christian
c11fe9ab04
Eine Kamera am Vogelhaus, ein Rechner der erkennt wer da war — und eine Sammlung, die sich von allein fuellt. Zwei neuronale Netze: eines findet den Vogel im Bild, eines bestimmt die Art. 148 heimische Arten, auf Deutschland eingeschraenkt und neu normiert — ohne diese Einschraenkung wird aus einer Kohlmeise eine nordamerikanische Schwesterart. Daraus entsteht ein Sammelalbum: nummerierte Seiten, gefundene Arten in Farbe, fehlende als Schatten, dazu Erstfang, Punkte, Stufen und 15 Abzeichen. Laeuft vollstaendig auf eigener Hardware. Kein Cloud-Dienst, kein Konto, keine Telemetrie; die Bilder verlassen das eigene Netz nicht. Zwei getrennt deploybare Teile: die Sammlung als Django-Anwendung, die Erkennung als eigener Dienst. Der Erkennungs-Dienst fragt selbst an und braucht deshalb weder eine erreichbare Adresse noch einen offenen Port — er laeuft hinter einem gewoehnlichen Router. Dabei: Firmware fuer Raspberry Pi und ESP32-S3, Anbindung an Home Assistant ueber MQTT, Oberflaeche auf Deutsch und Englisch, Einstellungen je Kamera aus dem Browser, und ein Weg fuer Fotos von unterwegs. AGPL-3.0.
227 lines
12 KiB
Python
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12 KiB
Python
"""Arten-Katalog: deutsche Gartenvögel.
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Der iNat-Klassifikator kennt 965 Arten weltweit — überwiegend Nordamerika.
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Für einen Nistkasten in Deutschland ist das viel zu breit: ohne Filter landet
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eine Kohlmeise gern mal als "Carolina Chickadee". Deshalb schränken wir die
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Ausgabe auf die Arten ein, die hier realistisch vor der Kamera sitzen, und
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normalisieren die Wahrscheinlichkeiten neu.
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Jeder Eintrag: wissenschaftlicher Name (= Schlüssel ins Label-File),
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deutscher Name, Seltenheitsstufe, und ein Fakt fürs Vogelalbum.
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"""
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from __future__ import annotations
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from dataclasses import dataclass
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# Seltenheitsstufen -> XP beim Fang. Bezugsrahmen ist ein Garten in
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# Deutschland, nicht die weltweite Bestandslage: ein Mäusebussard ist nicht
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# bedroht, taucht aber im Vogelhaus praktisch nie auf.
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RARITY_XP = {
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"haeufig": 10,
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"gelegentlich": 25,
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"selten": 60,
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"episch": 150,
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"legendaer": 400,
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}
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RARITY_LABEL = {
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"haeufig": "Häufig",
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"gelegentlich": "Gelegentlich",
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"selten": "Selten",
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"episch": "Episch",
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"legendaer": "Legendär",
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}
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# Farben für die UI (Sammelkarten-Logik: je seltener, desto heißer)
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RARITY_COLOR = {
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"haeufig": "#8b9a7b",
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"gelegentlich": "#4f8fbf",
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"selten": "#8b5cf6",
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"episch": "#e0851f",
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"legendaer": "#d4af37",
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}
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@dataclass(frozen=True)
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class Species:
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scientific: str
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german: str
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english: str
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rarity: str
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fact: str
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size_cm: str = ""
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# Die Kernliste sind per Definition die Arten, die am Futterhaus
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# realistisch auftauchen — deshalb durchgehend "garten".
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lebensraum: str = "garten"
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@property
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def xp(self) -> int:
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return RARITY_XP[self.rarity]
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@property
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def slug(self) -> str:
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return self.german.lower().replace("ä", "ae").replace("ö", "oe").replace(
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"ü", "ue"
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).replace("ß", "ss").replace(" ", "-")
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# fmt: off
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SPECIES: list[Species] = [
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# ---------------- Häufig: die Stammgäste ----------------
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Species("Parus major", "Kohlmeise", "Great Tit", "haeufig",
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"Der schwarze Streifen auf dem Bauch verrät das Geschlecht: breit = Männchen, schmal = Weibchen.", "14 cm"),
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Species("Cyanistes caeruleus", "Blaumeise", "Eurasian Blue Tit", "haeufig",
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"Blaumeisen sehen UV-Licht — ihre Scheitelkappe leuchtet für Artgenossen viel greller als für uns.", "12 cm"),
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Species("Passer domesticus", "Haussperling", "House Sparrow", "haeufig",
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"Der Spatz lebt seit über 10.000 Jahren beim Menschen und kommt fast nirgends ohne uns vor.", "15 cm"),
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Species("Turdus merula", "Amsel", "Eurasian Blackbird", "haeufig",
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"Nur die Männchen sind schwarz mit gelbem Schnabel — Weibchen sind unauffällig braun.", "25 cm"),
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Species("Erithacus rubecula", "Rotkehlchen", "European Robin", "haeufig",
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"Rotkehlchen verteidigen ihr Revier so hart, dass sie sogar auf rote Federbüschel losgehen.", "14 cm"),
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Species("Fringilla coelebs", "Buchfink", "Common Chaffinch", "haeufig",
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"Buchfinken haben regionale Dialekte — ein Fink aus Bayern klingt anders als einer aus Hamburg.", "15 cm"),
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Species("Chloris chloris", "Grünfink", "European Greenfinch", "haeufig",
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"Sein dicker Schnabel knackt Sonnenblumenkerne, die für Meisen zu hart sind.", "15 cm"),
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Species("Sturnus vulgaris", "Star", "European Starling", "haeufig",
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"Stare imitieren Handyklingeln, Autoalarm und andere Vögel — echte Stimmenimitatoren.", "21 cm"),
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Species("Pica pica", "Elster", "Eurasian Magpie", "haeufig",
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"Elstern erkennen sich im Spiegel — das schaffen sonst nur Menschenaffen, Delfine und Elefanten.", "46 cm"),
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Species("Columba palumbus", "Ringeltaube", "Common Wood-Pigeon", "haeufig",
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"Der weiße Halsfleck fehlt Jungvögeln noch komplett.", "42 cm"),
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Species("Corvus corone", "Rabenkrähe", "Carrion Crow", "haeufig",
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"Krähen legen Nüsse auf Straßen, damit Autos sie knacken — und holen sie bei Rot ab.", "48 cm"),
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# ---------------- Gelegentlich: gern gesehen ----------------
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Species("Passer montanus", "Feldsperling", "Eurasian Tree Sparrow", "gelegentlich",
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"Anders als beim Haussperling sehen Männchen und Weibchen gleich aus — beide mit braunem Käppi und Wangenfleck.", "14 cm"),
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Species("Sitta europaea", "Kleiber", "Eurasian Nuthatch", "gelegentlich",
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"Der einzige heimische Vogel, der kopfüber den Stamm hinunterlaufen kann.", "14 cm"),
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Species("Carduelis carduelis", "Stieglitz", "European Goldfinch", "gelegentlich",
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"Auch Distelfink genannt — sein spitzer Schnabel holt Samen aus Disteln, an die sonst keiner kommt.", "13 cm"),
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Species("Troglodytes troglodytes", "Zaunkönig", "Eurasian Wren", "gelegentlich",
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"Winzig, aber der lauteste Vogel im Verhältnis zur Größe — 90 Dezibel aus 10 Gramm.", "10 cm"),
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Species("Prunella modularis", "Heckenbraunelle", "Dunnock", "gelegentlich",
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"Unscheinbar grau, aber mit dem wildesten Liebesleben im Garten: mehrere Partner gleichzeitig.", "14 cm"),
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Species("Phoenicurus ochruros", "Hausrotschwanz", "Black Redstart", "gelegentlich",
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"Zittert ständig mit dem rostroten Schwanz — daran erkennt man ihn auf 50 Meter.", "14 cm"),
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Species("Sylvia atricapilla", "Mönchsgrasmücke", "Eurasian Blackcap", "gelegentlich",
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"Männchen tragen eine schwarze Kappe, Weibchen eine rotbraune.", "14 cm"),
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Species("Periparus ater", "Tannenmeise", "Coal Tit", "gelegentlich",
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"Die kleinste heimische Meise — legt Wintervorräte in Rindenritzen an.", "11 cm"),
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Species("Dendrocopos major", "Buntspecht", "Great Spotted Woodpecker", "gelegentlich",
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"Trommelt bis zu 20 Mal pro Sekunde — ein Stoßdämpfer im Schädel schützt sein Gehirn.", "23 cm"),
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Species("Streptopelia decaocto", "Türkentaube", "Eurasian Collared-Dove", "gelegentlich",
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"War vor 100 Jahren in Deutschland unbekannt und hat sich seitdem über ganz Europa ausgebreitet.", "32 cm"),
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Species("Garrulus glandarius", "Eichelhäher", "Eurasian Jay", "gelegentlich",
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"Vergräbt bis zu 5.000 Eicheln pro Herbst — die vergessenen werden zu Eichen.", "34 cm"),
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Species("Corvus monedula", "Dohle", "Eurasian Jackdaw", "gelegentlich",
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"Die hellblauen Augen sind einmalig unter unseren Rabenvögeln. Dohlen bleiben lebenslang zusammen.", "34 cm"),
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Species("Motacilla alba", "Bachstelze", "White Wagtail", "gelegentlich",
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"Wippt beim Laufen unaufhörlich mit dem Schwanz — niemand weiß sicher, warum.", "18 cm"),
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Species("Aegithalos caudatus", "Schwanzmeise", "Long-tailed Tit", "gelegentlich",
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"Der Schwanz ist länger als der ganze Körper. Im Winter schlafen sie in Reihen aneinandergedrängt.", "14 cm"),
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# ---------------- Selten: Fototermin! ----------------
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Species("Pyrrhula pyrrhula", "Gimpel", "Eurasian Bullfinch", "selten",
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"Auch Dompfaff genannt. Das Männchen hat die knalligste rote Brust im Garten.", "16 cm"),
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Species("Spinus spinus", "Erlenzeisig", "Eurasian Siskin", "selten",
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"Kommt in manchen Wintern in Massen, in anderen fast gar nicht — je nach Erlensamen-Ernte.", "12 cm"),
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Species("Turdus philomelos", "Singdrossel", "Song Thrush", "selten",
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"Zertrümmert Schneckenhäuser an einem festen Stein, ihrer „Drosselschmiede\".", "22 cm"),
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Species("Turdus pilaris", "Wacholderdrossel", "Fieldfare", "selten",
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"Verteidigt ihr Nest, indem sie Angreifer gezielt mit Kot bombardiert.", "25 cm"),
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Species("Phoenicurus phoenicurus", "Gartenrotschwanz", "Common Redstart", "selten",
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"Zieht bis in die Sahelzone und zurück — 5.000 km pro Richtung.", "14 cm"),
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Species("Ficedula hypoleuca", "Trauerschnäpper", "European Pied Flycatcher", "selten",
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"Nimmt Nistkästen besonders gern an — der Klassiker für die Vogelhaus-Kamera.", "13 cm"),
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Species("Muscicapa striata", "Grauschnäpper", "Spotted Flycatcher", "selten",
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"Sitzt auf einer Warte, schnappt eine Fliege im Flug und kehrt exakt auf denselben Ast zurück.", "14 cm"),
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Species("Phylloscopus collybita", "Zilpzalp", "Common Chiffchaff", "selten",
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"Heißt so, weil er genau das singt: zilp-zalp-zilp-zalp.", "11 cm"),
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Species("Emberiza citrinella", "Goldammer", "Yellowhammer", "selten",
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"Ihr Gesang klingt wie „wie-wie-wie hab ich dich lieb\".", "17 cm"),
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Species("Serinus serinus", "Girlitz", "European Serin", "selten",
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"Der kleinste Fink Europas — nur 11 Gramm.", "11 cm"),
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Species("Picus viridis", "Grünspecht", "European Green Woodpecker", "selten",
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"Hackt kaum Holz, sondern gräbt mit 10 cm langer Zunge nach Ameisen im Rasen.", "32 cm"),
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Species("Hirundo rustica", "Rauchschwalbe", "Barn Swallow", "selten",
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"Frisst, trinkt und paart sich im Flug. Lange Schwanzspieße = fitter Partner.", "19 cm"),
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Species("Delichon urbicum", "Mehlschwalbe", "Common House-Martin", "selten",
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"Baut sein Nest aus rund 1.000 einzeln herangeflogenen Schlammkügelchen.", "13 cm"),
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Species("Apus apus", "Mauersegler", "Common Swift", "selten",
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"Bleibt nach dem Ausfliegen bis zu 10 Monate am Stück in der Luft — inklusive Schlafen.", "17 cm"),
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# ---------------- Episch: Raubvögel am Futterhaus ----------------
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Species("Accipiter nisus", "Sperber", "Eurasian Sparrowhawk", "episch",
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"Jagt gezielt am Futterhaus. Wenn schlagartig alle Vögel weg sind, war er da.", "33 cm"),
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Species("Falco tinnunculus", "Turmfalke", "Common Kestrel", "episch",
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"Sieht den UV-reflektierenden Urin von Mäusen und findet daran ihre Wege.", "35 cm"),
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Species("Buteo buteo", "Mäusebussard", "Common Buzzard", "episch",
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"Der häufigste Greifvogel Deutschlands — nur eben selten im Vogelhaus.", "54 cm"),
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Species("Corvus corax", "Kolkrabe", "Common Raven", "episch",
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"Größter Singvogel der Welt. Löst Rätsel, die Vierjährige überfordern.", "64 cm"),
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# ---------------- Legendär: einmal im Leben ----------------
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Species("Athene noctua", "Steinkauz", "Little Owl", "legendaer",
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"Der Vogel der Athene — deshalb sitzt eine Eule auf der griechischen Euro-Münze.", "22 cm"),
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]
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# fmt: on
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BY_SCIENTIFIC: dict[str, Species] = {s.scientific: s for s in SPECIES}
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BY_SLUG: dict[str, Species] = {s.slug: s for s in SPECIES}
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def catalog(habitats: set[str] | None = None) -> list[Species]:
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"""Kernliste plus Erweiterung, als eine Liste.
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``habitats`` schränkt auf Lebensräume ein. Für eine Kamera am Futterhaus
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ist ``{"garten"}`` richtig: der Klassifikator soll gar nicht erst
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erwägen, ob der Fleck auf dem Ast ein Kranich sein könnte.
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"""
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arten = list(SPECIES)
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try:
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from .species_extra import EXTRA
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except ImportError:
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EXTRA = []
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for e in EXTRA:
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arten.append(
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Species(
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scientific=e.scientific,
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german=e.german,
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english=e.english,
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rarity=e.rarity,
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fact="",
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size_cm=e.size_cm,
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lebensraum=e.lebensraum,
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)
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)
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if habitats:
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arten = [a for a in arten if a.lebensraum in habitats]
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return arten
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# Arten, die der iNat-Klassifikator schlicht nicht kennt. Wenn eine davon vor
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# der Linse sitzt, wird sie zwangsläufig auf eine verwandte Art gemappt.
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# Ehrlicher, das offen zu dokumentieren, als es stillschweigend hinzunehmen.
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NICHT_IM_MODELL = [
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"Sumpfmeise (Poecile palustris)",
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"Weidenmeise (Poecile montanus)",
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"Haubenmeise (Lophophanes cristatus)",
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"Gartenbaumläufer (Certhia brachydactyla)",
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"Kleinspecht (Dryobates minor)",
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"Waldkauz (Strix aluco)",
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]
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# Achtung beim Nachschlagen im Label-File: es benutzt teils veraltete
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# wissenschaftliche Namen. Kernbeißer steht dort als Coccothraustes
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# coccothraustes (richtig), Bluthänfling aber als "Carduelis cannabina"
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# statt Linaria cannabina. Eine Suche nach dem heutigen Namen findet ihn
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# nicht — beide Arten sind sehr wohl im Modell.
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def label_to_scientific(label: str) -> str:
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"""'Parus major (Great Tit)' -> 'Parus major'."""
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return label.split(" (", 1)[0].strip()
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