近日，中國生物多樣性保護與綠色發(fā)展基金會（簡稱中國綠發(fā)會、綠會）國際部獲悉，馬克斯·普朗克學(xué)會(Max Planck Society)于2022年7月18日發(fā)布了一篇題為“系統(tǒng)可快速而輕松地分析動物追蹤數(shù)據(jù)，保護野生動物（System analyzes animal tracking data quickly and easily for rapid protection of wildlife）”的文章，文章重點向我們介紹了一個讓科學(xué)家和野生動物管理者探索動物運動數(shù)據(jù)的平臺——MoveApps：只需一臺設(shè)備和一個瀏覽器就能解決問題。中國綠發(fā)會自成立之日起，多年來深耕于生物多樣性保護工作，將生物多樣性保護作為其工作的重中之重。大數(shù)據(jù)時代下，實時、高效、快速響應(yīng)的數(shù)據(jù)追蹤系統(tǒng)，可謂對野生動物保護者的福音。綠會國際部現(xiàn)將該文章翻譯如下，供感興趣的朋友參閱、了解。

快速而輕松地分析動物追蹤數(shù)據(jù)，保護野生動物

2022年7月18日

by：馬克斯·普朗克學(xué)會(Max Planck Society)

由于高科技、低成本的跟蹤設(shè)備，野生動物運動的研究正在迎來大數(shù)據(jù)時代。但到目前為止，只有具備數(shù)據(jù)科學(xué)技能的人才能從這個追蹤的“黃金時代”獲得有意義的見解。馬克斯·普朗克動物行為研究所（MPI-AB）和康斯坦茨大學(xué)的一個新系統(tǒng)正在改變這種狀況。MoveApps是一個讓科學(xué)家和野生動物管理者探索動物運動數(shù)據(jù)的平臺——只需一臺設(shè)備和一個瀏覽器就能解決問題。

該系統(tǒng)與MPI-AB開發(fā)的、由馬克斯·普朗克計算和數(shù)據(jù)設(shè)施（Max Planck Computing and Data Facility，MPCDF）托管的數(shù)據(jù)庫Movebank相連，該數(shù)據(jù)庫存儲了全球一千多種動物的追蹤數(shù)據(jù)。這些跟蹤數(shù)據(jù)可以被拉到MoveApps中，然后這些數(shù)據(jù)的擁有者可以運行復(fù)雜的分析來尋找數(shù)字的意義。一個護林員可以使用該系統(tǒng)來關(guān)注公園里被追蹤的動物，創(chuàng)建一個顯示動物位置的每日地圖。或者，當GPS點的突然聚集表明一只動物可能已經(jīng)死亡時，從事瀕危物種保護的機構(gòu)可以收到警報。

在發(fā)表于《運動生態(tài)學(xué)》（Movement Ecology）的一篇論文中，作者詳細介紹了MoveApps如何在一個開放的無服務(wù)器平臺上將程序員與需要分析工具的數(shù)據(jù)所有者聯(lián)合起來。當程序員開發(fā)的工具在平臺上公開可用時，用戶可以瀏覽這些工具，并在一個用戶友好的網(wǎng)絡(luò)界面上簡單點擊幾下就可以運行分析。

其目的是將動物追蹤大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)向解決大問題——使其有可能快速和容易地分析和理解運動數(shù)據(jù)。

“你不需要數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)位，你不需要在大學(xué)工作，你不需要軟件許可證或高端的電腦，”第一作者、MoveApps項目負責人、MPI-AB的博士后Andrea K?lzsch說，“你只需要有一個可以用動物追蹤數(shù)據(jù)回答的問題?！?/span>

?

近乎實時的分析，以實現(xiàn)快速響應(yīng)

七年前，當北卡羅來納州動物園開始對非洲禿鷹進行標記和跟蹤時，動物園的工作人員每天都會花幾個小時來分析GPS數(shù)據(jù)，以確定他們是否需要檢查這些鳥。非洲禿鷹是全球下降最快的鳥類群體，而且特別容易因進食摻有殺蟲劑的尸體而中毒。因為一個中毒的尸體可以在幾個小時內(nèi)殺死一百多只禿鷹，所以動物園的工作人員需要快速識別喂食事件，通過標記鳥類的GPS點的聚集來表示。

“我們曾經(jīng)手動將GPS數(shù)據(jù)導(dǎo)入我們的工具，對鳥類的集群進行分析，然后自主決斷這些是否是真正的喂食事件，”引領(lǐng)禿鷲項目的北卡羅來納動物園的合作者Corinne Kendall說，“我們每天都會花費兩個小時來做這些工作?！?/span>

MoveApps將這兩個小時的工作流程變成了每天早上自動發(fā)送給員工的電子郵件。每天一次，來自禿鷲標簽的數(shù)據(jù)自動流入Movebank，然后進入MoveApps進行即時分析。工作人員會收到一封包含鳥類集群位置的電子郵件，并能在近乎實時的情況下啟動快速反應(yīng)。

與開源平臺上的所有工具一樣，聚類分析工具對任何人都是免費使用的，并且已經(jīng)被有類似需求的保護者所采用。此外，它已經(jīng)與Earth Ranger無縫連接——Earth Ranger是一個實時數(shù)據(jù)可視化和分析軟件，被50多個國家的保護區(qū)管理人員、生態(tài)學(xué)家和生物學(xué)家所使用——極大地擴大了其影響，并使其成為保護野生動物及其棲息地最前沿的操作界面的一部分。

Kendall說：“MoveApps不僅改善了我們的跟蹤數(shù)據(jù)分析，還實現(xiàn)了對禿鷲行為及其保護的實時調(diào)查。當我們看到遙測數(shù)據(jù)為現(xiàn)實世界的應(yīng)用提供信息時，像MoveApps這樣的系統(tǒng)將是一個重要的延伸?！?/span>

?

分析的“無限”可能性

MoveApps由分析模塊組成，稱為Apps，用于訪問和分析追蹤數(shù)據(jù)。就像樂高積木一樣，它們可以拼湊在一起，形成工作流程。例如，一個工作流程可能包括一個繪制數(shù)據(jù)的積木，一個清理數(shù)據(jù)的積木，以及一個在地圖上可視化的積木?！皬募夹g(shù)上講，人們可以創(chuàng)建的分析是無限的。”MPI-AB的組長、資深作者Kamran Safi如是說道。

在大多數(shù)情況下，應(yīng)用程序是用R編碼的——這是運動生態(tài)學(xué)家的首選軟件，因為它為分析復(fù)雜的行為數(shù)據(jù)集提供了開源代碼。但R一直是阻礙一些數(shù)據(jù)擁有者分析其數(shù)據(jù)的主要障礙，因為它需要命令行編程。K?lzsch說：“如果有的話，大多數(shù)科學(xué)或保護管理小組都有一個專門的數(shù)據(jù)科學(xué)家，他們總是工作過度，使得數(shù)據(jù)分析非常緩慢。”

MoveApps通過讓數(shù)據(jù)擁有者接觸到開發(fā)者來消除編碼的需要，這些開發(fā)者可以制作工具，然后供整個社區(qū)使用。有了系統(tǒng)中的應(yīng)用程序，用戶只需選擇和點擊就可以將代碼用于工作。而且，由于代碼是開放的，社區(qū)可以反過來幫助改進該代碼。

此外，這些工作流程可以發(fā)布，這為程序員提供了認可，并提供了真正可重復(fù)的分析。

“將軟件源代碼及其文檔與Movebank中的數(shù)據(jù)一起發(fā)布，填補了使研究成果透明和可復(fù)制的空白，” 來自康斯坦茨大學(xué)通信、信息、媒體中心的合著者，開發(fā)了MoveApp的開放代碼發(fā)布的Gabriel Schneider說，“通過用豐富的元數(shù)據(jù)來描述每一個工作流程，用戶將能夠在未來的日子里理解和使用它?！?/span>

一個云原生計算架構(gòu)

據(jù)作者介紹，MoveApps是最具有包容性、可持續(xù)性和安全性的動物運動分析平臺，這部分歸功于其無服務(wù)器、云原生計算架構(gòu)。所有數(shù)據(jù)都在基于云的基礎(chǔ)設(shè)施上存儲和分析，這意味著強大的分析可以在幾秒鐘內(nèi)完成，而用戶也不需要一臺反應(yīng)快速的電腦。

K?lzsch說：“MoveApps正在引領(lǐng)一個更加民主、解放和創(chuàng)造性的未來，一個科學(xué)向所有人開放的未來，無論他們是否能負擔得起必要的硬件和軟件?！?/span>

在云上，Apps被實現(xiàn)為獨立的容器，這使得它們能夠更有效地運行，并最大限度地減少一個錯誤會連帶到工作流程中的其他錯誤的風險。MoveApps目前托管在MPCDF高性能計算（HPC）云上，對所有用戶免費。

但MoveApps是為靈活性而建立的：隨著未來需求的增加或?qū)ぷ髁鞒痰目焖偬幚淼囊笞兊弥陵P(guān)重要，MoveApps可以在MPCDF內(nèi)成長，也有可能利用商業(yè)伙伴提供的公共云的優(yōu)勢。

“通過將MoveApps與靜態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施解耦，我們將其打造為長期高效且可擴展的項目，”正在MPCDF支持該項目的Brian Standley說。

?

更多信息：Andrea K?lzsch等，MoveApps：動物追蹤數(shù)據(jù)的無服務(wù)器無代碼分析平臺，運動生態(tài)學(xué)（2022）。DOI: 10.1186/s40462-022-00327-4

由 Max Planck Society 供稿

【綠訊】是中國綠發(fā)會國際部發(fā)揮智庫功能、為了推動中國深度參與全球環(huán)境治理推出的一系列全球環(huán)境治理的最新的動態(tài)。

文/Samantha? 審/Stan