听声音,猜猜它是谁

为什么要进行鸣声监测？

有过观鸟经验的朋友，大概都遇到过明明听到有很多鸟在叫，却无法用望远镜看到或者看清楚的情况，这种时候就需要通过鸣声去识别鸟类。

这是一年四季都在深圳盐田梅沙生活的鸟类，来猜猜它们都是谁吧！

点击看看它是谁

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啼声婉转，鸟类调查员经常“闻声而至”，他们对于不熟悉的、无法现场辨识的鸟类声音，会用录音笔录下来后再查证辨识。

这样由人拿着录音设备主动去录制鸟鸣的方式就叫主动监测；与此对应的被动监测是利用无人值守的设备长期工作，录下设备周围的声音，再后期辨识，从中获取鸟类数据。

鸟类鸣声监测是鸟类监测中非常重要的一部分，也是近年来快速发展的领域。鸣声监测最大的优势是不需要直接观察鸟类的特征，哪怕是在茂密的森林中，鸟鸣声依然可以传到很远，也不怕树叶遮挡，相比目视观察更加省时省力。于是野生动物调查者们启用了一套“黑科技”去获取鸟类的声音。

使用外接指向麦克风的录音笔进行录音，张修瀚摄影

黑科技之一

主动监测与被动监测

主动鸣声监测的历史非常悠久，自从较为便携的录音机面世，就有人尝试在野外录制鸟类鸣声了。如今随着电子设备小型化，体积小巧的数码录音笔使用很方便，甚至大家每天随身携带的手机也可以作为有效的录音工具。还可以增加指向性麦克风、抛物面集音罩等配件来增强录制的效果。

在录音时，人们发现可以把录音设备留在野外，人暂时离开，这样就能录到无人干扰情况下鸟的自然鸣叫，这就是被动鸣声监测的雏形。鸟对人的活动是有反应的，调查人员的靠近或多或少会对鸟的分布和行为产生影响，因而与自然状态下的鸟类状态存在差异，从而一定程度上影响调查结果，但固定安装的小型设备会很快被鸟习惯。现在也陆续有厂商开发了专门用于长期野外被动监测的录音设备，防水防尘，可定时录制，人只需要定期更换电池和存储卡。

被动监测设备的野外安装，图片来源：广州灵感生态科技有限公司

但仅仅一台“无人值守录音机”还无法满足人们“偷懒”的需求，在此基础上，还可以装上太阳能板和电池组供电，使用4G网络等无线通信方式把数据回传，这样就连定期换电池和存储卡的步骤也可省去。

黑科技之二

鸟声AI识别算法

不论是用主动还是被动的采集模式，都会遇到一个核心问题：录到了鸟鸣后该怎么识别呢？如果说主动录音的时候还可以在看到鸟类的同时进行录音，那么被动采集的鸣声就需要大量的后期鉴定工作。就算是在观鸟人群快速扩张的今天，能熟练、系统地辨认鸟声的研究者和观鸟爱好者依然非常稀缺。虽然现在书籍和网络资料的获取途径更加便利，但培养听音辨鸟能力依然是个需要漫长的学习、实践和积累的过程。这对更大规模的鸣声研究依然是不够的。

在盐田梅沙片区，随着鸟类迁徙季的到来，一些远道而来的迁徙鸟类会加入到春季山林的鸟类大合唱。

这是春季造访的鸟类，您能识别出来它们是谁吗？

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AI算法用于鸟声识别的尝试在20多年前就有了，但是在很长时间内发展缓慢。近几年随着基于梅尔倒谱系数、支持向量机、卷积神经网络等相关技术的发展，AI识别算法有了很大的提高，同时计算机运算能力也在飞速发展，更加准确、高效、实用的鸟声识别才成为了可能。

基于深度学习的鸟类识别流程（简化版），图片来源：MagdalenaKortas

目前针对鸟类鸣声的AI综合识别能力最大的瓶颈有时候不是算法，更不是计算机的算力，而是很多鸟种的可靠录音资料太少，没有足够的训练素材让AI训练模型。但是随着鸟声资料的积累，无论是由人主动采集的鸣声，还是在实践中被动监测设备采集的设备经过校验后再作为训练素材，都会让识别模型越来越精准。

黑科技之三

鸟声监测智能化系统

整合上述提到的各个技术板块，就能够得到一套完整流程的智能化系统：安装在野外的智能化的被动声学监测设备通过太阳能电池板和蓄能电池组供电，全天候录制鸟类鸣声并存储，同时通过4G网络或其他无线传输方式将数据传输到云服务器，服务器运行的AI识别算法对每条音频进行识别，将识别出的鸟种信息输出，并进行初步的数据统计。这样就不需要专业人员长时间驻守在现场，同时只要增加监测设备就能扩大监测范围，调查将不再受限于专业调查人员的人数和工作时间，监测网络能够覆盖的范围和时段也是人工监测无法相比的。

使用监测设备构建的动态鸟类感知系统，图片来源：广州灵感生态科技有限公司

年3月开始，在深圳盐田梅沙碳中和先行示范区动物多样性本底调查项目中正式启用上述黑科技——用被动录音装置-AI识别算法记录和分析春夏季梅沙的鸟类多样性，在梅沙的绿地、郊野步道、森林散散步，就有可能看到我们布设的自动录音设备“小蘑菇”。

关于“盐田梅沙碳中和先行示范区动物多样性本底调查”项目

项目通过对梅沙碳中和先行示范区的街区、野外环境中的动物（兽类、鸟类、两栖类、爬行类、鱼类、传粉昆虫）种群多样性进行采样调查，获取其时空分布、迁徙节律以及受威胁因素等重要信息。项目数据可用于动态评估盐田梅沙碳中和社区范围内的动物栖息地质量、范围和连通性，为整个梅沙碳中和先行示范区生物相关的栖息地保护和生态系统服务功能提供有力的数据支持。

项目不仅助力积极构建分级、分类的城市生物多样性保护体系，为建设生物多样性友好的碳中和社区提供科学的空间规划基础，并为未来的碳中和社区生态调查提供规范标准。同时也可提升盐田梅沙街道与周边城市居民对生态环境的认知度与

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