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使用卫星和AI从太空数出大象

从上面拍摄了一群大象。
图片:©Shutterstock)

非洲人 大象 是从太空中成功计数的第一批动物,同时穿越了从开阔的草丛到森林的复杂景观。 

研究人员结合了由Worldview 3和Worldview 4卫星在地球表面以上372英里(600公里)处捕获的高分辨率图像,以及深入的计算机学习技术,可以对南非Addo Elephant国家公园中的大象数量进行计数。

通常,保护主义者会从低空飞行的飞机上这样做,以便对非洲象进行计数和监视(非洲象),这种方法需要很多小时。借助将卫星图像与人工智能相结合的新技术,在一天之内,几分钟之内就可以进行多达3,100平方英里(5,000平方公里)的测量。然后,研究人员的深度学习计算机算法分析这些图像并挑选出大象。这项新的概念验证研究的结果表明,人工智能在发现每只大象时的准确性与人眼相同。

主要研究作者,英国牛津大学动物学家Isla Duporge表示:“虽然这是一种概念证明,但已经准备就绪。” 告诉英国广播公司。 “保护组织已经对使用它来代替使用飞机的调查感兴趣。”

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新技术是确保该物种生存的关键部分,被该物种列为“极易灭绝”。 IUCN红色名录, 世界’国际自然保护联盟(IUCN)建立的有关野生生物灭绝威胁的领先数据库。由于偷猎和栖息地遭到破坏,只有415,000头非洲象在野外漫游, 根据世界野生动物基金会(WWF)的说法.

英国巴斯大学的计算机科学家奥尔加·伊苏波娃(Olga Isupova)写道:“要保护物种,准确的监控至关重要。”他写道,这项研究使用了深度学习算法, 在声明中说。 “我们需要知道动物在哪里以及有多少动物。”  

一张大象是从航测中拍摄的。  图片来源:Shutterstock)

 这项研究与其他卫星跟踪项目真正脱颖而出的真正原因在于,计算机程序从复杂背景中挑选大象的成功程度如何—在生态学上被称为异质景观—包括草原和部分被大树覆盖的大草原。 

伊苏波娃在声明中说:“这种工作以前是用鲸完成的,但是海洋当然是蓝色的,因此计数难度要小得多。” 

卫星图像是一种比当前进行的立交调查更为有效的调查方法。最重要的是,它更快并且避免了重复计算同一只大象。声明说,远程调查还减少了研究人员对动物的影响,并允许他们计算在国家之间移动的个体,由于严格的边境管制和冲突地区,在飞机上做这件事情比较棘手。 

 这也是一种调查方法,随着时间的推移只会越来越好。

Isupova在声明中说:“卫星图像的分辨率每两年增加一次,并且随着每一次增加,我们将能够看到更细小的物体”。

随着卫星成像技术的改进,其他较小的物种也许很快也可以从太空中算出。 

该研究于2020年12月23日在线发表在杂志上 生态与保护遥感.

最初发表在《世界科学》上。