基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，不但可以實現(xiàn)對野生動物種群分布、生長情況的監(jiān)測，還可實現(xiàn)對瀕危、極危動物和外來物種的跟蹤監(jiān)測，可以在野生動物資源保護領域大顯身手，經(jīng)過前期試驗階段已充分驗證其在取證調查、預警震懾、協(xié)同跟蹤等方面都能收到很好的效果，該方法避免了原始人工巡查的局限，大大減少了監(jiān)測巡護設備的成本。具有監(jiān)測范圍廣，對物種檢測多樣性，提供資料迅速及時等特點。
【專利說明】基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于野生動物群落監(jiān)測領域，具體涉及一種基于無人機的野生動物群落狀 態(tài)監(jiān)測方法。

【背景技術】
[0002] 野生動物的生存與發(fā)展維系著整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。野生動物種類、數(shù)量 和棲息地狀況是生態(tài)系統(tǒng)變化和反映管理策略的重要指示因子。野生動物監(jiān)測的意義在于 了解野生動物種群的現(xiàn)狀和變化、提供野生動物數(shù)量和棲息地狀況的必要信息、制定野生 動物管理策略、評估野生動物價值、掌握野生動物資源現(xiàn)狀，幫助研究人員掌握野生動物資 源現(xiàn)狀以及野生動物資源的動態(tài)變化，為有效保護、持續(xù)利用、科學管理野生動物資源提供 依據(jù)。
[0003] 野生動物監(jiān)測對于保護稀瀕危野生動物物種尤為重要。野生動物監(jiān)測，主要面臨 環(huán)境復雜性、動物習性特殊性和差異性等挑戰(zhàn)。野生動物監(jiān)測是國內外研究的熱點領域，而 目前國內有關野生動物的長期動態(tài)監(jiān)測的研究還十分缺乏，目前存在的問題是野生動物監(jiān) 測中專業(yè)人員相對匱乏，缺乏資源環(huán)境基礎數(shù)據(jù)的長期積累，對野生動物種分布的關鍵地 區(qū)和保護區(qū)的投入不足等。
[0004] 1995年我國野生動物監(jiān)測網(wǎng)絡擴大到國家陸生野生動物監(jiān)測中心、省級野生動物 監(jiān)測站和野生動物定位監(jiān)測點三部分。我國不僅將對鳥類、獸類、兩棲類、爬行類等進行種 群監(jiān)測，還對野生動物的棲息環(huán)境、飼養(yǎng)狀況、貿易狀況等進行監(jiān)測。2000年國家林業(yè)局 陸生野生動物與野生植物監(jiān)測中心正式成立，標志著我國野生動物監(jiān)測步入正軌。國家林 業(yè)局于2005年啟動全國野生動物疫源疫病監(jiān)測體系建設，全國已建立150處國家級、402 處省級以及一大批市縣級野生動物監(jiān)測站點，分布在候鳥遷飛通道、遷徙停棲地、繁殖地、 越冬地等野生動物重點活動區(qū)域，主要目的是用于監(jiān)測防控高致病禽流感疫情，但是監(jiān)測 站點布局有限，難以全面覆蓋野生動物集中活動區(qū)域，還存在監(jiān)測盲區(qū)，監(jiān)測能力還有待提 高，一些技術問題尚未解決。傳統(tǒng)野生動物保護監(jiān)測方式不利于研究人員全面、準確、及時 地掌握野生動物資源現(xiàn)狀以及野生動物資源的動態(tài)變化。


【發(fā)明內容】

[0005] 針對上述現(xiàn)有監(jiān)測方式存在的不足，本發(fā)明提供一種基于無人機的野生動物群落 狀態(tài)監(jiān)測方法，具有監(jiān)測范圍廣，對物種檢測多樣性，提供資料迅速及時等特點。
[0006] 為解決上述現(xiàn)有監(jiān)測方式存在的不足，本發(fā)明提供的基于無人機的野生動物群落 狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 在無人機中預設瀕危和極危動物360度照片數(shù)據(jù)庫； 2) 通過給無人機配備彩色CCD任務載荷或紅外探測設備，并在特定區(qū)域進行定點飛行 或大范圍巡查飛行，同時進行高密度拍攝和GPS定位功能； 3) 將拍攝的圖片和GPS定位數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡實時傳回地面控制中心，同時從照片中 獲取特征數(shù)據(jù)并與步驟1)中預設的數(shù)據(jù)庫照片進行比對，若相符，則無人機通過定位信息 進行搜尋并跟蹤飛行；若不符合，則繼續(xù)飛行； 4)地面控制中心基于定點飛行或巡查飛行采集的照片進行野生動物種群數(shù)量的估測； 地面控制中心還根據(jù)跟蹤飛行拍攝的照片對瀕危和極危動物的生長狀態(tài)進行分析。
[0007] 所述無人機還設有紅外傳感器，當探測視野內無紅外感應時，彩色CCD任務載荷 或紅外探測設備處于休眠狀態(tài)，當有野生動物闖入時，紅外傳感器檢測到野生動物的熱釋， 瞬時啟動彩色CCD任務載荷或紅外探測設備進行拍攝。
[0008] 步驟4)中所述野生動物種群數(shù)量的估測方法為：首先，將能夠辨認為同一只動物 的照片設為一只，按此方法統(tǒng)計所有照片中所有動物的數(shù)量為％ ;其次，根據(jù)Ν=α隊，計算 每種動物的數(shù)量并保存，其中α為該種動物近5年連續(xù)監(jiān)測的出現(xiàn)率，0< α <1。
[0009] 當所計算的Ν達到瀕危和極危動物的標準時，將該動物的照片數(shù)據(jù)預設至步驟1) 的預設瀕危和極危動物360度照片數(shù)據(jù)庫中。
[0010] 步驟4)中所述地面控制中心通過分析跟蹤飛行拍攝的照片，判定照片資源已足夠 提供用于充分了解瀕危和極危動物的生長狀態(tài)的資料時，向無人機發(fā)送指令，讓其解除跟 蹤飛行狀態(tài)，繼續(xù)進行定點飛行或巡查飛行。
[0011] 所述地面控制中心還建有目標區(qū)域所有動物的360度特征照片數(shù)據(jù)庫，提取定點 飛行或巡查飛行采集的照片特征與該數(shù)據(jù)庫進行比對，當出現(xiàn)陌生特征時，發(fā)出警報，并單 獨將該圖片進行備份，進一步分析是否有新物種闖入。
[0012] 當確定有新物種闖入時，將新物種特征信息存入步驟1)中預設的360度照片數(shù)據(jù) 庫中，同對瀕危和極危動物的跟蹤拍攝相同處理，以實現(xiàn)后期對新物種的跟蹤分析。
[0013] 地面控制中心通過分析跟蹤飛行拍攝的照片，判定照片資源已足夠提供用于充分 了解新物種的生長狀態(tài)的資料時，向無人機發(fā)送指令，讓其解除跟蹤飛行狀態(tài)，繼續(xù)進行定 點飛行或巡查飛行。
[0014] 本發(fā)明所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，相比于現(xiàn)有技術具有如 下優(yōu)勢： 1)相比傳統(tǒng)的布置攝像頭監(jiān)控的方法，采用無人機進行拍攝，顯示出了她天生的使用 便捷與低成本優(yōu)勢，在野生動物監(jiān)測領域發(fā)揮出了最大的優(yōu)勢，無論是晝間、夜間，高山、峭 壁，無人機輕松翻山越嶺，高速度飛行高密度拍攝，為研究、決策人員提供了最真實的第一 手影像資料； 2 )不但可以實現(xiàn)對野生動物種群分布、生長情況的監(jiān)測，還可實現(xiàn)對瀕危、極危動物和 外來物種的跟蹤監(jiān)測； 3)監(jiān)測范圍無動物時采用休眠模式可以大大減少一些無關照片的采集，減少傳送的數(shù) 據(jù)量，也減輕了后期照片處理的工作量，有利于提高監(jiān)控效率。
[0015] 綜上所述，本發(fā)明所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，可以在野生 動物資源保護領域大顯身手，經(jīng)過前期試驗階段已充分驗證其在取證調查、預警震懾、協(xié)同 跟蹤等方面都能收到很好的效果，該方法避免了原始人工巡查的局限，大大減少了監(jiān)測巡 護設備的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0017] 以下結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0018] 實施例1 如圖1所示的一種基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下 步驟： 1) 在無人機中預設瀕危和極危動物360度照片數(shù)據(jù)庫； 2) 通過給無人機配備彩色CCD任務載荷或紅外探測設備，并在特定區(qū)域進行定點飛行 或大范圍巡查飛行，同時進行高密度拍攝和GPS定位功能； 3) 將拍攝的圖片和GPS定位數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡實時傳回地面控制中心，同時從照片中 獲取特征數(shù)據(jù)并與步驟1)中預設的數(shù)據(jù)庫照片進行比對，若相符，則無人機通過定位信息 進行搜尋并跟蹤飛行；若不符合，則繼續(xù)飛行； 4) 地面控制中心基于定點飛行或巡查飛行采集的照片進行野生動物種群數(shù)量的估測； 地面控制中心還根據(jù)跟蹤飛行拍攝的照片對瀕危和極危動物的生長狀態(tài)進行分析。
[0019] 所述無人機還設有紅外傳感器，當探測視野內無紅外感應時，彩色CCD任務載荷 或紅外探測設備處于休眠狀態(tài)，當有野生動物闖入時，紅外傳感器檢測到野生動物的熱釋， 瞬時啟動彩色CCD任務載荷或紅外探測設備進行拍攝；步驟4)中所述野生動物種群數(shù)量的 估測方法為：首先，將能夠辨認為同一只動物的照片設為一只，按此方法統(tǒng)計所有照片中所 有動物的數(shù)量為隊；其次，根據(jù)Ν= α隊，計算每種動物的數(shù)量并保存，其中α為該種動物近 5年連續(xù)監(jiān)測的出現(xiàn)率，0< α <1;當所計算的Ν達到瀕危和極危動物的標準時，將該動 物的照片數(shù)據(jù)預設至步驟1)的預設瀕危和極危動物360度照片數(shù)據(jù)庫中；步驟4)中所述 地面控制中心通過分析跟蹤飛行拍攝的照片，判定照片資源已足夠提供用于充分了解瀕危 和極危動物的生長狀態(tài)的資料時，向無人機發(fā)送指令，讓其解除跟蹤飛行狀態(tài)，繼續(xù)進行定 點飛行或巡查飛行。
[0020] 實施例2 實施例2與實施例1的區(qū)別在于，地面控制中心還建有目標區(qū)域所有動物的360度 特征照片數(shù)據(jù)庫，提取定點飛行或巡查飛行采集的照片特征與該數(shù)據(jù)庫進行比對，當出現(xiàn) 陌生特征時，發(fā)出警報，并單獨將該圖片進行備份，進一步分析是否有新物種闖入；當確定 有新物種闖入時，將新物種特征信息存入步驟1)中預設的360度照片數(shù)據(jù)庫中，同對瀕危 和極危動物的跟蹤拍攝相同處理，以實現(xiàn)后期對新物種的跟蹤分析；地面控制中心通過分 析跟蹤飛行拍攝的照片，判定照片資源已足夠提供用于充分了解新物種的生長狀態(tài)的資料 時，向無人機發(fā)送指令，讓其解除跟蹤飛行狀態(tài)，繼續(xù)進行定點飛行或巡查飛行。
【權利要求】
1. 基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 在無人機中預設瀕危和極危動物360度照片數(shù)據(jù)庫； 2) 通過給無人機配備彩色CCD任務載荷或紅外探測設備，并在特定區(qū)域進行定點飛行 或大范圍巡查飛行，同時進行高密度拍攝和GPS定位功能； 3) 將拍攝的圖片和GPS定位數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡實時傳回地面控制中心，同時從照片中 獲取特征數(shù)據(jù)并與步驟1)中預設的數(shù)據(jù)庫照片進行比對，若相符，則無人機通過定位信息 進行搜尋并跟蹤飛行；若不符合，則繼續(xù)飛行； 4) 地面控制中心基于定點飛行或巡查飛行采集的照片進行野生動物種群數(shù)量的估測； 地面控制中心還根據(jù)跟蹤飛行拍攝的照片對瀕危和極危動物的生長狀態(tài)進行分析。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所 述無人機還設有紅外傳感器，當探測視野內無紅外感應時，彩色CCD任務載荷或紅外探測 設備處于休眠狀態(tài)，當有野生動物闖入時，紅外傳感器檢測到野生動物的熱釋，瞬時啟動彩 色CCD任務載荷或紅外探測設備進行拍攝。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步 驟4)中所述野生動物種群數(shù)量的估測方法為：首先，將能夠辨認為同一只動物的照片設為 一只，按此方法統(tǒng)計所有照片中所有動物的數(shù)量為乂 ；其次，根據(jù)Ν= α隊，計算每種動物的 數(shù)量并保存，其中α為該種動物近5年連續(xù)監(jiān)測的出現(xiàn)率，0< α <1。
4. 根據(jù)權利要求3所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，當 所計算的Ν達到瀕危和極危動物的標準時，將該動物的照片數(shù)據(jù)預設至步驟1)的預設瀕危 和極危動物360度照片數(shù)據(jù)庫中。
5. 根據(jù)權利要求1所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步 驟4)中所述地面控制中心通過分析跟蹤飛行拍攝的照片，判定照片資源已足夠提供用于充 分了解瀕危和極危動物的生長狀態(tài)的資料時，向無人機發(fā)送指令，讓其解除跟蹤飛行狀態(tài)， 繼續(xù)進行定點飛行或巡查飛行。
6. 根據(jù)權利要求1所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所 述地面控制中心還建有目標區(qū)域所有動物的360度特征照片數(shù)據(jù)庫，提取定點飛行或巡查 飛行采集的照片特征與該數(shù)據(jù)庫進行比對，當出現(xiàn)陌生特征時，發(fā)出警報，并單獨將該圖片 進行備份，進一步分析是否有新物種闖入。
7. 根據(jù)權利要求6所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，當 確定有新物種闖入時，將新物種特征信息存入步驟1)中預設的360度照片數(shù)據(jù)庫中，同對 瀕危和極危動物的跟蹤拍攝相同處理，以實現(xiàn)后期對新物種的跟蹤分析。
8. 根據(jù)權利要求7所述的基于無人機的野生動物群落狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，地 面控制中心通過分析跟蹤飛行拍攝的照片，判定照片資源已足夠提供用于充分了解新物種 的生長狀態(tài)的資料時，向無人機發(fā)送指令，讓其解除跟蹤飛行狀態(tài)，繼續(xù)進行定點飛行或巡 查飛行。
【文檔編號】G01C11/00GK104121893SQ201410375970
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權日:2014年8月1日
【發(fā)明者】王蘇寧, 吳夢 申請人:江蘇恒創(chuàng)軟件有限公司