没人告诉你:现在的生态监测技术,已经偷偷卷成这样了
前两个月跟着所里的师弟去浙西山区跑样线,真的惊着我了。
十年前我跟着导师出野外,揣着罗盘、样方框、厚厚的牛皮纸记录本,一天爬八个小时山路才能跑完三个样点,累得腰都直不起来,还得时刻提防草从里钻出来的蚂蟥。现在呢?
浙西山区林下生态监测低功耗传感器部署现场
这次去我才服了。现在新出的传感器已经能用环境温差、林下微风收集能量,不用频繁换电池,续航直接拉到五年以上。信号用NB-IoT窄带物联网,哪怕山沟里只有一格信号,也能把每周的监测数据稳定传出来。测土壤含水量、碳通量、微气候,一秒一个数据都不带丢的。
放在十年前,测一次区域土壤碳通量,得背着十几公斤的仪器,每个样点插进去等十几分钟平衡,一天跑十个样点就到头了。现在呢?一百个样点埋完设备,人直接撤,三个月回来检查一次设备就行,24小时连续的数据直接下到电脑里,比人工测的准太多,也省太多力气。
现在国家推的天-空-地一体化生态监测网络,地面这些不起眼的传感器就是最基础的神经末梢,卫星看大趋势,无人机拍局部变化,传感器攒连续数据,一套下来,整个区域的生态变化摸得门清。
自然保护区红外相机野生动物AI识别界面实拍
不过话说回来,我也见过不少项目吹AI能全替代人工,真的用起来还是翻车。比如动物只露了个尾巴,或者躲在树干后面只漏半个身子,AI还是很容易认错,把毛冠鹿认成羚羊这种事儿我都见过。所以现在最好的模式还是AI筛垃圾,人工做终审,既省力气又能保证准确率,没人会真的让AI全包干。
现在还有更巧的玩法,卫星遥感先把区域里植被覆盖变化大的地方标出来,无人机上去拍一遍精细的,地面监测直接去标记好的重点区域,不用满山瞎跑找变化,效率能提三四倍。
看起来很好,其实还有不少坑要填
现在生态监测技术发展快是真的,但是问题也不少。我接触到的基层保护区,十个有七个跟我哭穷,一套像样的通量监测塔下来大几十万,进口的更贵,一年经费就那么多,根本买不起。哪怕是国产的微型传感器,批量铺下来也不少钱,很多小保护区还是只能靠护林员人工巡护记录,数据的连续性和精度根本上不去。
还有数据互通的问题。林业部门有一套监测网络,环保部门有一套,科研机构自己跑项目又铺一套,数据各存各的,你想拿其他部门的数据用,得跑好几个单位打报告盖章,折腾几个月都不一定能拿得到,多少重复建设浪费了钱,还拿不到完整的数据集。
另外,很多极端环境的监测现在还是空白。深海热泉口的生态,冰川内部的温度变化,青藏高原永久冻土的碳排放,现有的设备扛不住极端环境,续航也不够,很多数据还是几年测一次,拿不到连续的变化数据,想研究长期变化都难。
最近看到浙大团队发的可降解生态监测传感器,做完实验不用回收,半年就能在环境里完全降解,不会留下塑料垃圾,说实话我看到这个真的觉得戳中了痛点。我们以前做野外实验,用完的传感器都是随便埋在土里,塑料外壳几百年都不烂,说我们做生态保护,结果自己给野外留了一堆垃圾,想想都别扭。这个方向真的做对了。
昨天刷朋友圈,看到当年带我出野外的导师,现在带着学生在祁连山装新的监测设备,他发了张照片,满山的小传感器藏在草里,远远立着信号塔,比我们当年揣着记录本跑山强了一万倍。
生态保护这事儿,急不得。你得先知道这片山有多少种树,这条河有多少鱼,每年温度升了多少,碳排放增了多少,才能谈怎么保护。这些蹲在山里、泡在河里、埋在土里的生态监测技术,就是给整个生态系统当眼睛的。
没什么轰轰烈烈的新闻,也少有人关注。但是少了它们,所有的保护都是瞎猜。对吧?
从“人找数据”到“数据找人”,传感器已经铺到山沟沟里了
现在的低功耗原位生态传感器,已经小到能直接埋进土壤,挂在树枝上,甚至绑在野生动物身上做跟踪。 说实话,我之前一直觉得这种微型传感器就是圈项目的噱头,山里阴雨天多,半年见不到多少太阳,信号都不一定有,能攒下什么靠谱数据?
浙西山区林下生态监测低功耗传感器部署现场
这次去我才服了。现在新出的传感器已经能用环境温差、林下微风收集能量,不用频繁换电池,续航直接拉到五年以上。信号用NB-IoT窄带物联网,哪怕山沟里只有一格信号,也能把每周的监测数据稳定传出来。测土壤含水量、碳通量、微气候,一秒一个数据都不带丢的。
放在十年前,测一次区域土壤碳通量,得背着十几公斤的仪器,每个样点插进去等十几分钟平衡,一天跑十个样点就到头了。现在呢?一百个样点埋完设备,人直接撤,三个月回来检查一次设备就行,24小时连续的数据直接下到电脑里,比人工测的准太多,也省太多力气。
现在国家推的天-空-地一体化生态监测网络,地面这些不起眼的传感器就是最基础的神经末梢,卫星看大趋势,无人机拍局部变化,传感器攒连续数据,一套下来,整个区域的生态变化摸得门清。
AI帮你筛数据,把从前的无用功都省了
做生态监测的都懂,最痛苦的从来不是跑野外,是回来整理数据。 就说红外相机监测野生动物,一个保护区放几十台相机,一个季度收回来几万张照片,十分之九都是空镜头、风吹草动拍的树叶,剩下的还得一张张认是什么物种,几千张照片看下来,眼睛都能盯出金星。 去年我帮隔壁保护区整理红外相机数据,本来做好了加班一周的准备,结果人家新来的硕士,用训练好的开源AI物种识别模型,两个小时就把一万七千多张照片分类整理完了,准确率能到94%,只需要把AI拿不准的低置信度照片挑出来人工复核就行。
自然保护区红外相机野生动物AI识别界面实拍
不过话说回来,我也见过不少项目吹AI能全替代人工,真的用起来还是翻车。比如动物只露了个尾巴,或者躲在树干后面只漏半个身子,AI还是很容易认错,把毛冠鹿认成羚羊这种事儿我都见过。所以现在最好的模式还是AI筛垃圾,人工做终审,既省力气又能保证准确率,没人会真的让AI全包干。
现在还有更巧的玩法,卫星遥感先把区域里植被覆盖变化大的地方标出来,无人机上去拍一遍精细的,地面监测直接去标记好的重点区域,不用满山瞎跑找变化,效率能提三四倍。
看起来很好,其实还有不少坑要填
看起来很好,其实还有不少坑要填
现在生态监测技术发展快是真的,但是问题也不少。我接触到的基层保护区,十个有七个跟我哭穷,一套像样的通量监测塔下来大几十万,进口的更贵,一年经费就那么多,根本买不起。哪怕是国产的微型传感器,批量铺下来也不少钱,很多小保护区还是只能靠护林员人工巡护记录,数据的连续性和精度根本上不去。
还有数据互通的问题。林业部门有一套监测网络,环保部门有一套,科研机构自己跑项目又铺一套,数据各存各的,你想拿其他部门的数据用,得跑好几个单位打报告盖章,折腾几个月都不一定能拿得到,多少重复建设浪费了钱,还拿不到完整的数据集。
另外,很多极端环境的监测现在还是空白。深海热泉口的生态,冰川内部的温度变化,青藏高原永久冻土的碳排放,现有的设备扛不住极端环境,续航也不够,很多数据还是几年测一次,拿不到连续的变化数据,想研究长期变化都难。
最近看到浙大团队发的可降解生态监测传感器,做完实验不用回收,半年就能在环境里完全降解,不会留下塑料垃圾,说实话我看到这个真的觉得戳中了痛点。我们以前做野外实验,用完的传感器都是随便埋在土里,塑料外壳几百年都不烂,说我们做生态保护,结果自己给野外留了一堆垃圾,想想都别扭。这个方向真的做对了。
昨天刷朋友圈,看到当年带我出野外的导师,现在带着学生在祁连山装新的监测设备,他发了张照片,满山的小传感器藏在草里,远远立着信号塔,比我们当年揣着记录本跑山强了一万倍。
生态保护这事儿,急不得。你得先知道这片山有多少种树,这条河有多少鱼,每年温度升了多少,碳排放增了多少,才能谈怎么保护。这些蹲在山里、泡在河里、埋在土里的生态监测技术,就是给整个生态系统当眼睛的。
没什么轰轰烈烈的新闻,也少有人关注。但是少了它们,所有的保护都是瞎猜。对吧?