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草地植物多样性无人机调查的应用潜力
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作者 万凤鸣 万华伟 +3 位作者 张志如 高吉喜 孙晨曦 王永财 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期126-136,共11页
草地生物多样性对于维持其生态系统服务功能至关重要,无人机遥感凭借机动灵活、高分辨率、高效率和低成本的优势,近年来在草地物种调查与研究中受到关注。然而,目前关于草地植物多样性无人机调查的研究仍然不够深入。本研究通过无人机... 草地生物多样性对于维持其生态系统服务功能至关重要,无人机遥感凭借机动灵活、高分辨率、高效率和低成本的优势,近年来在草地物种调查与研究中受到关注。然而,目前关于草地植物多样性无人机调查的研究仍然不够深入。本研究通过无人机航拍和人工地面调查对呼伦贝尔草甸草原区的植物多样性进行调查,通过比较不同样方布设方式、不同拍摄方式下观测到的物种数量和调查所用时间,探讨扩大调查面积对调查结果的影响以及利用无人机开展草地植物多样性调查的最佳拍摄参数和时间效率,分析草地植物多样性无人机调查的应用潜力。结果表明:(1)开展草地植物多样性调查时,物种数量随调查面积在一定范围内的增加而增多,与人工调查有限个样方相比,利用无人机进行大面积调查能够观测到更多的物种。(2)在半干旱地区草甸草原植物多样性调查中,用于物种识别的无人机RGB影像空间分辨率应优于0.45 mm,分辨率为0.45 mm时能识别67.16%的物种;在观测角度方面,采用两种方式进行拍摄为佳,可在90°垂直拍摄基础上增加45°或60°倾斜拍摄。(3)采用无人机调查可大幅缩短物种调查所用时间,但应配合高精度的物种智能识别模型以提高调查效率。本研究通过对比无人机与传统的人工地面调查观测到的物种数量,进一步验证了无人机遥感用于草地植物多样性调查的可行性,首次探讨了利用无人机获取可见光影像用于草地物种调查时的关键参数,研究结果可推动无人机在草地监测、调查和保护工作中的应用。 展开更多
关键词 草地 无人机 植物多样性 调查方式 物种识别
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基于深度学习的我国北方常见天然草地植物识别
2
作者 王永财 万华伟 +4 位作者 高吉喜 胡卓玮 孙晨曦 吕娜 张志如 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期56-65,共10页
草地植物的分类识别是开展草地资源调查和生物多样性监测的基础,计算机视觉和深度学习技术的快速发展为植物分类识别提供了技术条件,但目前缺乏专门针对草地植物识别的数据集和模型。本研究建立了我国北方831种常见天然草地植物的图像... 草地植物的分类识别是开展草地资源调查和生物多样性监测的基础,计算机视觉和深度学习技术的快速发展为植物分类识别提供了技术条件,但目前缺乏专门针对草地植物识别的数据集和模型。本研究建立了我国北方831种常见天然草地植物的图像数据集,基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)和视觉Transformers (vision transformers, ViT)这两个最先进的图像分类架构进行模型训练,以获取草地植物识别模型,并从模型识别精度、识别速度和大小等方面评估了Eva-02、ResNet-RS、MobileNetV3和MobileViTv2 4个模型的性能。从模型识别精度方面来看, Eva-02、MobileViTv2、ResNet_RS和MobileNetV3在测试集的Top1准确率分别为96.78%、94.29%、95.57%和91.53%, Top5准确率分别为99.17%、98.93%、98.79%和97.56%。从模型大小和识别速度来看,MobileNetV3的参数量最小,识别速度最快,其次为Mobile Vi Tv2,可用于移动端部署,而Eva-02参数量最大,检测速度最慢。与Pl@nt Net、花伴侣、百度识图植物识别效果的比较表明,本研究训练得到的4个植物识别模型可以识别的天然草地植物物种数量最多,识别准确率最高,均优于这3个识别系统。 展开更多
关键词 草地 植物识别 深度学习 卷积神经网络 视觉Transformers
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三江源地区雪豹保护优先区规划 被引量：6
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作者 肖凌云 程琛 +8 位作者 万华伟 张德海 王永财 才旦 侯鹏 李娟 杨欣 吕植 刘玉平 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期943-950,共8页
为了将有限资源合理投放到关键区域,实现物种保护成效的最大化,找出质量最好的栖息地及它们之间的迁徙通道是制定保护规划的第一步。本研究以三江源的雪豹(Panthera uncia)栖息地为对象,基于野外调查数据和高分辨率卫星遥感数据,利用物... 为了将有限资源合理投放到关键区域,实现物种保护成效的最大化,找出质量最好的栖息地及它们之间的迁徙通道是制定保护规划的第一步。本研究以三江源的雪豹(Panthera uncia)栖息地为对象,基于野外调查数据和高分辨率卫星遥感数据,利用物种分布模型、保护规划模型和连通度分析工具,找出了三江源地区雪豹的核心栖息地分布和潜在迁徙通道位置,分析了目前保护中的潜在威胁,并提出了针对三江源西、中、东三块区域的不同保护对策。结果表明:(1)三江源西部核心栖息地比较小而破碎,但迁徙通道较多且没有明显窄点,未来应关注青藏线的潜在阻碍作用,同时应防范道路沿线的野生动物盗猎;(2)中部区域横跨玉树–杂多–囊谦的雪豹栖息地是三江源最大的核心雪豹栖息地,在连通其他种群中也处于中心地位,应通过种群监测确定其健康稳定,对开发、偷猎等威胁防微杜渐,保持其源种群的作用;(3)东部区域人口密度高,受人类活动的影响最大,需保证阿尼玛卿、年保玉则两块核心栖息地的质量,并重点监测甘德县境内的省道处雪豹的迁徙通道是否畅通。三江源地区雪豹栖息地总体质量较好,建议将维持核心源种群的稳定性,保持种群间迁徙通道的畅通作为三江源的雪豹景观保护工作的整体目标。未来应充分利用天地一体化监测手段,开展重要保护物种栖息地状况的评估和预警,尤其是非保护地区域物种核心栖息地的开发建设活动。 展开更多
关键词 雪豹 栖息地 高分辨率卫星 保护优先区 迁徙通道
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中国生物多样性核心监测指标遥感产品体系构建与思考
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作者 任淯 陶胜利 +7 位作者 胡天宇 杨海涛 关宏灿 苏艳军 程凯 陈梦玺 万华伟 郭庆华 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期256-271,共16页
生物多样性的稳定维持关乎人类生存发展与地球健康。生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables,EBVs)旨在结合地面调查与遥感技术,为大尺度、长时间序列的生物多样性监测提供新的解决方案。然而,目前学界仍然缺乏一套... 生物多样性的稳定维持关乎人类生存发展与地球健康。生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables,EBVs)旨在结合地面调查与遥感技术,为大尺度、长时间序列的生物多样性监测提供新的解决方案。然而,目前学界仍然缺乏一套国家尺度标准化EBVs遥感监测产品数据集,以进行生物多样性评估。本研究旨在对中国生物多样性核心监测指标遥感产品进行体系构建与思考,首先综述了目前EBVs的遥感研究概况,并根据EBVs研究文献的数量进行调研分析;同时,本文在已有遥感生物多样性产品优先标准的基础上,添加了“可重复性”的新标准,并据此构建了中国EBVs遥感产品体系与监测数据集的指标清单,最终对中国EBVs遥感研究存在的问题进行思考与讨论。本研究可为中国的生物多样性遥感监测提供科学依据,有望为中国生物多样性政策的制定提供支撑。 展开更多
关键词 生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables EBVs) 遥感 生物多样性 物种种群 物种性状 群落组成 生态系统功能 生态系统结构
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