生态监测技术:从人扛设备爬山,到天地智能联网,我们摸到了大自然的脉搏
去年跟着中科院的朋友去祁连山搞野外调查,差点把我半条命累没了。那时候才知道,十几年前的生态监测,全靠人脚力。一个组三四个人,扛着样方框、测树尺、手持GPS,天不亮就上山,太阳落山才下来,一天最多测十几个样方。遇到悬崖、陡坡,或者狼豹偶尔出没的区域,干脆就直接放弃,数据留空。
累到想哭。
数据还不准,GPS信号飘个几十米,回来整理的时候,位置对不上都是常事。
祁连山国家公园空天地一体化生态监测站点布置图
我那个朋友说,现在他们做一次全国森林资源普查,时间比十年前缩短了三分之二,数据精度翻了四倍。换做以前,想都不敢想。
AI识别红外相机野生动物监测结果示意图
很多沿海的红树林保护区,用AI加多光谱卫星数据,能实时监测红树林的扩张速度,还有病虫害的发生,比人工巡查早好几个月发现问题,能救好多树。
热炒背后,生态监测技术还有一堆坑没填
不过话说回来,现在这行吹得太厉害,很多问题没人愿意说破。
第一个坑就是,设备堆了一堆,数据烂在库里。很多地方拿了经费买了一堆传感器、无人机,结果没人会整理分析数据,监测完了就存在硬盘里,根本用不起来,说白了就是为了凑项目。
第二个坑,野外设备的稳定性太差。南方梅雨潮湿,北方冬天零下几十度,很多便宜的传感器用不了三个月就坏了,坏了也没人及时修,最后变成了摆设。
第三个坑,数据标准不统一。不同部门、不同项目用的监测方法不一样,测出来的数据口径对不上,你测你的我测我的,最后拼不出一张完整的生态图。还有,很多偏远的小保护区,拿不出钱买高端设备,还是停留在靠脚丈量的阶段,数字生态的红利还没轮到他们。对吧?
最近一两年,行业里也在慢慢解决这些问题。国家统一了生态监测的数据标准,要求所有公开的监测数据必须按统一格式入库,还有创业公司在做低成本高稳定的野外传感器,把价格压到了原来的三分之一,小保护区也能装得起。还有不少高校开了专门的生态监测数据处理方向,培养能懂生态又懂技术的人,不用再让生态学家自己啃代码。
我上个月去千岛湖玩,看到湖面上飘着几个浮标式监测站,能实时测水质和浮游生物的数量,数据直接同步到保护区的大屏上。那一刻突然觉得,我们说了那么多年的尊重自然,其实第一步就是要读懂自然的信号。生态监测技术就是我们的听诊器,能让我们清清楚楚听到大自然的心跳,哪里好哪里不好,一眼明了。路还长,但是方向已经对了。对吧?
从"靠脚丈量"到"天地一体",技术迭代彻底改了玩法
现在的生态监测,早就不是人单打独斗的时代了。低轨遥感卫星负责拍大尺度的变化,整个三江源的植被覆盖率、冰川消融速度,几个月就能更新一次数据,分辨率能到一米级,哪片林子被偷伐了,哪片草场退化了,一眼就能看到。 无人机负责巡重点区域,比如自然保护区的核心区,人进不去的地方,无人机飞一圈,把红外、多光谱数据都拍回来,连树的胸径都能测个八九不离十。 地面各个监测点埋了低功耗无线传感器,二十四小时测土壤湿度、空气污染物浓度、二氧化碳浓度,甚至能测林下小型动物的活动频率,数据自动传到后台,不用人天天去抄。
祁连山国家公园空天地一体化生态监测站点布置图
我那个朋友说,现在他们做一次全国森林资源普查,时间比十年前缩短了三分之二,数据精度翻了四倍。换做以前,想都不敢想。
AI入局生态监测,真不是资本炒出来的噱头
最早听到AI+生态监测,我还以为是割韭菜的套路。直到上个月看了神农架保护区的监测数据,才服了。 神农架几千台红外相机,每天能拍十几万张照片,以前全靠保护区的工作人员和研究生人工分类,几千张照片要分好几天,遇到模糊的、藏在树后面的动物,经常认错或者漏认,堆的照片几年都整理不完。 现在呢,训练好的AI模型,几小时就能把十几万张照片分类标好,准确率能到95%以上,连藏在树叶阴影里的小麂都能给你圈出来。说实话,这效率真的惊到我了。 除了图像,AI还能听音识物。长江江豚的监测,现在用AI加水声传感器,能通过江豚的声呐信号,精准统计出没的时间和种群数量,不用人开着船天天在江面上找。
AI识别红外相机野生动物监测结果示意图
很多沿海的红树林保护区,用AI加多光谱卫星数据,能实时监测红树林的扩张速度,还有病虫害的发生,比人工巡查早好几个月发现问题,能救好多树。
热炒背后,生态监测技术还有一堆坑没填
热炒背后,生态监测技术还有一堆坑没填
不过话说回来,现在这行吹得太厉害,很多问题没人愿意说破。
第一个坑就是,设备堆了一堆,数据烂在库里。很多地方拿了经费买了一堆传感器、无人机,结果没人会整理分析数据,监测完了就存在硬盘里,根本用不起来,说白了就是为了凑项目。
第二个坑,野外设备的稳定性太差。南方梅雨潮湿,北方冬天零下几十度,很多便宜的传感器用不了三个月就坏了,坏了也没人及时修,最后变成了摆设。
第三个坑,数据标准不统一。不同部门、不同项目用的监测方法不一样,测出来的数据口径对不上,你测你的我测我的,最后拼不出一张完整的生态图。还有,很多偏远的小保护区,拿不出钱买高端设备,还是停留在靠脚丈量的阶段,数字生态的红利还没轮到他们。对吧?
最近一两年,行业里也在慢慢解决这些问题。国家统一了生态监测的数据标准,要求所有公开的监测数据必须按统一格式入库,还有创业公司在做低成本高稳定的野外传感器,把价格压到了原来的三分之一,小保护区也能装得起。还有不少高校开了专门的生态监测数据处理方向,培养能懂生态又懂技术的人,不用再让生态学家自己啃代码。
我上个月去千岛湖玩,看到湖面上飘着几个浮标式监测站,能实时测水质和浮游生物的数量,数据直接同步到保护区的大屏上。那一刻突然觉得,我们说了那么多年的尊重自然,其实第一步就是要读懂自然的信号。生态监测技术就是我们的听诊器,能让我们清清楚楚听到大自然的心跳,哪里好哪里不好,一眼明了。路还长,但是方向已经对了。对吧?