Collaborative Research: ABI Innovation: Dark Ecology: Deep Learning and Massive Gaussian Processes to Uncover Biological Signals in Weather Radar

合作研究:ABI 创新:黑暗生态:深度学习和大规模高斯过程揭示天气雷达中的生物信号

基本信息

  • 批准号:
    1661259
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 90.33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-05-15 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Every spring and fall billions of birds migrate across the US, largely under the cover of darkness. Data collected by the US network of weather radars and new analysis methods let us track these migrations. The Dark Ecology Project will develop new resources allowing us to estimate the densities of migrating birds as they have changed in the last 25 years. One outcome will be our better ability to monitor bird populations and their migration systems, and the impacts of various environmental factors. The US network of weather radars has recorded a comprehensive 20-year archive of images of the atmosphere, which provides the baseline information about bird movements. Extracting biological information from the images is not automated currently, making it very slow and inefficient. A team of ecologists and computer scientists will conduct novel research combining methods in computer vision and machine learning to unlock detailed information about bird migration from the entire US archive of weather radar data. The resulting dataset will be freely available, providing an information resource for researchers to estimate the number of birds migrating on any given night, measure the patterns and trends of bird populations, and do hypothesis driven science. The research will advance big data analysis and visualization techniques for large-scale science questions, and will engage scientists, conservation planners, students, and the general public with data, visualizations, and educational material about bird migration.Dark Ecology will leverage large-scale cloud computing and develop novel computer vision, machine learning, and radar analysis methods to measure the densities and velocities of migrating birds across the US. Deep convolutional networks will be trained to discriminate migrating birds from precipitation and other clutter in the radar data. New techniques for domain transfer and weakly supervised training will enable the training of convolutional networks with only modest-sized training sets. Gaussian process (GP) models will be developed to create smooth national maps of migration density and velocity. Novel GP methods and cloud-computing workflows will allow us to scale to massive radar data sets and analyze the more then 200 million archived radar scans. The resulting data and tools will be curated with open access policies, and used by the research team to conduct ecological research about patterns and drivers of continent-scale migration. Project information can be found at http://darkecology.cs.umass.edu.
每年春秋两季,数十亿只鸟在美国各地迁徙,大多是在黑暗的掩护下迁徙。美国天气雷达网络和新的分析方法收集的数据让我们能够追踪这些迁徙。黑暗生态项目将开发新的资源,使我们能够估计候鸟的密度,因为它们在过去25年里发生了变化。一个结果将是我们有更好的能力监测鸟类种群及其迁徙系统,以及各种环境因素的影响。美国天气雷达网络记录了20年来大气图像的全面档案,其中提供了鸟类活动的基线信息。目前,从图像中提取生物信息并不是自动化的,这使得它非常缓慢和低效。一个由生态学家和计算机科学家组成的团队将进行一项新的研究,将计算机视觉和机器学习的方法结合起来,从整个美国天气雷达数据档案中解开有关鸟类迁徙的详细信息。由此产生的数据集将是免费的,为研究人员提供信息资源,以估计在任何给定夜晚迁徙的鸟类的数量,测量鸟类种群的模式和趋势,并进行假设驱动的科学。这项研究将推进大规模科学问题的大数据分析和可视化技术,并将吸引科学家、保护规划者、学生和普通公众提供关于鸟类迁徙的数据、可视化和教育材料。黑暗生态将利用大规模云计算,开发新的计算机视觉、机器学习和雷达分析方法,以测量全美候鸟的密度和速度。将训练深度卷积网络,以区分候鸟与降雨量和雷达数据中的其他杂波。域转移和弱监督训练的新技术将使仅用中等大小的训练集来训练卷积网络成为可能。将开发高斯过程(GP)模型,以创建平滑的国家迁徙密度和速度地图。新的GP方法和云计算工作流程将使我们能够扩展到海量雷达数据集,并分析超过2亿次存档的雷达扫描。由此产生的数据和工具将根据开放获取政策进行管理,并由研究小组用来进行关于大陆范围移民模式和驱动因素的生态研究。有关项目信息,请访问http://darkecology.cs.umass.edu.。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Drivers of fatal bird collisions in an urban center
  • DOI:
    10.1073/pnas.2101666118
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Benjamin M. Van Doren;D. Willard;Mary Hennen;K. Horton;E. Stuber;D. Sheldon;Ashwin H. Sivakumar;Julia Wang;Andrew Farnsworth;Benjamin M. Winger
  • 通讯作者:
    Benjamin M. Van Doren;D. Willard;Mary Hennen;K. Horton;E. Stuber;D. Sheldon;Ashwin H. Sivakumar;Julia Wang;Andrew Farnsworth;Benjamin M. Winger
Decline of the North American avifauna
  • DOI:
    10.1126/science.aaw1313
  • 发表时间:
    2019-10-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Rosenberg, Kenneth V.;Dokter, Adriaan M.;Marra, Peter P.
  • 通讯作者:
    Marra, Peter P.
Time of emergence of novel climates for North American migratory bird populations
  • DOI:
    10.1111/ecog.04408
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    F. L. La Sorte;D. Fink;A. Johnston
  • 通讯作者:
    F. L. La Sorte;D. Fink;A. Johnston
Projected changes in wind assistance under climate change for nocturnally migrating bird populations
气候变化下夜间候鸟种群风力援助的预计变化
  • DOI:
    10.1111/gcb.14531
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.6
  • 作者:
    La Sorte, Frank A.;Horton, Kyle G.;Nilsson, Cecilia;Dokter, Adriaan M.
  • 通讯作者:
    Dokter, Adriaan M.
Faster Kernel Interpolation for Gaussian Processes
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Mohit Yadav;D. Sheldon;Cameron Musco
  • 通讯作者:
    Mohit Yadav;D. Sheldon;Cameron Musco
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Daniel Sheldon其他文献

A Holey Predicament
  • DOI:
    10.1016/j.chest.2016.08.114
  • 发表时间:
    2016-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Shaiva Meka;Daniel Sheldon;Paul Christensen
  • 通讯作者:
    Paul Christensen

Daniel Sheldon的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Daniel Sheldon', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: BirdFlow: Learning Bird Population Flows from Citizen Science Data
合作研究:BirdFlow:从公民科学数据中学习鸟类种群流动
  • 批准号:
    2210979
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: MRA: Insectivore Response to Environmental Change
合作研究:MRA:食虫动物对环境变化的反应
  • 批准号:
    2017756
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: IIBR Informatics: Data integration to improve population distribution estimation with animal tracking data
合作研究:IIBR 信息学:数据集成,利用动物追踪数据改进人口分布估计
  • 批准号:
    1914887
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: From Data to Knowledge and Decisions for Global-Scale Ecological Sustainability
职业:从数据到知识和全球规模生态可持续性决策
  • 批准号:
    1749854
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
III: Small: Novel Representations for Inference in Graphical Models
III:小:图形模型中推理的新颖表示
  • 批准号:
    1617533
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Postdoctoral Research Fellowships in Biology for FY 2009
2009财年生物学博士后研究奖学金
  • 批准号:
    0905885
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Fellowship Award
Science Teaching and the Development of Reasoning
科学教学与推理的发展
  • 批准号:
    8160386
  • 财政年份:
    1981
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Pre-College Teacher Development in Science
学前教育教师科学发展
  • 批准号:
    7901891
  • 财政年份:
    1979
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Student Science Training
学生科学培训
  • 批准号:
    7700671
  • 财政年份:
    1977
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Cell Research
  • 批准号:
    31224802
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research
  • 批准号:
    31024804
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Cell Research (细胞研究)
  • 批准号:
    30824808
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
  • 批准号:
    10774081
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: Sustainable ABI: Arctos Sustainability
合作研究:可持续 ABI:Arctos 可持续性
  • 批准号:
    2034568
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Innovation: FuTRES, an Ontology-Based Functional Trait Resource for Paleo- and Neo-biologists
合作研究:ABI 创新:FuTRES,为古生物学家和新生物学家提供的基于本体的功能性状资源
  • 批准号:
    2201182
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Development: Symbiota2: Enabling greater collaboration and flexibility for mobilizing biodiversity data
协作研究:ABI 开发:Symbiota2:为调动生物多样性数据提供更大的协作和灵活性
  • 批准号:
    2209978
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Innovation: Towards Computational Exploration of Large-Scale Neuro-Morphological Datasets
合作研究:ABI 创新:大规模神经形态数据集的计算探索
  • 批准号:
    2028361
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Innovation: Enabling machine-actionable semantics for comparative analyses of trait evolution
合作研究:ABI 创新:启用机器可操作的语义以进行特征进化的比较分析
  • 批准号:
    2048296
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Development: Integrated platforms for protein structure and function predictions
合作研究:ABI开发:蛋白质结构和功能预测的集成平台
  • 批准号:
    2021734
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Innovation: Biofilm Resource and Information Database (BRaID): A Tool to Fuse Diverse Biofilm Data Types
合作研究:ABI 创新:生物膜资源和信息数据库 (BRaID):融合多种生物膜数据类型的工具
  • 批准号:
    2027203
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Development: Building a Pipeline for Validation, Curation and Archiving of Integrative/Hybrid Models
合作研究:ABI 开发:构建集成/混合模型的验证、管理和归档管道
  • 批准号:
    1756250
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: ABI Development: The next stage in protein-protein docking
合作研究:ABI 开发:蛋白质-蛋白质对接的下一阶段
  • 批准号:
    1759472
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: ABI Innovation: Quantifying biogeographic history: a novel model-based approach to integrating data from genes, fossils, specimens, and environments
合作研究:ABI 创新:量化生物地理历史:一种基于模型的新颖方法来整合来自基因、化石、标本和环境的数据
  • 批准号:
    1759729
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 90.33万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了