无人机和人工智能如何帮助阻止植物入侵魁北克公园

小编:小编发布日期:2024-05-05浏览量:104

这架无人机在魁北克飞行,以识别入侵物种

10小时前1点看这个莫 nreal研究员正在使用dro 这种入侵植物已经占领了Îles-de-Boucherville省公园的部分地区。

下次你去魁北克的省立公园时,不妨四处看看。注意到任何不应该出现的东西了吗?

你可能不会,因为一种讨厌的入侵植物对当地的生物多样性造成了严重破坏,它被称为普通芦苇,如其名。

这种异草遍布全省和全国大部分地区,遍布沼泽和高速公路沿线的沟渠。

这种芦苇高大,茎部木质,花簇从紫色到小麦色,目前在魁北克省23个省级公园中的7个都能看到。

“普通芦苇是一种非常具有侵略性的入侵物种,当它到来时,它几乎夺走了所有的生物多样性,”蒙特利尔生物多样性研究所(IRBV)的研究员安托万·卡隆-盖伊说。

A field of wheat-looking plants.

Îles-de-Boucherville省公园位于蒙特利尔和南岸之间的圣劳伦斯河上的一系列岛屿上,大片地区已经被这种植物占领,成为巨大的芦苇床,剥夺了公园里动物的食物和栖息地。

Caron-Guay说:“这里有很多有趣的物种,普通的芦苇对它们都是一种威胁。”

卡隆盖伊说,魁北克最集中的普通芦苇是在公园里发现的。因此,研究人员已经开始用无人机和人工智能进行试验,以绘制这种植物无情传播的地图,希望能将其扼杀在萌芽状态。

这项技术是如何工作的

在阻止入侵物种的传播之前,你需要知道在哪里可以找到它。

成熟的芦苇群体很容易被发现,因为芦苇可以长到5米多高,Caron-Guay试图在它们还很小的时候就识别出它们,以阻止它们立足。

为了在2022年5月和9月进行实地研究,他使用两架大型无人机拍摄了大量高分辨率的航空照片,让它们在空中飞行,以详细绘制下面的区域。

他把这些照片带回实验室,并把它们输入一个人工智能程序,他训练这个程序从上面寻找常见的芦苇植物。

一旦人工智能知道它在寻找什么,它可以在几分钟甚至几秒钟内分析新照片。Caron-Guay说,他的程序初步结果显示准确率约为90%,可用于加快公园保护官员的工作。

A woman smiling in a field.

Îles-de-Boucherville公园的保护和教育服务协调员索菲·泰西尔(Sophie Tessier)对此表示赞同。

她说:“如果有人真的带着笔和纸去实地,可能会拍照,可能会采集一些样本,没有无人机,这将是一个非常长的项目。”

“但现在,有了技术,你可以有大量的数据,假设一个人在这个领域做10个植物学家的工作。但这并不意味着技术将接管它的所有人类方面。”

普通的芦苇移除需要数年时间

这是因为人类仍然需要验证人工智能的发现,即使你知道了植物的位置,你仍然需要摆脱它们。

Caron-Guay说,工厂越小,就越容易清理。

他说:“你必须用海绵喷洒当地的除草剂,而且不会影响周围的环境。”“但当你有一个大的殖民地时,就困难多了。”

A side-by-side comparison of the predictions and actual results of the common reed using a heat map.

拔掉成熟的芦苇是很困难的,因为普通芦苇很容易从留下的一小块茎或根茎中繁殖出来,这意味着植物周围的土壤也必须被清除,并用未受污染的土壤取而代之。

由于这种植物讨厌阴凉处,Caron-Guay说,也可以用一块大防水布遮盖它,这样就剥夺了它的阳光,使它窒息,但这个过程可能需要数年时间。

泰西尔说,公园正在使用防水布的方法,每天都要努力确保没有任何东西长回来。

人工智能对其他入侵物种的未来

Caron-Guay现在正在测试人工智能程序是否仍然可以用更小、更适合消费者的无人机拍摄的低质量照片给出准确的结果,这些无人机更便宜,也不需要无人机飞行员证书。

这将使其他研究人员更容易进行这类研究,并可能加快保护工作。

到2030年将入侵物种减少50%是去年12月在蒙特利尔举行的联合国生物多样性峰会(COP15)上达成的一个关键目标。

Étienne Laliberté是Caron-Guay的主管,也是Université de Montréal的植物生态学教授,他说魁北克的省级公园本质上是露天的研究实验室,科学家们可以在那里测试像Caron-Guay这样的项目,看看它们对保护工作的现实影响。

Laliberté已经在监督其他一些研究人员,他们也在使用无人机进行生物多样性研究的不同方面。他认为这项技术也可以应用于其他入侵物种。

他说:“例如,我在想菱角,这种水生植物正在占领河流和湖泊。”

“很明显,要找到它实际上相当困难,因为它会随着电流移动,所以我认为这项技术……是第一步。”

A tall grass with a woody stem.

Laliberté网站说,你也可以使用同样的技术,通过识别受损的白蜡树,来绘制害虫的影响图,比如一种入侵甲虫,翡翠白蜡树。

至于Îles-de-Boucherville公园的未来和对抗普通芦苇的斗争,Caron-Guay期待着能见证自己劳动成果的那一天。

“影响可能很小。我不会改变世界,但我希望有一天,比如几年后,我可以来到这里,看到有一个地方没有普通的芦苇,”他说。

看到最小的卤鸟的回归也是对他努力的证明,卤鸟是一种濒危鸟类,因为它的自然栖息地被芦苇夺走了。

“看到这个物种可以回到Îles-de-Boucherville公园真的很神奇。而是看到我的工作是有目的的。”

蒙特利尔12点15分 nes和人工智能可以帮助阻止入侵物种的传播Îles-de-BouchervilleDaybreak的安斯利麦克莱伦带我们去帕拉克国家 nal les Îles-de-Boucherville,哪里 e a Mo nreal研究员正在使用dro Nes和人工智能试图绘制一种威胁当地生物多样性的植物的传播图:普通芦苇。

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