适合鸟类和蝙蝠友好的海上风电的夜视

使士兵能够在黑暗中看到的相同技术也可以帮助保护海上风力涡轮机附近的鸟类和蝙蝠。

夜视镜使用热成像技术，可捕捉人眼看不到的红外线。现在，能源部太平洋西北实验室的研究人员正在使用热成像来帮助海上风电场附近的鸟类和蝙蝠。PNNL正在开发名为ThermalTracker的软件，以自动对热视频中的鸟类和蝙蝠进行分类。鸟类和蝙蝠飞越近海水域，但在这些偏远地区难以追踪。

“ThermalTracker可以帮助开发商和监管机构做出关于选址和运营海上风电项目的明智决策，”负责ThermalTracker开发的PNNL工程师Shari Matzner说道。“我们需要这样的科学工具来更好地了解海上风力涡轮机如何与鸟类和蝙蝠共存。”

该软件可以帮助确定海上风电项目附近是否有许多鸟类或蝙蝠，以及它们是否会受到项目的影响。如果是这种情况，官员可以考虑调整拟议项目的位置或修改现有项目的运营。

非营利性生物多样性研究所的生物学家今年夏天正在对该系统进行测试，以确定与其在考虑海上风电的州之一的缅因州的现场观测相比，它的识别能力。

“这是技术开发人员，工程师和野生动物生物学家之间的非凡合作，他们正在共同开发尖端技术，”生物多样性研究所副主任Wing Goodale说。“开发技术以检测陆地和海上风电场的鸟和蝙蝠避免将有助于更好地了解任何类型的风电场中野生动物风险的性质 - 或缺乏风险 - 并减少在此期间潜在的意外影响的不确定性这些摄像机可以提供一种可靠的方法来检测鸟类和蝙蝠对海上风电项目的响应，在那里无法进行传统的野生动物监测。“

离岸潜力

海洋上的风力比陆地上的强，而能源部估计，如果我们在吹离海岸的风中捕获能量，可能会产生近两倍的电量。

海上风电正在开始起飞这个的第一个商业海上风电项目正在离开罗德岛，而纽约附近的另一个拟议项目最近获得了批准。欧洲的海上风电正在进一步发展，近3,600台海上风机的总发电量约为12,000兆瓦。

为了鸟类

官员的目标是使海上风电对环境负责，包括限制其对海岸附近鸟类和蝙蝠的影响。今天，大多数风力发电场都由生物学家对鸟类和蝙蝠进行评估，这些生物学家站在田野里并记下他们所看到的东西。对于海上风力发电场，科学家登上一艘船，但只能在白天和天气合作时观察。遥感技术可以实现更长期的鸟类和蝙蝠监测，同时也可以降低成本和劳动密集度。

科学家长期以来一直使用热成像来观察蝙蝠，这些蝙蝠是夜间活动，夜间传统视频无法看到。但是，当热能相机在能见度低时看到一般的动物形状时，它们不能提供清晰的图像或颜色，这使得识别动物很困难。

PNNL的解决方案涉及根据飞行行为识别鸟类和蝙蝠的算法。ThermalTracker软件专门评估两个特征：鸟类或蝙蝠从A点飞到B点的路径形状，以及它们的翅膀上下颠簸的频率。该软件评估这些行为的热视频，然后确定观察到的动物是蝙蝠还是属于鸟类，如海鸥，燕鸥或燕子。

加强游戏

之前发表的两篇论文描述了早期版本的ThermalTracker如何检测热视频中记录的所有动物的81%，并正确分类82%的观察动物。并且人类平均花费的时间是软件的五倍。

现在，Matzner和她的PNNL同事正在改进他们的软件。他们已经更新了算法，因此可以在录制视频时检测动物，而不是在事后处理视频。实时数据处理意味着软件仅在检测到鸟或蝙蝠时保存视频。由于存储的数据较少，该系统可用于长期观测，并提供有关海上风电场附近鸟类和蝙蝠的更完整信息。

该团队还通过使用两个热像仪而不是一个热像仪创建了具有“立体视觉”或3D视频的系统。拥有3D视频提供深度感知，这有助于确定鸟类是否在涡轮机旋转的高度飞行以及鸟类是否正在避开现有的涡轮机。立体视觉还将揭示鸟类与相机的距离，这可以确定鸟类的大小，从而更准确地识别鸟类。

测试出来

BRI现场研究人员今年夏天正在测试新的立体摄像系统。在双摄像机系统记录的同时，该研究所的科学家正在记录他们观察的鸟类，鸟类的距离以及摄像系统的工作情况。

接下来，Matzner和她的同事将使用现场生物学家的笔记来改进ThermalTracker算法，以便软件能够更好地识别3D视频中的鸟类和蝙蝠。

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