基于多源遥感和卫星追踪大数据的鸟类运动行为信息反演研究

The ornithological study has entered a new era from traditional field bird observations to satellite tracking, due to GPS (Global Positioning System) tracking loggers widely used in avian movement observations. High temporal resolution (minutes-level) bird tracking loggers generate massive bird location data, which contain abundant bird behavior information. In this study, Swan goose, Bean goose were selected as case species. We retrieve the bird movement behavior and rules from bird tracking data, in order to obtain the annual bird movement (such as migration mechanism) and daily bird activities (such as foraging, homing behavior, etc.). Establishing the relationship rules between bird behavior and habitat condition, using the remote sensing image analysis technology comprehensively. Identifying the control factors of bird habitat preference to enrich the bird habitat protection and construction theory. Based on the bird movement mechanism， We explore a conceptual framework of bird strike early warning system at the airport.

GPS（全球卫星定位系统）卫星追踪设备的轻量化发展，使得在鸟类学研究从环志定点观测，进入到了连续轨迹追踪的大数据时代。高时间分辨率（分钟级）的鸟类卫星追踪设备，形成了海量鸟类运动的时空位置数据，这些时空位置数据含有丰富的鸟类行为特征信息。本研究鸿雁和豆雁为案例物种，通过对鸟类时空位置大数据的信息分析，反演提取鸟类活动规律与行为特征，包括鸟类的年活动规律（如迁徙行为）、日活动规律（如觅食行为、归巢行为等），以及栖息地选择偏好规律等信息，掌握鸟类的运动规律和迁徙机制。建立鸟类运动行为和栖息地生境条件之间的关系规则，综合利用遥感影像分析技术，识别鸟类栖息地选择偏好的控制性生境因子，丰富鸟类栖息地保护和营建理论,探索基于鸟类运动规律的机场鸟撞风险预警系统概念框架。

迁徙动物如何发现迁徙路线，是《Science》提出的125个重大未解科学问题之一。基于海量鸟类GPS位置数据，应用GIS地理空间分析技术，融合多源遥感影像数据，能够推进鸟类运动生态学的创新性研究。通过对鸟类时空轨迹大数据的信息挖掘技术分析，能够进一步掌握鸟类全天候、全生命周期、高频定位的监测能力，是回答动物迁徙机制、运动行为规律等鸟类运动生态学的科学问题的关键技术手段。研究鸟类多尺度运动行为模式，识别鸟类栖息地的关键位点，抢救式设立保护区，是理解鸟类运动机制与周边生态环境变化的时空耦合关系，是突破鸟类生物多样性保护困境，优化鸟类保护网络和策略的重要理论研究。开展鸟类运动监测和栖息地监测保护研究，符合国际上的禽流感防控、生物多样性保护的核心关注，符合国家层面军民航鸟击风险防控、一带一路等的重大战略需求，符合长江绿色发展、保护区边界勘定等地方层面的现实客观需要，在全球、国家和地方不同层面，具有极其重要科学意义和实践意义。本项目系统开展了我国珍稀濒危的大体型长距离迁徙水鸟的卫星追踪研究；建立了我国典型长距离迁徙鸟类的迁徙运动参数数据库，包括迁徙开始时间、结束时间、迁徙距离、飞行速度、停歇地数量等参数；系统阐明了影响鸟类生存的外在因素和内在机制，总结提升了对目标鸟类多尺度运动模式、规律和环境意向制约机制的科学认知。从国家和区域层面，提出了迁徙鸟类核心退化栖息地的修复重建及保护策略方案和保障机制，形成了保护区和国家公园边界和保护红线的空间优化策略方案，为国家长江经济带发展、海岸带保护、生态文明建设、生物多样性保护管理和重大决策提供理论和数据支撑。