苏门答腊犀牛拯救计划(Sumatran Rhino rescue)领导的保护繁殖计划的第一项主要行动,该计划旨在拯救濒临灭绝的犀牛,并最终将其数量增加到足以让它们重返野外的水平。。SSC的希望在于,这种模式不仅能确保苏门答腊犀牛的未来,还能为类似的联合紧急救援行动铺平道路,以拯救濒临灭绝的其他物种。