一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，包括拟监测的动物通道和监测目标物种的选择，红外相机的设置如数量、位置、高度、角度、参数，动物通道效率评价方法如独立照片筛选、尝试穿越和实际穿越的定义、穿越率计算、选择卡方检验或方差分析来评价大中型哺乳动物对某个通道或某类通道的穿越效率。本发明专利技术可实现公路大中型哺乳动物通道的连续动态监测，科学评价公路大中型哺乳动物通道的效率，以进一步优化类似地区公路大中型哺乳动物通道设置。

【技术实现步骤摘要】
一种公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法
本专利技术涉及动物保护领域的公路大中型哺乳动物通道，特别是涉及一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法。
技术介绍
交通工程，如公路和铁路对大中型哺乳动物产生了许多影响。主要包括：车辆致死大中型哺乳动物、车辆噪声和尾气等干扰大中型哺乳动物类活动导致其回避交通线路、公路和车辆泄露的污染物退化栖息地、交通线路成网后导致大中型哺乳动物种群割裂和破碎化进而威胁种群稳定性。针对这些影响，国内外交通部门一般在公路和铁路沿线结合地形设置不同类型的动物通道，包括上跨式通道和下穿式通道，上跨式通道类似于我国山区公路隧道，下穿式通道类似于我国桥梁、涵洞。但是，在交通线路大中型哺乳动物通道监测方面还没有系统方法来指导。现有公路大中型哺乳动物通道监测主要是采用足迹观察法和现场监测法，足迹观察法适用条件苛刻，如天气条件良好(通道附近不能有雨水冲刷，否则足迹被破坏)、对调查人员素质要求高(足迹识别完全依赖于主观经验，且误差较大；足迹重叠很难分辨、部分动物足迹雷同)，且工作量很大(大中型哺乳动物通道往往远离人群，位置偏僻)。现场监测法适用范围也很有限，一般适合于白昼活动的且容易观察到的有明显活动规律的物种，如藏羚羊季节性迁徙穿越青藏铁路五北大桥，但多数情况下肉眼很难观测到大中型哺乳动物个体，且还有一部分大中型哺乳动物属于夜行性动物，因此现场监测法应用范围很狭窄。同时，公路大中型哺乳动物通道的评价方法也缺乏科学指导。现有的评价方法主要是从实际穿越的频率和数量来判断，缺乏对通道出入口尝试穿越但实际失败案例的考虑，因此不能全面合理评价大中型哺乳动物通道的效率。还有评价是基于通道两侧种群密度和规模、稳定性角度来进行，但耗时费力，不利于推广应用。红外相机技术是20世纪90年代开始流行的一种监测兽类和鸟类活动的常规技术，可实现全天候无人状态下的连续动态监测，红外相机装置隐蔽和能够持续工作的特点使其十分适合用于探测活动隐秘、数量稀少的动物。交通线路穿越野生动物活动区设置的大中型哺乳动物通道往往远离市区，调查人员现场调查十分不便，且大中型哺乳动物行踪隐秘调查难度较大，红外相机技术整好弥补了缺陷。鉴于上述现有的大中型哺乳动物通道监测与评价技术与实际的需求不能完全匹配，经过不断的研究，以期创设一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，能够指导现有的大中型哺乳动物通道的监测和评价。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，解决大中型哺乳动物通道监测与评价的问题，通过监测和评价，可不断优化设计，从而达到生态效益最佳。通过采用以下的技术方案来实现本专利技术目的。一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1:选择拟监测的公路大中型哺乳动物通道选择公路穿越或毗邻大中型哺乳动物活动区的动物通道，开展监测；步骤2：确定拟监测的目标物种根据公路大中型哺乳动物通道两侧的自然保护区相关资料、环评报告、科研论文及调查报告，结合沿线走访调查、通道附近痕迹调查综合确定监测的目标物种；步骤3：设置公路大中型哺乳动物通道监测相机在公路大中型哺乳动物通道内布设红外相机时，遵循以下步骤：步骤31：确定所需红外相机的数量根据所监测的公路大中型哺乳动物通道尺寸规模确定红外相机的数量；步骤32：选择红外相机设置的位置对于整体式路基，在通道出入口分别设置红外相机；对于分离式路基，在出入口和通道中部同时设置；步骤33：确定红外相机设置高度根据所监测大中型哺乳动物体型大小确定红外相机设置高度；步骤34：确定红外相机设置角度根据通道出入口安装条件，在垂直平面上，将红外相机镜头设置为平视或俯视角度，将通道出入口全部覆盖；在水平平面上，将红外相机镜头设置为与大中型哺乳动物移动方向呈45度交角，避免垂直拍摄造成的物种拍摄不全，辨识存在困难；步骤35：红外相机参数设置对于通道两侧大中型哺乳动物活动频繁的区域，将拍摄间隔时间设为1秒～1分钟；对于通道两侧大中型哺乳动物活动稀少的区域，可将拍摄间隔时间设为1分钟～60分钟；步骤4、评价公路大中型哺乳动物通道的效率在评价公路大中型哺乳动物通道通行效率时，遵循以下步骤：步骤41：至少监测1年，理想情况是持续4年，将红外相机照片进行分类，删除无效照片，选择可识别的独立照片，建立每个通道每台相机每个物种的独立照片文件夹；步骤42：对于单个通道，将只在通道出口处的相机或入口处的相机拍摄的某物种的独立照片，记录为某物种“尝试穿越”，统计独立照片的数量，记录为C；将30分钟之内既在通道入口处的相机内出现的某物种的独立照片也在通道出口处的相机内出现的某物种的独立照片，且独立照片内该物种移动方向一致，记录为该物种“实际穿越”，统计独立照片的数量，记录为S；结合监测的时间天数D，计算该物种对特定通道的尝试穿越率CR和实际穿越率SR：CR＝C/D*100％SR＝S/D*100％对于某一类型通道，选择至少3个进行监测，分别统计某物种对每个通道的尝试穿越的独立照片数量，记录为Ci，i为通道数量编号，再统计某物种对每个通道的实际穿越的独立照片数量，记录为Si，i为通道数量编号，结合监测的时间天数D，计算某物种对该类型大中型哺乳动物通道的尝试穿越率CRi和实际穿越率SRi：CRi＝Ci/Di*100％SRi＝Si/Di*100％(i≥3)步骤43：对于单个通道，直接通过卡方检验，评价实际穿越率SR与尝试穿越率CR是否有显著性差异，如果在0.05显著性上没有显著差异，则认为某物种对单个大中型哺乳动物通道的通行效率较好，监测的目标物种能够顺利穿越该通道。对于某类型大中型哺乳动物通道，通过方差检验，评价实际穿越率CRi与尝试穿越率SRi是否有显著性差异，如果在0.05显著性上没有显著差异，则认为某物种对该类型大中型哺乳动物通道的通行效率较好，监测的目标物种能够顺利穿越该类型通道。其中，选择公路穿越或毗邻大中型哺乳动物活动区的动物通道，开展监测，所述大中型哺乳动物活动区是指大中型哺乳动物活动频繁的区域，包括但不限于自然保护区、国家森林公园、湿地及其他适宜大中型哺乳动物活动的区域。其中，根据所监测的公路大中型哺乳动物通道尺寸规模确定红外相机的数量，依据红外相机最佳感应距离X(米)计算，若通道出口或入口宽度不大于X(米)，则设置1台相机；若宽度不大于2X(米)，则设置两台相机，以此类推。其中，所述独立照片是指不同种类的个体照片、同一种类不同个体的照片、同一种类同一个体但拍照时间超过0.5小时的照片。本专利技术的一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法具有下列优点：本专利技术提出的一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，通过资料搜集、现场调查、走访调查等技术能够快速筛选拟监测的大中型哺乳动物通道和目标大中型哺乳动物物种，使得监测有的放矢，提高了监测的效率；本专利技术提出的一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，根据通道尺寸确定相机数量、根据动物体型大小确定相机设置高度，提高了监测的效率；相机设置在通道出入口处，且调节角度将出入口全覆盖，全面监控到任何出入通道的大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1:选择拟监测的公路大中型哺乳动物通道选择公路穿越或毗邻大中型哺乳动物活动区的动物通道，开展监测；步骤2：确定拟监测的目标物种根据公路大中型哺乳动物通道两侧的自然保护区相关资料、环评报告、科研论文及调查报告，结合沿线走访调查、通道附近痕迹调查综合确定监测的目标物种；步骤3：设置公路大中型哺乳动物通道监测相机在公路大中型哺乳动物通道内布设红外相机时，遵循以下步骤：步骤31：确定所需红外相机的数量根据所监测的公路大中型哺乳动物通道尺寸规模确定红外相机的数量；步骤32：选择红外相机设置的位置对于整体式路基，在通道出入口分别设置红外相机；对于分离式路基，在出入口和通道中部同时设置；步骤33：确定红外相机设置高度根据所监测公路大中型哺乳动物体型大小确定红外相机设置高度；步骤34：确定红外相机设置角度根据通道出入口安装条件，在垂直平面上，将红外相机镜头设置为平视或俯视角度，将通道出入口全部覆盖；在水平平面上，将红外相机镜头设置为与大中型哺乳动物移动方向呈45度交角，避免垂直拍摄造成的物种拍摄不全，辨识存在困难；步骤35：红外相机参数设置对于通道两侧大中型哺乳动物活动频繁的区域，将拍摄间隔时间设为1秒～1分钟；对于通道两侧大中型哺乳动物活动稀少的区域，可将拍摄间隔时间设为1分钟～60分钟；步骤4、评价公路大中型哺乳动物通道的效率在评价公路大中型哺乳动物通道通行效率时，遵循以下步骤：步骤41：至少监测1年，理想情况是持续4年，将红外相机照片进行分类，删除无效照片，选择可识别的独立照片，建立每个通道每台相机每个物种的独立照片文件夹；步骤42：对于单个通道，将只在通道出口处的相机或入口处的相机拍摄的某物种的独立照片，记录为某物种“尝试穿越”，统计独立照片的数量，记录为C；将30分钟之内既在通道入口处的相机内出现的某物种的独立照片也在通道出口处的相机内出现的某物种的独立照片，且独立照片内该物种移动方向一致，记录为该物种“实际穿越”，统计独立照片的数量，记录为S；结合监测的时间天数D，计算该物种对特定通道的尝试穿越率CR和实际穿越率SR：CR＝C/D*100％SR＝S/D*100％对于某一类型通道，选择至少3个进行监测，分别统计某物种对每个通道的尝试穿越的独立照片数量，记录为Ci，i为通道数量编号，再统计某物种对每个通道的实际穿越的独立照片数量，记录为Si，i为通道数量编号，结合监测的时间天数D，计算某物种对该类型大中型哺乳动物通道的尝试穿越率CRi和实际穿越率SRi：CRi＝Ci/Di*100％SRi＝Si/Di*100％(i≥3)步骤43：对于单个通道，直接通过卡方检验，评价实际穿越率SR与尝试穿越率CR是否有显著性差异，如果在0.05显著性上没有显著差异，则认为某物种对单个大中型哺乳动物通道的通行效率较好，监测的目标物种能够顺利穿越该通道。对于某类型大中型哺乳动物通道，通过方差检验，评价实际穿越率CRi与尝试穿越率SRi是否有显著性差异，如果在0.05显著性上没有显著差异，则认为某物种对该类型大中型哺乳动物通道的通行效率较好，监测的目标物种能够顺利穿越该类型通道。...

【技术特征摘要】
1.一种基于红外相机技术的公路大中型哺乳动物通道监测与评价的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1:选择拟监测的公路大中型哺乳动物通道选择公路穿越或毗邻大中型哺乳动物活动区的动物通道，开展监测；步骤2：确定拟监测的目标物种根据公路大中型哺乳动物通道两侧的自然保护区相关资料、环评报告、科研论文及调查报告，结合沿线走访调查、通道附近痕迹调查综合确定监测的目标物种；步骤3：设置公路大中型哺乳动物通道监测相机在公路大中型哺乳动物通道内布设红外相机时，遵循以下步骤：步骤31：确定所需红外相机的数量根据所监测的公路大中型哺乳动物通道尺寸规模确定红外相机的数量；步骤32：选择红外相机设置的位置对于整体式路基，在通道出入口分别设置红外相机；对于分离式路基，在出入口和通道中部同时设置；步骤33：确定红外相机设置高度根据所监测公路大中型哺乳动物体型大小确定红外相机设置高度；步骤34：确定红外相机设置角度根据通道出入口安装条件，在垂直平面上，将红外相机镜头设置为平视或俯视角度，将通道出入口全部覆盖；在水平平面上，将红外相机镜头设置为与大中型哺乳动物移动方向呈45度交角，避免垂直拍摄造成的物种拍摄不全，辨识存在困难；步骤35：红外相机参数设置对于通道两侧大中型哺乳动物活动频繁的区域，将拍摄间隔时间设为1秒～1分钟；对于通道两侧大中型哺乳动物活动稀少的区域，可将拍摄间隔时间设为1分钟～60分钟；步骤4、评价公路大中型哺乳动物通道的效率在评价公路大中型哺乳动物通道通行效率时，遵循以下步骤：步骤41：至少监测1年，理想情况是持续4年，将红外相机照片进行分类，删除无效照片，选择可识别的独立照片，建立每个通道每台相机每个物种的独立照片文件夹；步骤42：对于单个通道，将只在通道出口处的相机或入口处的相机拍摄的某物种的独立照片，记录为某物种“尝试穿越”，统计独立照片的数量，记录为C；将30分钟之内既在通道入口处的相机内出现的某物种的独立照片也在通道出口处的相机内出现的某物种的独立照片，且独立照片内该物种移动方向一致，记录为该物种“实际穿越”，统计独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云，关磊，陈济丁，孔亚平，简丽，陶双成，张晓峰，
申请(专利权)人：交通运输部科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11