一种黑水虻资源化工程中的逃逸监控方法

本发明涉及工程，特别涉及一种黑水虻资源化工程中的逃逸监控方法。

背景技术：

1、黑水虻，又称亮斑扁角水虻，隶属双翅目水虻科扁角水虻属，分布于全球热带、亚热带和温带的大部分地区。黑水虻一生经历卵、幼虫、蛹、成虫 4 个阶段，其幼虫也被称为“凤凰虫”，营腐生性，是与黄粉虫、大麦虫、蝇蛆等齐名的资源昆虫。黑水虻幼虫能够利用有机废弃物，且取食的废弃物类型多、范围广、效率高，可以有效缓解日益增长的有机固废带来的环境污染问题。黑水虻幼虫将有机固废转化为稳定的生物质和植物肥料，具有很高的营养价值和药用价值。同时，黑水虻成虫不传播疾病，对人类和环境友好，加上其养殖周期较短、成本较低、资源化程度高等优势，目前已被逐步应用于畜禽粪便和厨余垃圾等有机废弃物的处理工程中。

2、尽管目前黑水虻几乎遍布世界，且暂未发现其环境危害，但一些研究者提出规模化的养殖可能会导致昆虫永久性定居。大规模的生产中逃逸的黑水虻幼虫与成虫可能会在养殖工厂周边区域生存，并进一步在野外适宜环境中扩大种群，与本地物种竞争资源，从而给生态系统带来额外的风险。因此，为了及时发现并更好地监控黑水虻种群溢出风险，开发适用于规模化工程的黑水虻逃逸监控系统就显得尤为必要。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种黑水虻资源化工程中的逃逸监控方法，可以实现有效、灵敏的黑水虻幼虫和成虫逃逸监控。

2、实现本发明目的的具体技术方案是：

3、一种黑水虻资源化工程中的逃逸监控方法，该方法包括以下具体步骤：

4、步骤1：勘查黑水虻资源化工程现场，标注黑水虻逃逸风险点位；所述风险点位包括工程现场与外部连通的门、管道缝隙及流水线进出口位置等；

5、步骤2：在黑水虻幼虫逃逸风险点位设置诱捕区及高清监控摄像系统；所述黑水虻幼虫逃逸风险点位包括门缝下沿、地漏、管道缝隙及与外界连通的低处缝隙；在幼虫逃逸风险点位分别设置化学诱集剂和诱捕夹缝条，吸引黑水虻幼虫聚集形成诱捕区；设置高清监控摄像机，使摄像机镜头对准诱捕区，成像结果能分辨幼虫即单条幼虫长度成像不少于30个像素；

6、步骤3：在黑水虻成虫高频活动区域设置光辅助高清监控摄像系统；利用黑水虻成虫的趋光性特性，在养殖操作区上方四周墙面分别设置一组2个夹角为120°的led灯组，吸引黑水虻成虫在光区即光诱捕区附近活动，在所述光诱捕区设置高清监控摄像机，摄像机镜头对准led光照区域，成像结果能分辨黑水虻成虫即单只成虫长度成像不少于40个像素；

7、步骤4：利用图像识别技术识别黑水虻幼虫与成虫；在摄像机拍摄的图像基础上，开展黑水虻幼虫及成虫识别，采用背景差分方法识别动态图像中的变化物体，幼虫图像每5~30 s识别一次，成虫图像每1~10 s识别一次；将变化物体以及相邻区域与预设的黑水虻图片进行对比，当相似度超过设定阈值时，将变化物体判定为黑水虻；

8、步骤5：当识别出的黑水虻达到阈值时，自动触发报警系统；动态图像解析数据实时传输至监控服务器，设置报警阈值为设定数量的幼虫或成虫，当检测到的数量超过阈值时，触发监控系统自动报警，提示黑水虻逃逸风险。

9、所述步骤1具体包括：结合工程设计图纸及现场勘查，明确工程区大小、黑水虻养殖系统设置、流水线布局等基本情况，重点标注工程区与外部连通的黑水虻逃逸的风险点位。

10、所述步骤2具体包括：黑水虻幼虫可能的逃逸风险点位包括门缝下沿、地漏、管道缝隙等与外界连通的低处缝隙，在幼虫逃逸风险相关点位设置诱捕区，在黑水虻幼虫诱捕区附近设置高清监控摄像机，摄像机镜头对准诱捕区，成像结果应能分辨幼虫为宜。

11、所述步骤3具体包括：利用黑水虻成虫的趋光性特性，在养殖操作区上方墙面设置led灯组，吸引黑水虻成虫在光诱捕区附近活动。在黑水虻光诱捕区设置高清监控摄像机，摄像机镜头对准led光照区域，成像结果应能分辨黑水虻成虫为宜。

12、所述步骤4具体包括：在摄像机拍摄的图像基础上，开展黑水虻幼虫及成虫识别，首先采用背景差分，识别动态图像中的变化物体，其次将变化物体以及部分周边牵连区域与预设的黑水虻图片进行对比，当相似度超过设定阈值时，将变化物体判定为黑水虻。

13、所述步骤5具体包括：动态图像解析数据实时传输至监控服务器，设置报警阈值为一定数量的幼虫或成虫，当检测到的数量超过阈值时，触发监控系统自动报警，提示黑水虻逃逸风险。

14、与现有技术相比，本发明具有的有益效果包括：

15、目前对黑水虻幼虫和成虫逃逸风险的监控主要依赖于人工，尚未有自动化逃逸监控系统，很难对规模化工程现场的黑水虻逃逸风险进行持续有效监控和防范。本发明提供的黑水虻资源化工程中的逃逸监控方法能24小时连续自动工作，大幅提升监控效率，有效降低昆虫种群逃逸的潜在生态风险。

技术特征：

1.一种黑水虻资源化工程中的逃逸监控方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：

技术总结
本发明公开了一种黑水虻资源化工程中的逃逸监控方法，该方法通过黑水虻幼虫诱捕区和成虫高频活动区的定点高清摄像机捕捉工程区域中运动生物影像；结合黑水虻的形态特征，利用图像识别技术自动识别区域内正在运动的黑水虻幼虫和成虫；解析数据实时传输至监控服务器，达到相应阈值后触发自动报警系统，可实现工程区域内黑水虻幼虫和成虫的自动监控，为规模化工程中黑水虻的逃逸预警提供技术支持。

技术研发人员：张颖,王汐,吴曰丰,马聪,张秋卓,王晓东,王倩,李永斌
受保护的技术使用者：华东师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15