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被动声学监测设备性能比较及对鸟声识别的影响
生物多样性
2024, 32 (10):
24273-.
DOI: 10.17520/biods.2024273
被动声学监测技术能够以非侵入的方式进行长期有效的监测, 已广泛应用于鸟类的监测, 监测过程收集到的大量数据需要借助自动化识别技术进行分析处理。然而, 不同录音设备的性能差异可能会影响自动化识别软件正确识别鸟类类别的能力。本研究使用国内外6种类型录音设备对4种不同频带范围的鸟声信号进行回放录音, 选取BirdNET作为鸟类鸣声自动识别器, 对2种植被类型录音环境、5种距离和3种声源方向的回放录音信号进行鸟声识别, 评估这些变量对鸟类类别识别性能的影响。通过比较录音设备的基本参数和配置, 并构建广义线性模型(generalized linear model, GLM)对识别结果进行统计分析, 以评估不同录音设备的监测性能。结果表明,录音设备类型显著影响BirdNET对鸟类类别的识别准确率。总体上, 随着距离增加, 设备的监测有效性下降, 且在50 m或更近距离内, BirdNET的识别准确率显著更高。声源方向对识别性能也有影响, 当声源与录音设备方向相反时, 识别准确率显著下降。不同设备对4种不同频带范围鸟声信号的识别有效性存在不一致性。此外, 植被类型显著影响鸟声信号传播的衰减, 草地植被下的总体识别准确率比林地植被高40.1%。本研究建议, 在选择和部署长期录音监测设备前, 除评估成本和参数外, 还应进行实地录音监测有效性的评估。根据评估结果, 优化监测距离和方向设置, 以提升监测策略的有效性。 ![]() View image in article
图7
交互作用调节分析。a、b、c、d分别为5种录音设备在距离、角度、不同频带范围发声的鸟类类别、录音环境植被类型的物种识别准确率估算平均值以及95%瓦尔德置信区间对比。横线代表估算平均值, 上下引线代表置信度区间。
正文中引用本图/表的段落
通过广义线性模型方差分析检验结果表明, 录音设备类型、距离、角度、植被类型、鸟类类别的主效应和录音设备类型 × 距离、录音设备类型 × 角度、录音设备类型 × 鸟类类别、录音设备类型 × 植被类型的交互作用具有统计学意义(P < 0.05), 这表示该因素对于因变量鸟鸣声识别性能影响是显著的(表3)。同时进行录音设备类型与距离、角度、鸟类类别、植被类型之间的交互作用调节分析, 在固定距离、角度、鸟类类别和植被类型的条件下, 分析不同录音设备类型对鸟鸣声识别准确率的影响, 从而比较不同设备对BirdNET识别性能的差异。研究结果发现, 距离、角度、植被类型对录音设备性能的影响在总体趋势上具有一致性, 但在不同类型的录音设备上表现出显著差异(图7)。此外, 4种不同频带范围发声的鸟种对于录音设备识别性能的影响在趋势上表现出了不一致性。
本文的其它图/表
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