長期以來，野生動物監(jiān)測是生物多樣性監(jiān)測的一個難點，尤其是鳥類、鳴蟲等不易被紅外相機探測到的動物類群。聲紋識別為監(jiān)測這些隱藏的動物提供了新途徑。特別是近年來權威科學數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)積累和深度學習在聲紋識別中的廣泛應用，加速推進了該領域的發(fā)展。BioONE項目生物多樣性信息學研究團隊長期致力于生物多樣性數(shù)據(jù)建設與數(shù)據(jù)挖掘分析，發(fā)布了中國生物物種名錄、中國生物地圖、中國動物主題數(shù)據(jù)庫和生物記app等多款數(shù)據(jù)產品，得到廣泛應用，在物種圖像和聲音識別方面也積累了豐富經驗。該團隊基于權威的名錄與分布數(shù)據(jù)庫，采集并整合動物聲紋數(shù)據(jù)，將深度學習與生態(tài)學模型相結合進行聯(lián)合建模，構建以鳥類為主的聲紋智能識別模型；并利用物聯(lián)網技術，研發(fā)了野外拾音傳感器與邊緣計算設備，實時采集環(huán)境聲音進行邊緣計算，實時返回識別結果到監(jiān)測系統(tǒng)中進行分析，構成完整的野生動物音頻自動監(jiān)測體系。

野生動物聲紋智能監(jiān)測硬件

野生動物聲紋智能監(jiān)測軟件系統(tǒng)

目前，野生動物聲紋智能監(jiān)測系統(tǒng)被生態(tài)環(huán)境部“五基”協(xié)同生態(tài)環(huán)境立體遙感監(jiān)測體系采用，是該體系中唯一基于聲紋識別進行生物多樣性監(jiān)測的設備系統(tǒng)。該系統(tǒng)先期被部署在內蒙古通遼移動監(jiān)測車及地面監(jiān)測站等場景開展示范驗證。到目前已經穩(wěn)定工作超過2000個小時，回傳有效錄音數(shù)據(jù)近1萬條，監(jiān)測并識別到60多類環(huán)境聲音，系統(tǒng)性能得到有效驗證。此外，研究團隊還為“五基”協(xié)同生態(tài)環(huán)境立體遙感監(jiān)測體系提供科學數(shù)據(jù)支撐，支持重點研發(fā)課題“重要生態(tài)空間人類干擾活動智能識別技術與應用研究”，促進“五基”在生物多樣性監(jiān)測中的應用。

車載聲紋監(jiān)測系統(tǒng)

用戶證明材料

在中國科學院多個項目的共同支持下，研究團隊已經在北京市密云區(qū)、溫榆河公園、永定河公園及野生動物救助中心等多種典型生境、生物多樣性豐富的重點區(qū)域部署了10余套智能監(jiān)測設備，啟動了北京林草系統(tǒng)智能感知應用示范。截至目前，系統(tǒng)已經采集了近7萬條有效聲音數(shù)據(jù)，監(jiān)測并記錄到200多種鳥類的鳴聲，將有力支撐這些區(qū)域生物多樣性本底調查與長期監(jiān)測活動，也為中國科學院物種多樣性數(shù)據(jù)庫提供源源不斷的動物聲音和分布數(shù)據(jù)，支撐生物多樣性空間格局及變化的長期研究工作。

證明材料

野生動物聲紋智能監(jiān)測系統(tǒng)主要由中國科學院動物研究所動物適應與功能基因組學研究組的林聰田博士牽頭完成，綜合運用了該團隊在深度學習方面的技術優(yōu)勢及中國科學院長期建設的多個科學數(shù)據(jù)庫，瞄準生物多樣性監(jiān)測中的重點與難點，具有廣闊的應用前景。該系統(tǒng)研發(fā)得到中國科學院戰(zhàn)略先導專項（A類）“地球大數(shù)據(jù)科學工程”（XDA19050202）、中國科學院‘十四五’網絡安全和信息化專項（CAS-WX2021PY-0202 ）及國家基礎學科公共科學數(shù)據(jù)中心共同資助。本項目測試設備由生境(北京)科技有限責任公司提供，感謝中國科學院微電子所提供設備改進建議。

審核編輯：郭婷