“西伯利亞(ya) 銀鷗、蒼鷺和白琵鷺同框是比較難得的，說明這一區域的鳥類多樣性比較好！”近日，沙河水庫AI智能監測站點“開工”第一天，就識別到了50種鳥類，這讓市水務局水質水生態監測中心的工作人員很是興(xing) 奮。

　　這套被譽為(wei) “河湖精靈監測眼”的裝備係統，學名叫做“河湖鳥類AI智能識別監測裝備”，2022年曾在官廳水庫成功監測到國家一級保護動物黑臉琵鷺的蹤跡。2023年，北京市水務局將在全市新增設包括沙河水庫觀測站在內(nei) 的12處監測站點，並在原有“河湖精靈監測眼”裝備係統上增加了“鳥鳴識別”功能，為(wei) 河湖生態監測再添助力。

　　“AI”觀鳥新添移動站點

　　去年，市水務部門改變過去傳(chuan) 統的“人工蹲守”監測方式，開創性的將AI技術應用於(yu) 水生態鳥類多樣性監測，建設了3座河湖鳥類AI智能識別自動監測站，探索首都河湖鳥類的自動化、智能化監測。

　　“截至去年12月31日，3座AI監測站（密雲(yun) 水庫1號站、官廳水庫1號站和六渡站）共拍攝照片超過18000張，識別並記錄的河湖鳥類近40種。”市水務局水質水生態監測中心高級工程師楊蓉介紹，觀測到的鳥類中既有北京地區常見的普通鸕鶿、蒼鷺、綠頭鴨、白鷺、骨頂雞等，也拍攝到不少“稀客”，如黑臉琵鷺、黑鸛、牛背鷺、紅尾水鴝等。

　　“今年以來，密雲(yun) 水庫不老屯鳥島、官廳水庫野鴨湖、永定河盧溝橋和大寧水庫、潮白河向陽閘、沙河水庫等區域已經有新的AI監測站點入駐了，溫榆河公園、南海子郊野公園、團城湖、泃河等傳(chuan) 統‘觀鳥聖地’的監測站點建設正在加緊推進中。”楊蓉介紹，今年水務係統選擇鳥類聚集、繁衍、遷徙的區域，計劃再建設12處監測站點，其中包括11處固定站點和1處移動站點。

　　“鳥鳴識別”功能可準確判斷種類

　　今年，河湖鳥類AI智能識別監測裝備還增加了新功能——“鳥鳴識別”功能，即通過采集鳥鳴聲就能準確判斷鳥的種類。

　　“鳥鳴聲也同千差萬(wan) 別的人聲一樣，具有高度差異化的特質。”楊蓉表示，聲音識別不同於(yu) 圖像識別，它受空間範圍限製較小，而且還能從(cong) 樹叢(cong) 等複雜地形中采集信息，不容易受到物體(ti) 遮擋等幹擾，更適合鳥類信息采集工作。

　　實現鳥鳴聲識別的第一步，是建立本地區鳥鳴信息數據庫，為(wei) 聲音識別係統進行“建模”。技術人員從(cong) 鳥類公開數據集中下載了包括綠頭鴨、蒼鷺、鸕鶿等在內(nei) 的20種北京地區常見鳥類的鳴聲構建數據集，並通過在站點周邊安裝的四向拾音器采集鳥類聲頻並保存，與(yu) 數據庫比對進行識別。

　　楊蓉介紹，河湖鳥類信息的采集主要會(hui) 受到風聲水聲等環境噪聲的幹擾，為(wei) 降低這類幹擾，係統預設了適應濾波算法，能在識別前對常見的環境噪聲進行消除，“初步試用證明，鳥鳴識別對一些鳴聲高亢的鳥類、背景聲音不複雜的鳥類和一些非特殊的單一叫聲，識別準確率還是非常理想的。”此外，遇到沒有預存在數據庫的鳥鳴，係統還會(hui) 對信息進行保存、檢測，經過專(zhuan) 業(ye) 人員確認後，作為(wei) 新的樣本擴充數據庫。

　　智能監測浮遊生物提效10倍

　　目前，AI技術在本市水生態監測領域主要應用於(yu) 鳥類、魚類和浮遊生物監測三個(ge) 方麵。

　　“鳥類、魚類的監測比較容易想象，在相對微小的浮遊生物監測方麵，AI技術也可以發揮驚人效能。”楊蓉說，過去，水務部門針對浮遊生物的監測主要依靠人工鏡檢識別。“這非常考驗‘眼力’，即便是熟練的技術員，每天最多也就處理10多個(ge) 樣品，再多了眼睛就會(hui) 又花又澀。”楊蓉說。

　　為(wei) 克服傳(chuan) 統鏡檢法的不足，進一步提高浮遊生物監測效能，市水務部門組織開展了浮遊生物AI智能識別技術研究。借助AI“電子眼”，通過先進成熟的“流式細胞技術”，導入樣品、聚焦、拍攝、識別、計數……實現自動化一站式識別，可在無人值守條件下完成浮遊生物種類、比例、密度等多指標自動分析和輸出。“利用AI技術現在每天能識別100多個(ge) 樣品，並且極大地提高了準確性和效率。”楊蓉說。