CN110166944A - 一种亚洲象行为信息采集系统及方法 - Google Patents

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吴承照
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Abstract

本发明公开了一种亚洲象行为信息采集系统及方法，涉及亚洲象行为研究技术领域，其系统包括控制模块、信息采集模块和分析统计模块，所述控制模块的输出端信号连接有信息采集模块、数据记录整理模块、环境变化采集模块和显示模块，控制模块的输入端信号连接有分析统计模块、输入模块和电源模块，控制模块与存储模块电性连接，信息采集模块和环境变化采集模块的输出端均与数据记录整理模块信号连接，数据整理模块的输出端信号连接有分析统计模块。本发明能够对亚洲象的行为信息进行采集，并对采集的亚洲象行为信息整理和汇总，方便对亚洲象的行为信息进行研究，为缓解人象之间的矛盾关系提供了数据。

Description

一种亚洲象行为信息采集系统及方法
技术领域
本发明涉及亚洲象行为研究技术领域，尤其涉及一种亚洲象行为信息采集系统及方法。
背景技术
亚洲象(Elephas maximus Linnaeus)，别名印度象、亚洲大象，属于长鼻目、象科、亚洲象象属。亚洲象是亚洲现存的最大陆生动物，它的种群数量为36790～51160头，主要分布在东南亚、南亚等热带地区。亚洲象属于国家-级保护动物、《世界自然保护联盟》(IUCN)濒危物种、《华盛顿公约》CITES I级。
目前，中国生亚洲象种群数量为219～242头，仅生存在云南省西双版纳国家级自然保护区、临沧南滚河、普洱3个地区。其中，西双版纳国家级自然保护区区域的象群数量占我国亚洲象种群总数的85％左右，分布在勐养、尚勇、勐腊3个子保护区及边缘地区(勐养130～140头，尚勇40～50头，勐腊20～30头)。
随着保护区内及周边地区的经济发展加快，人口数量增长过快、人口密度不断增加(现已达到26人/km2)，大量的人为活动，森林开垦、橡胶种植等导致了自然环境的片段化、孤岛化，严重压缩了亚洲象种群的生存空间，给亚洲象在这个区域内的生存、繁衍带来了巨大的压力。由于自然生境的被压缩，亚洲象越来越多地走出原始森林或保护区管辖范围，到周边社区群众的生产、生活区域活动，如取食农作物等，不可避免的造成了人与象的生境之争，农作物受到损失，群众正常的生产、生活也受到影响。自2010年以来，涉及受灾人口达8.2万人，导致人员伤亡51人，其中45人伤6人死，造成直接经济损失6468.86万元。自然保护地给我们提供各种各样的生态服务，如果没有这样的空间，我们将无法生存下去，亚洲象的存在是区域生态系统的健康。在保护区管理部门的积极保护下，保护区面积和森林覆盖率增加、珍稀植物得到了有效保护、生亚洲象的种群数量已在恢复和增加。但是也存在着困难和阻力，保护区内及周边90％以上为山区，为多民族贫困地区、村寨密集、人口众多、交通、文化、生产方式较为落后，社区群众对自然环境、保护区资源的依赖性大，给生亚洲象种群回归后的生存造成了巨大的威胁。基于历史条件受限和社会综合因素等，采取了抢救性保护措施，使得自然保护区在功能区划定上不尽科学合理，带来了更多的经济、社会与保护管理的发展过程中产生新的问题。
为解决人象之间的矛盾关系，学者们对亚洲象种群展开了大量的研究工作。
近年来，亚洲象肇事情况越来越频繁，造成了巨大的经济损失并逐年增加的趋势，通过对亚洲象肇事的赔偿数据统计来看，主要是农作物(玉米)和经济作物(橡胶)受损情况严重，也反映出当地大量的天然林被橡胶等经济作物所取代而导致人象矛盾冲突加剧的要原因。为此，当地管理部门尝试了多种有效的缓解措施，包括有：建设食源基地、加强监测预警、提高赔偿金额等。但是这些研究多数是对现象或问题的被动研究，学科内的专业研究，而将亚洲象行为、行为生态学和空间格局相结合研究却很少，为此我们提出种亚洲象行为信息采集系统及方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种亚洲象行为信息采集系统及方法。
一种亚洲象行为信息采集系统，包括控制模块、信息采集模块和分析统计模块，所述控制模块的输出端信号连接有信息采集模块、数据记录整理模块、环境变化采集模块和显示模块，控制模块的输入端信号连接有分析统计模块、输入模块和电源模块，控制模块与存储模块电性连接，信息采集模块和环境变化采集模块的输出端均与数据记录整理模块信号连接，数据整理模块的输出端信号连接有分析统计模块；
所述信息采集模块包括多个用于采集大象行为信息的采集子单元，且采集子单元上均设有定时模块，在定时模块的作用下信息采集子单元将采集的大象行为信息通过信号传输持续的向数据记录整理模块进行汇总。
优选的，所述环境变化采集模块通过卫星遥感技术或GIS技术采集大象生活区域环境的变量数据进行采集。
优选的，所述采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态。
优选的，所述大象行为状态通过拍照获取图片的方式进行采集，大象位置信息通过位置传感器进行大象位置获取，温湿度信息通过温湿度传感器进行采集。
优选的，所述采集子单元包括固定板，固定板的一侧壁安装有固定钉，固定板的另一侧壁上安装有防护罩，防护罩的内部设有安装在固定板侧壁上的支撑板，支撑板的顶端通过多个振动发电机固定有壳体，壳体的顶端安装有太阳能发电板，壳体的外侧壁上安装有摄像头和无线发射接收器，壳体的内部安装定时器、蓄电池、充电器、单片机和GPS位置传感器，振动发电机和太阳能电池板均通过充电器电性连接有蓄电池，蓄电池的输出端连接有单片机，单片机的电性连接有摄像头、无线发射接收器和GPS位置传感器。
上述亚洲象行为信息采集系统的方法，包括以下步骤：
S1：选取不同大象群中的头象和其中一头公象进行采集子单元的安装，并对每个信息采集子单元进行标号；
S2：控制模块控制环境变化采集模块采集大象生活区域环境的变量数据变化，并将采集的信息发送给数据记录整理模块进行整理汇总；
S3：定时模块控制采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态，并将采集的信息通过信号定时发送给数据记录整理模块进行整理汇总，同时也可以通过输入模块发出指令给控制模块，控制模块直接控制信息采集模块进行信息采集；
S4：通过分析统计模块对数据记录整理模块整理汇总的信息进行分析统计，分析不同地方大象群的行为信息情况；
S5：通过显示模块对分析统计的结果进行显示，方便使用人员进行查看。
优选的，所述S3步骤中，在采集大象行为状态时，通过照片的方式获得大象食物成分、觅食行为、生境选择、交流状态和栖息地的流动等信息。
优选的，所述S3步骤中通过定时模块控制采集子单元的信息采集频率为1-10分钟。
本发明提出了一种亚洲象行为信息采集系统及方法，
本系统能够对亚洲象的行为信息进行采集，并对采集的亚洲象行为信息整理和汇总，方便对亚洲象的行为信息进行研究，为缓解人象之间的矛盾关系提供了数据；
通过掌握的亚洲象的行为，以及行为的生态特性，才能根据亚洲象所需要的生境条件确定需要保护的空间范围，并制定出有效的亚洲象保护方案，为我国自然保护区内要物种及生物多样性的科学保护管理提供要的参考依据。
附图说明
图1为本发明提出的一种亚洲象行为信息采集系统的系统连接示意图。
图2为本发明提出的一种亚洲象行为信息采集系统的信息采集模块的示意图。
图3为本发明提出的一种亚洲象行为信息采集系统的采集子单元的结构示意图。
图4为本发明提出的一种亚洲象行为信息采集系统的采集子单元的侧视结构示意图。
图中标号：1摄像头、2太阳能电池板、3无线发射器接收器、4GPS位置传感器、5壳体、6防护罩、7蓄电池、8振动发电机、9支撑板、10充电器、11单片机、12固定钉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种亚洲象行为信息采集系统及方法，其系统包括控制模块、信息采集模块和分析统计模块，所述控制模块的输出端信号连接有信息采集模块、数据记录整理模块、环境变化采集模块和显示模块，控制模块的输入端信号连接有分析统计模块、输入模块和电源模块，控制模块与存储模块电性连接，信息采集模块和环境变化采集模块的输出端均与数据记录整理模块信号连接，数据整理模块的输出端信号连接有分析统计模块；
所述信息采集模块包括多个用于采集大象行为信息的采集子单元，且采集子单元上均设有定时模块，在定时模块的作用下信息采集子单元将采集的大象行为信息通过信号传输的方式持续的向数据记录整理模块进行汇总。
所述信号传输方式为无线网络信号传输或有线信号传输等。
所述环境变化采集模块通过卫星遥感技术采集大象生活区域环境的变量数据进行采集。
所述采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态。
所述大象行为状态通过拍照获取图片的方式进行采集，大象位置信息通过位置传感器进行大象位置获取，温湿度信息通过温湿度传感器进行采集，所述位置传感器为GPS位置传感器。
所述采集子单元包括固定板13，固定板13的一侧壁安装有固定钉12，固定板13的另一侧壁上安装有防护罩6，防护罩6的内部设有安装在固定板13侧壁上的支撑板9，支撑板9的顶端通过多个振动发电机8固定有壳体5，壳体5的顶端安装有太阳能发电板2，壳体5的外侧壁上安装有摄像头1和无线发射接收器3，壳体5的内部安装定时器、蓄电池7、充电器10、单片机11和GPS位置传感器4，振动发电机8和太阳能电池板2均通过充电器10电性连接有蓄电池7，蓄电池7的输出端连接有单片机11，单片机11的电性连接有摄像头1、无线发射接收器3和GPS位置传感器4。
上述亚洲象行为信息采集系统的方法，包括以下步骤：
S1：选取不同大象群中的头象和其中一头公象进行采集子单元的安装，并对每个信息采集子单元进行标号；
S2：控制模块控制环境变化采集模块采集大象生活区域环境的变量数据变化，并将采集的信息发送给数据记录整理模块进行整理汇总；
S3：定时模块控制采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态，并将采集的信息通过信号定时发送给数据记录整理模块进行整理汇总，同时也可以通过输入模块发出指令给控制模块，控制模块直接控制信息采集模块进行信息采集；
在采集大象行为状态时，通过照片的方式获得大象食物成分、觅食行为、生境选择、交流状态和栖息地的流动等信息；
通过定时模块控制采集子单元的信息采集频率为1分钟。
S4：通过分析统计模块对数据记录整理模块整理汇总的信息进行分析统计，分析不同地方大象群的行为信息情况；
S5：通过显示模块对分析统计的结果进行显示，方便使用人员进行查看。
上述采集子单元在进行安装时，在大象的耳朵上打耳孔，然后将固定钉12穿过耳孔固定在固定板13上，其摄像头朝向大象的头部前方。
实施例二
本发明提出的一种亚洲象行为信息采集系统及方法，其系统包括控制模块、信息采集模块和分析统计模块，所述控制模块的输出端信号连接有信息采集模块、数据记录整理模块、环境变化采集模块和显示模块，控制模块的输入端信号连接有分析统计模块、输入模块和电源模块，控制模块与存储模块电性连接，信息采集模块和环境变化采集模块的输出端均与数据记录整理模块信号连接，数据整理模块的输出端信号连接有分析统计模块；
所述信息采集模块包括多个用于采集大象行为信息的采集子单元，且采集子单元上均设有定时模块，在定时模块的作用下信息采集子单元将采集的大象行为信息通过信号传输的方式持续的向数据记录整理模块进行汇总。
所述信号传输方式为无线网络信号传输或有线信号传输等。
所述环境变化采集模块通过GIS技术采集大象生活区域环境的变量数据进行采集。
所述采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态。
所述大象行为状态通过拍照获取图片的方式进行采集，大象位置信息通过位置传感器进行大象位置获取，温湿度信息通过温湿度传感器进行采集，所述位置传感器为北斗位置传感器。
所述采集子单元包括固定板13，固定板13的一侧壁安装有固定钉12，固定板13的另一侧壁上安装有防护罩6，防护罩6的内部设有安装在固定板13侧壁上的支撑板9，支撑板9的顶端通过多个振动发电机8固定有壳体5，壳体5的顶端安装有太阳能发电板2，壳体5的外侧壁上安装有摄像头1和无线发射接收器3，壳体5的内部安装定时器、蓄电池7、充电器10、单片机11和GPS位置传感器4，振动发电机8和太阳能电池板2均通过充电器10电性连接有蓄电池7，蓄电池7的输出端连接有单片机11，单片机11的电性连接有摄像头1、无线发射接收器3和北斗位置传感器4。
上述亚洲象行为信息采集系统的方法，包括以下步骤：
S1：选取不同大象群中的头象和其中一头公象进行采集子单元的安装，并对每个信息采集子单元进行标号；
S2：控制模块控制环境变化采集模块采集大象生活区域环境的变量数据变化，并将采集的信息发送给数据记录整理模块进行整理汇总；
S3：定时模块控制采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态，并将采集的信息通过信号定时发送给数据记录整理模块进行整理汇总，同时也可以通过输入模块发出指令给控制模块，控制模块直接控制信息采集模块进行信息采集；
在采集大象行为状态时，通过照片的方式获得大象食物成分、觅食行为、生境选择、交流状态和栖息地的流动等信息；
通过定时模块控制采集子单元的信息采集频率为5分钟。
S4：通过分析统计模块对数据记录整理模块整理汇总的信息进行分析统计，分析不同地方大象群的行为信息情况；
S5：通过显示模块对分析统计的结果进行显示，方便使用人员进行查看。
实施例三
本发明提出的一种亚洲象行为信息采集系统及方法，其系统包括控制模块、信息采集模块和分析统计模块，所述控制模块的输出端信号连接有信息采集模块、数据记录整理模块、环境变化采集模块和显示模块，控制模块的输入端信号连接有分析统计模块、输入模块和电源模块，控制模块与存储模块电性连接，信息采集模块和环境变化采集模块的输出端均与数据记录整理模块信号连接，数据整理模块的输出端信号连接有分析统计模块；
所述信息采集模块包括多个用于采集大象行为信息的采集子单元，且采集子单元上均设有定时模块，在定时模块的作用下信息采集子单元将采集的大象行为信息通过信号传输的方式持续的向数据记录整理模块进行汇总。
所述信号传输方式为无线网络信号传输或有线信号传输等。
所述环境变化采集模块通过GIS技术采集大象生活区域环境的变量数据进行采集。
所述采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态。
所述大象行为状态通过拍照获取图片的方式进行采集，大象位置信息通过位置传感器进行大象位置获取，温湿度信息通过温湿度传感器进行采集，所述位置传感器为北斗位置传感器。
所述采集子单元包括固定板13，固定板13的一侧壁安装有固定钉12，固定板13的另一侧壁上安装有防护罩6，防护罩6的内部设有安装在固定板13侧壁上的支撑板9，支撑板9的顶端通过多个振动发电机8固定有壳体5，壳体5的顶端安装有太阳能发电板2，壳体5的外侧壁上安装有摄像头1和无线发射接收器3，壳体5的内部安装定时器、蓄电池7、充电器10、单片机11和GPS位置传感器4，振动发电机8和太阳能电池板2均通过充电器10电性连接有蓄电池7，蓄电池7的输出端连接有单片机11，单片机11的电性连接有摄像头1、无线发射接收器3和北斗位置传感器4。
上述亚洲象行为信息采集系统的方法，包括以下步骤：
S1：选取不同大象群中的头象和其中一头公象进行采集子单元的安装，并对每个信息采集子单元进行标号；
S2：控制模块控制环境变化采集模块采集大象生活区域环境的变量数据变化，并将采集的信息发送给数据记录整理模块进行整理汇总；
S3：定时模块控制采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态，并将采集的信息通过信号定时发送给数据记录整理模块进行整理汇总，同时也可以通过输入模块发出指令给控制模块，控制模块直接控制信息采集模块进行信息采集；
在采集大象行为状态时，通过照片的方式获得大象食物成分、觅食行为、生境选择、交流状态和栖息地的流动等信息；
通过定时模块控制采集子单元的信息采集频率为10分钟。
S4：通过分析统计模块对数据记录整理模块整理汇总的信息进行分析统计，分析不同地方大象群的行为信息情况；
S5：通过显示模块对分析统计的结果进行显示，方便使用人员进行查看。
在对生亚洲象的食物成分、觅食行为的分析和监测中，总结了亚洲象的食物组成主要是野生植物和农作物，并对其采食、饮水、交流等行为方式和所需时间做了详细研究。对亚洲象的生境选择、栖息地现状、保护区管理等方面成为亚洲象的研究热点，在南滚河保护区的亚洲象研究表明象群偏好海拔1000m以下、坡度小于20度、坡位为沟谷和山坡下的低海拔地区，偏好植被类型是竹阔混交林和灌丛；在西双版纳尚勇地区的亚洲象研究表明象群喜欢在1000m以下的低海拔区域活动、坡度小于10度，坡位为平坦的沟谷和山坡下，偏好植被类型有竹阔混交林、灌丛和高山草甸，西双版纳的象群主要分布在勐养、勐腊、尚勇。
本申请人通过对亚洲象群的行为信息分析，发现亚洲象实时位置、健康程度，与亚洲象活动区域的温湿度、海拔、植被呈负相关性，而与其人群活动范围呈正相关性，存在某种函数关系。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种亚洲象行为信息采集系统，包括控制模块、信息采集模块和分析统计模块，其特征在于，所述控制模块的输出端信号连接有信息采集模块、数据记录整理模块、环境变化采集模块和显示模块，控制模块的输入端信号连接有分析统计模块、输入模块和电源模块，控制模块与存储模块电性连接，信息采集模块和环境变化采集模块的输出端均与数据记录整理模块信号连接，数据整理模块的输出端信号连接有分析统计模块；
所述信息采集模块包括多个用于采集大象行为信息的采集子单元，且采集子单元上均设有定时模块，在定时模块的作用下信息采集子单元将采集的大象行为信息通过信号传输持续的向数据记录整理模块进行汇总。
2.根据权利要求1所述的一种亚洲象行为信息采集系统，其特征在于，所述环境变化采集模块通过卫星遥感技术或GIS技术采集大象生活区域环境的变量数据进行采集。
3.根据权利要求1所述的一种亚洲象行为信息采集系统，其特征在于，所述采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态。
4.根据权利要求3所述的一种亚洲象行为信息采集系统，其特征在于，所述大象行为状态通过拍照获取图片的方式进行采集，大象位置信息通过位置传感器进行大象位置获取，温湿度信息通过温湿度传感器进行采集。
5.根据权利要求1所述的一种亚洲象行为信息采集系统及方法，其特征在于，所述采集子单元包括固定板(13)，固定板(13)的一侧壁安装有固定钉(12)，固定板(13)的另一侧壁上安装有防护罩(6)，防护罩(6)的内部设有安装在固定板(13)侧壁上的支撑板(9)，支撑板(9)的顶端通过多个振动发电机(8)固定有壳体(5)，壳体(5)的顶端安装有太阳能发电板(2)，壳体(5)的外侧壁上安装有摄像头(1)和无线发射接收器(3)，壳体(5)的内部安装定时器、蓄电池(7)、充电器(10)、单片机(11)和GPS位置传感器(4)，振动发电机(8)和太阳能电池板(2)均通过充电器(10)电性连接有蓄电池(7)，蓄电池(7)的输出端连接有单片机(11)，单片机(11)的电性连接有摄像头(1)、无线发射接收器(3)和GPS位置传感器(4)。
6.一种权利要求1所述的亚洲象行为信息采集系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选取不同大象群中的头象和其中一头公象进行采集子单元的安装，并对每个信息采集子单元进行标号；
S2：控制模块控制环境变化采集模块采集大象生活区域环境的变量数据变化，并将采集的信息发送给数据记录整理模块进行整理汇总；
S3：定时模块控制采集子单元定时采集大象所在地的实时位置信息、大象所在地的温湿度信息和大象行为状态，并将采集的信息通过信号定时发送给数据记录整理模块进行整理汇总，同时也可以通过输入模块发出指令给控制模块，控制模块直接控制信息采集模块进行信息采集；
S4：通过分析统计模块对数据记录整理模块整理汇总的信息进行分析统计，分析不同地方大象群的行为信息情况；
S5：通过显示模块对分析统计的结果进行显示，方便使用人员进行查看。
7.根据权利要求1所述的一种亚洲象行为信息采集系统及方法，其特征在于，所述S3步骤中，在采集大象行为状态时，通过照片的方式获得大象食物成分、觅食行为、生境选择、交流状态和栖息地的流动等信息。
8.根据权利要求1所述的一种亚洲象行为信息采集系统及方法，其特征在于，所述S3步骤中通过定时模块控制采集子单元的信息采集频率为1-10分钟。
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