Dr. Karl-Heinz Frommolt

• Informations-Infrastrukturen für netzbasierte Forschungskooperation in der Bioakustik

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  Ziel des beantragten Projekts ist der Aufbau eines internetbasierten Informationssystems zur Forschungskooperation im Bereich Bioakustik. Zur Zeit existieren weltweit vereinzelt größere Tierstimmenarchive aus analogen Tonaufnahmen. Hinzu kommt eine große Zahl kleinerer, auf bestimmte Arten eingeschränkte Spezialarchive. Trotz begonnener Digitalisierungsbestrebungen gibt es zur Zeit keine internetbasierten Informationssysteme, die die wissenschaftliche Kooperation im Bereich Bioakustik unter Einbeziehung multimedialer Aspekte ermöglichen. In diesem Projekt soll, aufbauend auf dem momentan in der Digitalisierungsphase befindlichen Datenbestand des Tierstimmenarchivs der HU Berlin, ein entsprechendes internetbasiertes Informationssystem entwickelt werden. Zentrale Aspekte des Projekts sind der dauerhafte Einsatz des Systems am Tierstimmenarchiv der HU Berlin, die Realisierung eines Zugriffskonzepts für kooperative Nutzung mit der Möglichkeit zur Integration der Daten externer Archive, die integrierte Darstellung multimedialer Information (akustische Daten, visuelle Daten wie Sonagramme, textuelle Daten, bibliographische Daten) und insbesondere die Konzipierung des Einsatzes inhaltsbasierter Retrievalfunktionalität. Beispiele für letzteres sind die automatische Erkennung von Tierarten oder bestimmter Individuen anhand gegebener akustischer Aufnahmen. Es ist aus den Entwicklungen der letzten Jahre abzusehen, dass gerade dem Retrievalaspekt in den nächsten Jahren im Bereich der Bioakustik große Bedeutung zukommen wird. In diesem Szenario wird dem geplanten Informationssystem eine Schlüsselrolle bei der Forschungskooperation auf diesem Gebiet zukommen.

• Automatisiertes akustisches Monitoring einer Röhricht-Vogelgesellschaft am Parsteiner See, Nord-Ost-Brandenburg

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  <p>Im Frühjahr 2006 wurden am Parsteiner See (Nordostbrandenburg) Vorstudien für ein auf akustischer Mustererkennung basierendes Vogelmonitoring durchgeführt. Das Ziel besteht darin, auf der Grundlage der Aufzeichnung der Geräuschkulisse zuverlässige Aussagen über das Vorkommen bestimmter Vogelarten zu gewinnen und damit unterstützend für kontinuierliche Monitoringprojekte wirksam zu werden. Von April bis Juni 2006 wurden am Parsteiner See Mehrkanalaufzeichnungen mit einer Gesamtdauer von nahezu 200 Stunden von verschiedenen Aufzeichnungsorten aus erstellt. Die Erfassungen waren auf nachtaktive Vogelarten (Dommeln, Rallen) fokussiert. Die Studie hat gezeigt, dass bereits zum gegenwärtigen Zeitpunkt bioakustische Methoden effektiv für Bestandserfassungen eingesetzt werden können. Die wesentlichsten Ergebnisse der Untersuchungen sind:<br>(1) Die Empfindlichkeit der Methodik ist mindestens so gut wie das menschliche Ohr. Durch die Möglichkeit einer wiederholten Kontrolle zurückliegender Ereignisse können auch unsichere Nachweise geklärt werden.<br>(2) Für die Erfassung von Vögeln an Gewässern ist der optimale Aufzeichnungsort ein Punkt auf der Wasserfläche (z.B. Aufzeichnung von verankertem Boot, Plattform). Dadurch werden optimale Bedingungen für die Schallausbreitung genutzt und störende Nebengeräusche hinter das Zielobjekt verlagert.<br>(3) Wir empfehlen den Einsatz von Vierkanalaufzeichnungen mit vier Mikrofonen mit Nierencharakteristik, um auch Aussagen über die Anzahl der rufenden Individuen machen zu können.<br>(4) Für die Zwergdommel wurde gezeigt, dass die Reichweite des Rufes deutlich größer ist als bisher angenommen.<br>(5) Für die Rohrdommel wurde ein Mustererkennungsalgorithmus entwickelt, der es erlaubt auch sehr leise Rufe und Rufe vor lautem Hintergrund sicher zu erkennen.<br>(6) Für die Erfassung von Vögeln in der Verlandungszone schlagen wir eine Methode der GPS-gestützten akustischen Registration vor.<br>(7) Für eine effektive Nutzung der Information der Aufzeichnung wird auch mittel- bis langfristig eine offline-Analyse der Geräuschkulisse unerlässlich sein.</p><p>Mit der Entwicklung weiterer Mustererkennungsalgorithmen eröffnet sich die Möglichkeit, in absehbarer Zeit bioakustische Methoden effektiv zur Bestandskontrolle von Vögeln aber auch anderer lautaktiver Tiere einzusetzen.</p>

• Bioakustische Mustererkennung

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  Im letzten Jahrzehnt haben signifikante Fortschritte in den Bereichen Signalanalyse, Mustererkennung und Multimediaretrieval dazu geführt, dass heutzutage bereits viele inhaltsbasierte Such- und Erkennungsaufgaben für Sprach- und Musiksignale für zahlreiche Anwendungen hinreichend gut lösbar sind (etwa Melodiesuche oder Sprechererkennung). Ein Transfer solcher Technologie auf bioakustische Fragestellungen wie die automatisierte Arten- und Individuenerkennung bei Tieren anhand akustischer Aufnahmen im Rahmen des naturschutzorientierten Monitorings erscheint hiernach sehr erfolgversprechend. Vor diesem Hintergrund sind die Ziele dieses Vorhabens die Umsetzung bestehender informatischer und mathematischer Methoden zur Lösung einfacher bioakustischer Monitoringaufgaben, die Realisierung eines praxistauglichen Softwaresystems, sowie die Erprobung der Methoden und des Systems in realen Anwendungsszenarien. Hierzu sollen beim Monitoring zunächst Tiere betrachtet werden, die durch relativ einfach strukturierte Lautäußerungen charakterisiert sind. In diesem Zusammenhang ist es ein weiteres Projektziel, die Eignung bestimmter Tierarten für ein automatisiertes naturschutzorientiertes Monitoring zu evaluieren (vgl. Band 50, Reihe Angewandte Landschaftsökologie).

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