WebGIS技术:解决自然保护区红外照片管理难题

2019-06-28 09:42 来源:中国经济网

  点缀着零星小花的高山草甸上,雪豹妈妈带着三只小雪豹缓缓行走,三只小雪豹走走停停好奇地东张西望;雪豹妈妈觅食去了,三只小雪豹啃着脚丫玩耍,活泼地争抢草皮。

红外相机拍摄雪豹“一家四口”

  一片茂密的森林,大片的秦岭箭竹覆盖了河谷,树干上生长着青苔。一只罕见的棕色成年大熊猫,晃晃悠悠地从密林钻出,在山间溪谷缓慢地伸了个懒腰。

  这些珍贵的影像资料都归功于同一神器,那就是用于野生动物监测的红外相机。

  由于濒危物种数量稀少以及大多数野生动物对人类活动敏感, 而且某些野生动物的生态习性如警觉、行踪隐蔽、夜间活动等, 都增加了传统调查的难度。红外相机具有全天候无间断、隐蔽性强、非损伤性、较少受到环境条件和研究人员的限制等特征, 在野生动物调查研究中具有天然优势。

自然保护区工作人员安装红外相机

  目前全国80%左右国家级自然保护区都安装了红外相机,实现了对自然生境下野生动物野外生存状况的跟踪。但如何规范管理高速增长的图像数据,如何增加数据的共享性, 以及如何更大程度地挖掘照片中所包含的有用信息, 显得尤为重要, 也是普遍存在的问题。

  据不完全统计,我国各级自然保护区已投入的红外相机累计超过2万台。单个相机一个月可以产出上百张照片,各个监测样区所获得的图像正在以万为单位进行累积。如清华大学刘雪华团队从2009年开始在秦岭南坡开展红外相机监测, 陆续安装红外相机近200台,截止到2018年共获取有效野生动物照片约10万张。

  按照自然保护区的监测规程,需要每3个月更换一次红外相机储存卡和电池,并及时进行物种判读辨析,每半年将动物的种类、数量、分布,以及种群动态变化趋势等监测结果及物种有效照片、生境照片汇总生成报告。

  然而,当前自然保护区对大量红外照片的管理,一般零散存放在多个硬盘、文件夹,查找分析完全依赖人工。工作人员在电脑前,一张一张地浏览、分辨红外相机拍摄的照片。数万张照片,仅仅是筛选出有效照片就让人眼花缭乱,更不用说繁琐地逐个照片重命名,提取信息制作表格,工作量巨大。

大量红外照片依赖文件夹管理

  为了解决这些问题,保护区也开始积极寻找大量红外照片管理的方法。近日,由苏州中科图新开发的保护区资源监测管理系统上线,凭借在GIS行业近十年的技术积累,有效解决了自然保护区资源监测业务中红外相机布设、红外相机管理、相片入库、相片检索、相片统计等业务难题,已获得多个自然保护区的认可。

  系统特色功能:

  1.红外照片入库

  系统基于WebGIS架构,打开浏览器从网页端即可批量上传照片,系统自动识别经纬度、海拔高、拍摄时间等信息。同时支持录入物种名称、保护级别等字段信息。

  2.智能灵活查询

  支持照片数据库的筛选、检索、模糊查询,方便用户精确找到一张、一批、一类照片;支持多个条件筛选相片;支持任意空间范围进行地图相片检索等。

  3.时空分布分析

  采用空间插值算法,根据物种活动位置生成空间分布热力图;拖动时间滑块,动态分析物种活动的季节、海拔、空间区域等时空分布规律。

  4.自动化报告

  针对红外照片物种信息、管理单位、拍摄数量、分布区域、保护等级等进行统计,实时监测动物资源总体趋势,并能及时提醒新发现的物种。还可以选择对应报告模板,输出指定类型统计报告和各种业务文档。

  据系统开发人员介绍,保护区资源监测管理系统主要解决的是,百万级红外照片管理应用和物种时空分布统计分析两大核心需求。

  “我们了解到,自然保护区的工作人员花时间最多的工作,就是照片的归档整理。我们把照片入库这个工作大大简化,系统能够自动识别照片属性信息,人工判读的信息也可以快速录入。这么一来,这部分的工作时间就能缩短一大半。”

  “我们是做GIS系统出身,对地图的各种应用很熟悉。保护区资源监测管理系统能够读取照片的地理位置信息,展点到地图上去。除了卫星影像,还支持无人机正射影像、保护区原有的业务数据(林班图、二调图、功能区划图、等高线等)叠加查看。再加上智能生成的热力图、各种图表,等于是系统已经提前把信息都挖掘出来了,让工作人员可以腾出精力做科研做分析。”

影像叠加等高线和林班图

  红外相机确实是监测野生动物的一项非常有效的方法,帮助我们采集大量数据。对于保护区工作人员来说,红外数据怎么管、怎么用是头等问题。可以说,保护区资源监测管理系统提供了一个崭新的思路,相信会为监测野生动物提供更好的数据支持。

【责任编辑:陈梦宇】

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