

Hainan gibbonu(Nomascus hainanus), Çin'in Hainan Eyaleti'nin Bawangling bölgesinde yaşayan, dünyanın nesli en çok tehlike altında olan primatlarından biridir. Daha iyi bir koruma için kapsamlı izleme ve takip gereklidir, ancak in vivo takibin zorluğu nedeniyle izleme için akustik ekipmana ihtiyaç vardır.
"Tech4Nature", Uluslararası Doğa Koruma Birliği (IUCN) ve Huawei tarafından ortaklaşa başlatılan, ICT endüstrisi, dijital teknoloji ve IUCN Yeşil Liste standartları ile birlikte daha bilimsel koruma önlemleri geliştirmeyi amaçlayan küresel bir projedir ve Hainan gibbonlarının akustik izleme projesi için teknik destek sağlamaktadır. Bugüne kadar, 5 aile grubunun izlenmesi tam olarak sağlanmış, Hainan gibbon akustik izlemesinin otomatik tanımlanması ve gerçek zamanlı geri iletimi gerçekleştirilmiştir.
Bağlam
Ele alınan zorluklar
- Hainan Gibbon izleme
- biyoçeşitlilik kaybı
- İnsan ve doğa arasındaki ilişki
Konum
Süreç
Sürecin özeti
Üç yapı taşı kronolojik sırayla gerçekleştirilir. Saha Araştırması (BB1), Ses Kayıt Ekipmanı yerleşimi ve kurulumu (BB2) için temel oluştururken, BB2 de Veri Sayısallaştırma ve Veri Tabanı Oluşturma (BB3), Ses Örüntüsü Analizi (BB4) ve Tanıma Modellemesi (BB5) için temel oluşturmaktadır. Yukarıdaki çıktılar, daha ileri etkiler için Uluslararası Sempozyum (BB6) sırasında paylaşılmış ve bir araya getirilmiştir. Bu üç blok, Hainan Gibbons'ın akustik olarak izlenmesi ve bireysel olarak tanınması gibi ortak bir hedefi paylaşmaktadır. Yukarıda belirtilen hedeflere ulaşmak için adım adım veri toplama, depolama ve analize izin verecek şekilde tasarlanmıştır.
Yapı Taşları
Saha Araştırması
Hainan Milli Park Enstitüsü (HINP), Kasım 2021'in sonundan Aralık 2021'in başına kadar, Bawangling Rezervi'nden ilgili uzmanların ve personelin katılımıyla rezervdeki beş gibon aile grubunun (A - E grubu) içinde ve çevresinde saha araştırması gerçekleştirdi. Araştırma kapsamında her bir Hainan gibbon popülasyonunun yaşam alanını kapsayan 8 sabit alan ve 21 gözetim alanı oluşturuldu ve 48 ekip üyesi eş zamanlı olarak çalışmalara katıldı.
Etkinleştirici faktörler
- Hainan gibonlarının izlenmesine ilişkin geçmiş veri birikimi
- Deneyimli uzmanların katılımı
- Hainan Milli Park Enstitüsü'nden (HINP) destek
Çıkarılan dersler
Saha araştırması, Hainan gibonlarının korunması için veri desteği sağlamış ve bilgilerin zamanında kavranması ve koruma planlarının formüle edilmesinde kilit rol oynamıştır.
Ses Kayıt Ekipmanı yerleşimi ve kurulumu
Araştırma sonuçlarına dayanarak, 4G sinyalinin kapsamı ile birlikte, gerçek zamanlı iletim işlevine sahip 4G sinyalli bir dizi yerli otomatik ses kayıt ekipmanı (ürün modeli: LBird-01211) Bawangling Rezervindeki Hainan gibonlarının tipik ortamına kuruldu.
Etkinleştirici faktörler
Saha araştırması sonuçları, C ve E gruplarının güçlü 4G sinyal kapsama alanına sahip olduğunu ve teknisyenler tarafından test edildiği üzere kayıt ekipmanı için uzaktan iletim koşullarını karşılayabileceğini göstermiştir. Bu nedenle, C ve E gruplarına yerleştirilmek üzere sırasıyla üç ve iki ekipman seti seçilmiştir.
Çıkarılan dersler
Ekipman, çevre ve konum bilgileri de dahil olmak üzere uzaktan elde edilen ses verilerini analiz eder ve seslendirme perspektifinden yerleşim alanında bireysel ses tanıma pratiği yapmaya çalışır.
Veri Sayısallaştırma ve Veri Tabanı Oluşturma
Ham ses verilerini Adobe Audition 3.0 veya Avisoft-SASLab Pro ses analiz yazılımına aktarın, yeniden örnekleyin (Örnek boyutu: 44100 Hz; Pencere boyutu: 1024 nokta) ve ardından WAV formatında ayrı olarak kaydedin. Yüksek kaliteli dalga formları ve sonogramlar, Hainan gibbonlarının çağrılarının özelliklerini ölçmek, bireyler arasındaki akustik indekslerdeki farklılıkları analiz etmek ve bireysel olarak Hainan gibbon ses modellerinin bir veritabanını oluşturmak için seçilmiştir. Ardından, uygulanan ses tanıma modelini kullanarak bireysel ses tanıma işlemi gerçekleştirilmiştir. Son olarak, ses ediniminin etkinliği değerlendirilir ve ses tanımanın doğruluğu değerlendirilir. Bunlar arasında, ses tanıma etkisinin değerlendirilmesi esas olarak saha araştırması ve diğer ses izleme sonuçları ile karşılaştırılarak yapılır.
Etkinleştirici faktörler
Hainan gibonlarının elde edilen zaman-frekans alanı özelliklerine dayanarak, otomatik tanıma için kullanılan parametreler ses veritabanı ile birlikte belirlenmiştir. Seçilen zaman-frekans parametreleri otomatik tanıma yazılımına aktarıldı ve geliştirilen algoritma programı kayıtlardan Hainan gibbon çağrılarını otomatik olarak tanımladı ve çıkardı. Ses verisinde bulunabilecek gibbon sayısı gibi bilgiler farklı kümeleme ve ayırt edici yöntemlerle değerlendirilmiştir.
Çıkarılan dersler
Tam otomatik akustik izleme ekipmanı, bu projede veri işleme için hayati öneme sahiptir. İletilen ses verileri otomatik olarak Huawei bulut alanında depolanır. Hainan biyoçeşitlilik ses modeli Huawei bulut veritabanı oluşturulduktan sonra, bireysel ses tanıma gerçekleştirilebilir.
Ses örüntüsü analizi
Taşınabilir bir kayıt cihazı kullanılarak gibbonların izlenmesi ve gözlemlenmesi sırasında elde edilenler ve otomatik bir kayıt cihazı kullanılarak elde edilenler de dahil olmak üzere 532 Hainan gibbon akustik örneğinin manuel taraması tamamlanmıştır. Tarama sürecinde, başlangıçta yüksek, orta ve düşük olmak üzere üç kayıt kalitesi kategorize edilmiştir. Yedi bireysel arayıcıdan 44 yüksek kaliteli kayıt elde edilmiştir. Yedi bireysel arayan GAM1、GBM1、GBSA、GCM1、GCM2、GDM1、GEM1 idi; burada "G "den sonraki harf aile grubu numarasını, "M/S "den sonraki harf ise yetişkin erkek/yetişkin altı erkek birey numarasını temsil ediyordu. Kayıtların sadece yaklaşık %40,9'u manuel olarak yapılmıştır. Tüm otomatik kayıtların ham dosyaları profesör Wang Jichao'nun ekibi tarafından sağlandı ve ilgili veriler Hainan Milli Park Enstitüsü'nde yedeklendi.
Etkinleştirici faktörler
Mel-frekans cepstrum katsayıları (MFCCs), insan işitme temelinde yüksek frekanslı bilgileri zayıflattıktan sonra cepstrum ile frekans zarf özelliklerini çıkarma yöntemidir[1] ve insan ve biyoakustik alanında geniş bir uygulama alanına sahiptir. Bu çalışmada, otomatik özellik çıkarımı elde etmek için MFCC'ler ve birinci dereceden ve ikinci dereceden farklar (△、△2) kullanılmıştır.
Çıkarılan dersler
Erkek Hainan gibbonunun patlama notası, aa notası, ön modülasyonlu nota, modülasyonlu-R0 notası ve modülasyonlu-R1 notası dahil olmak üzere 5 imza notası tanımlanmıştır (Şekil 1).
Akustik niş hipotezine göre, farklı türlerin çağrıları zaman ve frekans alanlarında farklılaşmaktadır (bkz. Şekil 2), bu nedenle belirli bir frekans aralığındaki özelliklerin çıkarılması gürültünün etkisini büyük ölçüde azaltabilir ve tanımlanan frekans aralığı ne kadar küçük olursa, daha fazla gürültünün hariç tutulması o kadar olasıdır. Buna ek olarak, her bir minimum tanıma biriminin (MRU) yapısı aynı olduğunda, tanıma zorluğu büyük ölçüde azalır.
Yukarıdaki durum göz önüne alındığında, araştırmanın bu aşamasında sırasıyla (1) sadece pre ve (2) MRU olarak pre + n×mR0 kullanmayı ve sonraki çalışmalarda en uygun özellik çıkarımını belirlemek için sınıflandırma sonuçlarını karşılaştırmayı denedik. Ses ek açıklaması durumunda, yukarıdaki tüm adımlar R dil kodu ile otomatik olarak uygulanabilir.
Tanıma Modellemesi
Özellik sayısının fazla olması nedeniyle, özellikler çıkarıldıktan sonra önem sıralamasını yapmak için 10 kat çapraz doğrulamalı SVM-RFE kullanılmış ve ardından seçilen özellik sayısıyla doğruluktaki değişimi kaydetmek için LDA sınıflandırması için özellikler sırayla eklenmiş ve son olarak en iyi özellik sayısı sonraki sınıflandırmalar için girdi olarak kaydedilmiştir (bkz. Şekil 8). LDA sınıflandırması için en yüksek doğruluk oranı %89,2 (ön) / %95,6 (ön + n×mR0) olmuştur.
Sabit sayıda pencere ile çıkarılan MFCC'lerin hiçbiri LDA sınıflandırması için GMM uydurma yönteminden daha iyi sonuçlar elde etmediğinden (6 pencere: %86,6; 10 pencere: %88,5; 100 pencere: <%80), diğer sınıflandırıcıların etkinliğini yalnızca GMM uydurma yöntemiyle çıkarılan özellikleri kullanarak test ettik. Bu testte, verilerin %20'sini test seti olarak rastgele seçtik ve verilerin geri kalanı sınıflandırıcıyı eğitmek için kullanıldı ve doğruluk dağılımını kaydetmek için her çekirdek fonksiyonu için 10 kez tekrarlandı. Bunlar arasında, MRU olarak yalnızca pre kullanıldığında GMM'nin sınıflandırma etkisi zayıfken, MRU olarak pre + n×mR0 kullanıldığında etki genellikle yalnızca pre kullanmaktan daha iyidir.
Etkinleştirici faktörler
Birey tanıma için kullanılabilecek birçok sınıflandırıcı vardır. Sınıflandırıcıların performansları ve olanakları göz önüne alındığında, bu araştırma gibon biyoakustiği veya insan sesi örüntü tanıma alanında önemli ölçüde geliştirilmiş olan üç sınıflandırıcının sınıflandırma etkinliğini karşılaştırmıştır, yani (1) doğrusal diskriminant analizi (LDA), (2) destek vektör makinesi (SVM) ve (3) GMM (ölçülecek veri ile mevcut veri arasındaki benzerliği belirleyerek sınıflandırma).
Çıkarılan dersler
Ses örüntüsü özelliklerinin çıkarılması için temel yöntem belirlenmiş ve Hainan gibonlarının bireysel seslerinin tanınması için bir ön sistem yöntemi oluşturulmuştur. Ön sonuçlarımız, mevcut sistem yönteminin nispeten güvenilir olduğunu ve projenin beklenen hedeflerine ulaştığını göstermektedir. Bunlar arasında, MRU olarak pre + n × mR0 kullanılması, GMM uydurma yöntemi kullanılarak ses örüntüsü özelliklerinin çıkarılması ve sınıflandırma için doğrusal DVM kullanılması daha etkili olacaktır. Takip eden çalışmalarda, nadir bireylerin verileri sürekli olarak desteklenecek ve algoritma sisteminin tasarımı geliştirilecek, sınıflandırıcının bilinmeyen bireyleri tanıma yeteneği verilecek ve sistemin performansı kapsamlı bir şekilde değerlendirilecek, böylece sonuçta Hainan gibonlarının bireysel sesinin tanınması gerçekleştirilecektir.
Uluslararası Sempozyum
Sempozyum, Hainan Eyaleti Dış İlişkiler Ofisi, Hainan Eyaleti Doğal Kaynaklar ve Planlama Departmanı, Hainan Eyaleti Ekoloji ve Çevre Departmanı, Hainan Eyaleti Ormancılık Departmanı tarafından yönlendirilmiştir; CASS Eko-Medeniyet Araştırma Enstitüsü'nün büyük veri laboratuvarı, CASS Eko-Medeniyet Araştırma Enstitüsü'nün araştırma düşünce kuruluşu, Çin Bilimler Akademisi Zooloji Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi Xishuangbanna Tropikal Botanik Bahçesi, Tsinghua Üniversitesi Karbon Nötrlüğü Enstitüsü, İleri Disiplinlerarası Çevre ve Ekoloji Enstitüsü, Huawei Technologies Co., Ltd., Hainan Üniversitesi, Hainan Normal Üniversitesi, Hainan Akademisyenler Federasyonu, Uluslararası Bambu ve Rattan Merkezi Sanya Araştırma Üssü tarafından desteklenmektedir.
İki gün süren sempozyum, "tropik yağmur ormanlarının amiral gemisi türlerinin korunması-gibbonlar" "tropik yağmur ormanlarının biyolojik çeşitliliğinin korunması" temasına odaklandı ve çevrimiçi ve çevrimdışı etkinliklerin bir kombinasyonu şeklinde gerçekleştirildi.
Etkinleştirici faktörler
Hainan Milli Park Enstitüsü'nün kuruluşunun üçüncü yıldönümü ve 8. uluslararası gibon günü (24 Ekim 2022) vesilesiyle, Hainan Eyaleti Ormancılık Departmanı, Wuzhishan belediye yönetimi, Hainan yeşil ada tropikal yağmur ormanları kamu refahı vakfı ve Hainan Milli Park Enstitüsü, Eco Foundation Global (EFG) tarafından desteklenen "tropikal yağmur ormanlarını korumak-ekolojik değerleri gerçekleştirmek" temalı "2022 tropikal yağmur ormanları uluslararası koruma sempozyumu "na ortak sponsorluk yaptı.
Çıkarılan dersler
Konferans aşağıdaki somut sonuçlara ulaşmıştır:
- GGN Sözleşmesinin (Küresel Gibbon Koruma Ağı Sözleşmesi) imzalanması.
- l Hainan Milli Park Enstitüsü'nde ilk GGN Sekretaryasının kurulduğunun duyurulması ve GGN Logosunun küresel lansmanı.
- Bu, Çin'in ilk beş milli parkının ilki, ilk yerli koruma araştırma organizasyonları, tarihi öneme sahip değerli türlerin korunması için uluslararası organizasyonların kurulmasını başlattı.
- Küresel Gibbon Ağı'nın, GGN'nin IUCN SSA ile el ele vermesi ve gibbonun temsilci olması şeklinde koruma bildirgesini yayınlaması.
- Hainan Tropikal Yağmur Ormanları Milli Parkı'ndaki Koruma Öncelikli Türler Listesi'nin ÖKA'lar örneğiyle birlikte tanıtılması ve Hainan Tropikal Yağmur Ormanları Milli Parkı'ndaki Koruma Öncelikli Türler Listesi'nin resmi olarak yayınlanması.
Etkiler
- İzleme verimliliğini artırın: Bu projede kurulan ekipman, Hainan gibbonlarının sesiyle etkinleştirilebilir, ardından verileri kaydeder ve gerçek zamanlı olarak geri iletir ve ayrıca izleme verimliliğini etkili bir şekilde artıran ve Hainan gibbon akustik izlemesinde yeni bir aşamaya ulaşan otomatik ses tanıma gerçekleştirebilir.
- Biyoçeşitliliğin korunmasına yardımcı olur: Bulut veri tabanının kurulması, potansiyel yalnız veya Hainan gibbon gruplarının keşfi için bilimsel bir temel sağlayacak ve Hainan'daki biyolojik çeşitliliğin korunmasına katkıda bulunacaktır.
- İnsan çalışmalarına katkı: Hainan gibbonları, insanlara benzer karmaşık bir akustik iletişim sistemine ve istikrarlı bir tek eşli veya iki eşli eş sistemine sahiptir. Akustiklerinden başlayarak davranışlarının incelenmesi, insan toplumunun, ailenin, dilin, iletişimin ve diğer davranışların evriminin kökenlerini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
- Koruma bilincinin artırılması: Hainan gibbonlarının istikrarlı uzun vadeli gelişiminde ses tanıma ve hassas izleme gibi bilimsel araçların gösterge ve referans değerine dayalı olarak Hainan gibbonlarının korunmasında teknolojilerin uygulanmasına ilişkin deneyim alışverişi.
Yararlanıcılar
- Hainan gibbons
- Yerel topluluklar
- Korunan alan toplulukları
- Akademi
- Ziyaretçiler
Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri
Hikaye

Geçmişte, Hainan gibonlarını izlerken, ekip üyelerimiz kameralar, GPS cihazları ve diğer ekipmanları taşıyarak dağlarda peşlerinden koşarlardı. Ancak şimdi, Hainan gibonlarını akıllı bir şekilde izlemek için teknolojiden yararlanıyoruz. Örneğin, Hainan gibonlarının yaşam alanlarına kızılötesi kameralar, akustik izleme ve gerçek zamanlı izleme ekipmanları yerleştiriyoruz. Bu sayede fiziksel dayanıklılık ve hava koşulları konusunda endişelenmemize gerek kalmıyor. İnsan varlığı ve teknolojinin birleşimi, olumsuz hava koşullarında çalışma ve insanların dinlenmeye ihtiyaç duyduğu gece saatlerinde izleme gibi sorunları etkili bir şekilde ele alıyor. Tayfun Hainan'ı vurduğunda, Hainan gibonlarının dağlar arasındaki faaliyet rotalarının çoğunu engelleyen toprak kaymalarına neden oldu. Aktivite rotalarını daha iyi izlemek için heyelanlardan etkilenen vadilerde bir halat koridoru kurduk. Bu ip koridorunun yakınında Hainan gibonlarını izledik ve gözlemledik. İnşa ettiğimiz ip koridorunu kullanıp kullanmayacaklarını merak ediyorduk. Yaklaşık iki ay sonra, kızılötesi kameralar tarafından çekilen ilk görüntülerde gibonların karşı habitata erişmek için ip koridorunu kullandığını görmek bizi çok sevindirdi. Bu bize çabalarımızın gerçekten değerli olduğunu hissettirdi. Hainan gibonları son derece zeki canlılardır.